[发明专利]一种混合动力船舶推进系统

说明书

本发明涉及一种混合动力船舶推进系统，包括离合器、减速箱和推进器，还包括：柴油机、电机、监控器、充电单元、电池管理单元、电池单元，其中，电机的一端通过离合器与柴油机相连，另一端通过减速箱与推进器相连；电机上连接有电机控制器，柴油机上连接有柴油机控制器，电机控制器、柴油机控制器、离合器和减速箱分别与监控器相连；充电单元的输入端与岸电电网及电机控制器相连，输出端与电池管理单元相连，电池管理单元还与电池单元及监控器相连；充电单元用于回收电机的多余能量进行充电或通过岸电电网进行充电，并通过电池管理单元向电池单元充电。本发明的技术方案，能够实现柴油机与电机混合动力推进，以减少船舶的能耗及对环境的污染。

技术领域

本发明涉及船舶动力装置技术领域，具体涉及一种混合动力船舶推进系统。

背景技术

目前我国各大港口码头、船厂船坞的大型船舶靠离码头时，都采用纯柴油机驱动的全回转港作拖轮协助。港作拖轮具有船身小，功率大特点，但是整个作业过程中，80％时间处于航行和守护待命状态，在此工况下平均负荷只需约为柴油机功率的10％；另外20％时间处于顶推和拖带作业状态，平均负荷约为柴油机+电机总功率的50％，但迅时功率能达到柴油机+电机总功率的85％。

纯柴油机驱动的港作拖轮，热效率低；基于港作拖轮作业特点，主机经常处于低负荷工况，与所需的功率相比油耗和排放较高；石油能源成本高、排放污染大；不能满足环境友好型发展及大气排放政策要求；柴油机在低转速时扭矩较小，并且使用前备车需要一定时间，因此在整个营运过程中，主机是不能停车的；同时柴油机不适合长期在低负荷下运行，在频繁的加减速工况下，柴油机磨损严重，废气污染排放很高。

纯天然气驱动和天然气&柴油双燃料驱动的全回转港作拖轮，只部分解决了大气排放的污染问题，但未减少CO2排放，且存在造价高昂，天然气的加装、储存问题难以解决，危险程度高，现实中难于推广的问题。

纯电动力推进的全回转港作拖轮，虽然能解决上述纯柴油驱动拖轮的缺点，但是所需电池容量太大，制造成本高昂、充电时间长、续航力短、冗余度低，难于满足现实需要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种混合动力船舶推进系统，实现柴油机与电机混合动力推进，以减少船舶的能耗及对环境的污染。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种混合动力船舶推进系统，包括离合器、减速箱和推进器，还包括：柴油机、电机、监控器、充电单元、电池管理单元、电池单元，

其中，所述电机的一端通过离合器与柴油机相连，另一端通过减速箱与推进器相连；所述电机上连接有电机控制器，所述柴油机上连接有柴油机控制器，所述电机控制器、柴油机控制器、离合器和减速箱分别与所述监控器相连，所述监控器用于监控所述柴油机、电机、离合器和减速箱的工作状态；

所述充电单元的输入端与岸电电网及所述电机控制器相连，输出端与所述电池管理单元相连，所述电池管理单元还与所述电池单元及监控器相连；所述充电单元用于回收电机的多余能量进行充电或通过岸电电网进行充电，并通过所述电池管理单元向电池单元充电；所述电池单元用于为所述电机供电。

优选地，所述电池管理单元包括：高压控制模块、制冷加热器、高压互锁回路、接地监测单元、风扇，

其中，所述高压控制模块，其输入端与所述充电单元相连，输出端与所述电机相连，控制端与一主控单元相连，用于在所述主控单元的控制下，确保电机推进和发电两种模式下的工作电压与电池单元的放电电压相匹配；

所述制冷加热器通过一连接器与所述电机相连，所述连接器的控制端与所述主控单元相连，所述制冷加热器用于为电机制冷或加热；所述电池单元通过一熔断器与所述电机相连，所述电池单元用于存储电量，所述熔断器用于为电机提供过载或漏电保护；