[发明专利]双动力船的动力系统及运作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种船舶的动力系统，特别涉及一种搭载双动力的船舶动力系统以及其运作方法。

背景技术

随着人类活动的增加，不论是在运输、旅游或商务上，对于交通运输工具的需求大幅提高，因而带来了巨大的能源消耗以及环境污染。有鉴于此，人类开始研发更具效率的动力系统，以期能使用更少的燃料驱动交通运输工具至更远的距离。以目前的技术来说，动力系统多采取电动机(如电动马达)或内燃机(如柴油引擎)作为输出动力的动力源。电动机的特性在于低转速下能有相当好的扭力表现，同时在运作中不会排放废气，产生的噪音也很小，若能使用发电厂产生的电力，能源价格低廉，产电造成的污染也更小。而内燃机发展历史悠久，相关技术成熟，因此具有可靠度高、不易故障以及成本低廉的优点。

但此二者仍有缺点，电动机使用时必须同时搭载供给其电源的电池，移动性受到限缩，甚至因为提供电动机电源的电池大而笨重，增加不必要的负重，反而增加了能源的消耗。而使用石化燃料的内燃机，无可避免的会排放废气。更严重的是，纵使使用目前最尖端的科技，内燃机将燃料内含的能量转换成动力的效率仍仅有30％，大部分的能量都以废热、噪音的形式溢散到环境中。

而当这二者装载在陆上运输工具时，还会产生其他问题。一般的陆上运输工具如：汽车、机车，在使用时会遇到各式各样的路况，需要的速率、扭力千变万化，在这种状况下，内燃机或电动机必须在各种转速下进行动力输出，设计者无法针对特定转速进行优化，使用时也无法确保在设计的最佳转速区间运转，如此会消耗多余的燃料，进一步降低运转效率。

因此人们发展出搭载二种动力系统的交通运输工具，将二种动力系统的动力输出混合，进而驱动交通运输工具的混合动力系统。在低速的状况下，主要由高扭力的电动机输出动力，在高速的状况下，主要由内燃机输出动力，同时间内燃机对电池进行充电，而动力输出的分配比例交由行车计算机判断。如此一来不论面对任何路况，都可以让电动机与内燃机在各自设定的最佳转速中工作。确定了运作时的转速区间，设计者更能针对此转速环境对电动机或内燃机进行优化，进一步提升运转效率、降低环境污染。

混合动力系统看似解决了问题，却又产生新的缺点。一般习知的变速箱所具有的离合器功能必须依靠变速箱的入力轴旋转所提供的油压启动能量进行运作，使用一般的内燃机时，可以靠其惰速供给油压启动能量，但若使用电动机，却无惰速可供利用，习知的变速箱因而无法运作。因此在动力混合与输出的过程中，必须使用复杂的传动与变速设备，使得维修以及保养不易，整个系统价格也相当昂贵。而二种动力在混合输出时，动力切换与混合间容易造成迟滞，使交通运输工具产生颠簸，乘客感受不适，驾驶的危险性也增加了。

混合动力系统最大的优点在于可以根据不同的路况，改变二种动力系统的输出比例，达到良好的运作效率。但在水上航行时这些优点却无用武之地，陆上运输工具在起步时需要较大的扭力，而且行驶中会因为交通状况(塞车、交通号志)而改变速率，或者走走停停反复进行起步动作，遇到上下坡时又会造成所需要的转速改变，因此习知的混合动力系统得以发挥作用。但水上航行时，交通状况稳定，驱动船舶的所需要的推力单纯与其速度的三次方成正比，又加上液体的密度远高于空气，因此相较于陆上运输工具运作情形等同永远都在爬坡，而且一艘船舶的整个航程中几乎都能以一个固定的速率前进，此时习知的混合动力系统的优点因而无法发挥。而船舶单次航行时间相较陆上运输工具长的多，在航行途中难以进行补给，如此反而凸显了习知混合动力系统造成整个动力系统结构复杂而使得维修保养困难的缺点，更加不利于水上使用。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明的主要目的在于提供一种双动力船的动力系统以及一种双动力船的动力系统运作方法；

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种双动力船的动力系统，包括一传动系统、一电力驱动系统、一燃油驱动系统、一充电器保护系统、一互锁系统以及一防止暴冲系统。

传动系统与电力驱动系统以及燃油驱动系统连接，可传送电力驱动系统以及燃油驱动系统产生的动力，驱动船舶前进。传动系统包括一油门以及一变速箱，其中油门可控制输出动力的大小，改变船舶的速率，变速箱可控制输出动力的扭力，并且包括控制动力是否输出至推动船舶的离合器功能。