[發明專利]柴電混合動力推進系統及控制方法

在審

• 申請號: 202210655738.6
• 申請日: 2022-06-10
• 公開（公告）號: CN115009498A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 戎志祥;郭豐澤;宋大為;周臻;馮熠碩;朱奎;潘熙希;吳安民;楊博;江嘉堃;任路平
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一一研究所
• 主分類號: B63H21/20
• 分類號: B63H21/20;B63H23/02;B63H23/12
• 代理公司: 深圳紫藤知識產權代理有限公司 44570
• 代理人: 黃威

本申請公開了一種柴電混合動力推進系統及控制方法，涉及船舶推進系統相關技術領域，用于解決柴電混合動力系統的調速范圍小的問題。本申請提供的柴電混合動力推進系統包括柴油機推進系統和電力推進系統，柴油機推進系統包括依次相連的柴油機、中間齒輪箱、主齒輪箱、傳動軸和螺旋槳；電力推進系統包括供電裝置，以及與所述供電裝置依次電性連接的變頻器和電機組，所述電機組包括多個電機、且多個所述電機均設置在所述中間齒輪箱上。本申請用于實現柴電混合動力推進系統的多級調速。

技術領域

本申請涉及船舶推進系統相關技術領域，具體涉及一種柴電混合動力推進系統及控制方法。

背景技術

船舶推進系統是各種能量的產生、傳遞、消耗的全部機械、設備，它是船舶的一個重要組成部分，為船舶航行提供動力來源和安全保障。在綜合考慮運營工況多樣性、可靠性、運行經濟性、振動與噪聲、環境污染的情況下，船舶推進系統正由單一的柴油機推進系統逐漸向混合動力推進系統方向發展，柴電混合推進系統應運而生。

圖1示出了現有技術中的柴電混合動力系統的結構示意圖。如圖1所示，該柴電混合動力系統包括依次相連的柴油機01、齒輪箱02、軸系組件03和螺旋槳04。其中，所述齒輪箱02具有兩個輸入端，兩個輸入端中的一個輸入端與柴油機01相連、另一個輸入端與電機05的電機軸相連。該柴電混合動力系統還包括與所述電機05電性連接的變頻器06、與變頻器06電性連接的供電裝置07。

然而，現有的柴油機01上僅連接有一臺電機05，該柴電混合動力系統的調速范圍與該電機的轉速范圍相關，由此上述柴電混合動力系統的調速范圍較小。

發明內容

本申請提供了一種柴電混合動力推進系統及控制方法，以解決柴電混合動力系統的調速范圍較小的問題。

為達上述目的，一方面，本申請提供的柴電混合動力推進系統包括：

柴油機推進系統，包括依次相連的柴油機、中間齒輪箱、主齒輪箱、傳動軸和螺旋槳；

電力推進系統，包括供電裝置，以及與所述供電裝置依次電性連接的變頻器和電機組，所述電機組包括多個電機、且多個所述電機均設置在所述中間齒輪箱上。

在本申請的一些實施例中，所述柴油機推進系統具有兩組，所述變頻器、所述電機組均具有兩個，其中，每組所述柴油機推進系統的中間齒輪箱上均設置有所述電機組，每個所述電機組通過與其相對設置的所述變頻器連接至同一所述供電裝置。

在本申請的一些實施例中，所述柴電混合動力推進系統還包括：

轉換裝置，電性連接所述供電裝置和兩個所述變頻器，以將所述供電裝置提供的直流電源轉化成交流電源后同時供給兩個所述變頻器。

在本申請的一些實施例中，所述中間齒輪箱內設有離合器，所述的柴電混合動力推進系統還包括：

控制器，與所述離合器連接，控制所述離合器的狀態使得所述柴油機與所述中間齒輪箱連接或斷開。

在本申請的一些實施例中，多個所述電機均集成在設置在所述中間齒輪箱上，并與所述中間齒輪箱形成一體式結構。

在本申請的一些實施例中，所述控制器與多個所述電機均電性連接，控制多個所述電機中處于工作狀態的電機數量以及處于工作狀態的所述電機的轉速。

在本申請的一些實施例中，所述供電裝置被配置為電池組。

相較于現有技術，本申請在中間齒輪箱上設有多個電機，由于電機數量增加將會使得傳遞到中間齒輪箱的輸出端的總功率增加，并且驅動上述螺旋槳轉動所需的負載扭矩為定值，因此中間齒輪箱的輸出端的輸出轉速將會增大，從而保證上述柴電混合動力推進系統具有相對較大的輸出轉速范圍，即上述柴電混合動力推進系統的調速范圍較大，進而實現了該柴電混合動力推進系統的多級調速。