[发明专利]多能源混合动力的船舶电力推进系统及其实施方法

说明书

技术领域

本发明涉及船舶推进技术领域，特别是涉及一种多能源混合动力的船舶电力推进系统，本发明还涉及此推进系统的实施方法。

背景技术

电力推进系统是一种先进的船舶推进方式。这种推进方式能够提高船舶的技术经济性能，具有操纵性能好、节能环保的特点，可以降低船舶的废气排放，减少船舶的燃料能源消耗，同时可以获得较好的动力特性。中国专利201010300192.x公开了一种包括柴油机-发电机组、配电系统、推进电动机及推进器的电力推进系统；中国专利200810034693.0公开了一种电力推进船舶的控制装置及其控制方法。上述专利中，其电力推进船舶的主动力电源均为常规的柴油机-发电机组（简称柴电机组）。由于柴电机组长期恒速运行在高负荷率状态下，避免了象柴油机推进船舶在低速或怠速推进工况时的高耗油与冒黑烟现象。但是在本质上，这种柴电机组供电的电力推进系统只能有限降低但不能根本消除船舶的废气排放。

为了实现电力推进船舶的废气零排放，发展以清洁能源为主动力电源的绿色船舶具有重要意义。中国专利200710036259.1公开了一种基于超级电容混合动力的船舶电力推进系统，其供电系统包括与推进控制系统相连的超级电容组以及电池堆；中国专利200820155772.2公开了一种用于船舶电力推进系统的供电系统，其供电系统包括与推进控制系统相连的超级电容组以及电池堆。上述专利中以蓄电池和超级电容作为船舶电力推进系统的主动力电源，取消了常规的柴电机组，使得船舶自身可实现废气的零排放。但是，作为船舶主电源的超级电容和蓄电池需经岸上充电储能，在航行中一旦超级电容和蓄电池的储能用尽或自身发生故障，则会导致船舶失去动力，会造成严重的船舶航行安全事故；其次，船舶正常航行中一般不会产生可回收的电力推进系统的制动动能，因此超级电容在系统中的意义并不大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的技术问题而提出的一种适用于内河中小型船舶的，以动力电池、太阳能、燃油发动机等多种能源作为电力推进系统的动力源。其中以动力电池作为主电源，以太阳能光伏电池以及由燃油发动机带动的发电机作为辅助电源的混合供电模式的船舶电力推进系统及其实施方法。船舶靠泊停航时，由码头岸电对动力电池进行充电，储存电能；正常航行时，由动力电池对电力推进系统供电；航行中一旦动力电池的储能用尽或发生故障，则燃油发动机自动起动投入运行，燃油发动机在带动螺旋桨推进船舶的同时，带动同轴的发电机（同一台电机，在电力推进时作电动机用，在燃油发动机推进时作发电机用）发电，为动力电池充电，维持船舶航行。

本发明提出的以动力电池为主电源的多能源电力推进船舶系统，可实现船舶废气、废水零排放，同时也将产生较显著的节能、节支效果。而电力推进与燃油发动机推进的混合动力方式，保证了船舶的航行安全，提高了船舶的续航性能。

本发明所要求解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

一种多能源混合动力的船舶电力推进系统，所述系统包括多能源供电系统，变流控制系统，推进系统；

所述多能源供电系统包括发电机/电动机、动力电池组、太阳能光伏电池和岸电箱，所述变流控制系统包括变流控制器、控制面板、切换开关、开关、第一AC/DC变流器、第二AC/DC变流器和DC/DC变流器，所述动力电池组连接两个AC/DC变流器和DC/DC变流器，所述第一AC/DC变流器连接切换开关，所述切换开关的两个触点分别连接岸电箱和发电机/电动机，所述第二AC/DC变流器通过开关连接其他用电负荷，所述DC/DC变流器连接太阳能光伏电池，所述控制面板连接变流控制器，所述变流控制器连接两个AC/DC变流器和DC/DC变流器；

所述推进系统包括发电机/电动机、燃油发动机、离合器、变速箱和螺旋桨，所述螺旋桨后连接变速箱，所述变速箱后同轴依次连接发电机/电动机、离合器、燃油发动机。

所述动力电池组通过母排连接两个AC/DC变流器和DC/DC变流器。

一种多能源混合动力的船舶电力推进系统的实施方法，所述系统的运行状态有四种：①停航时岸电供电状态，②航行时动力电池供电的电力推进状态，③航行时燃油发动机推进状态，④锚泊时太阳能供电状态；

①停航时岸电供电状态