[发明专利]柴电混合动力船舶推进系统及其能量管理方法

摘要

本发明公开了一种柴电混合动力船舶推进系统及其能量管理方法，该推进系统包括柴油主机、推进器、发电电动机、齿轮箱、储能装置和能量管理模块，发电电动机与储能装置之间设置有充电逆变一体机，储能装置包括超级电容、蓄电池和功率分配单元；该能量管理方法包括获取需求功率P和储能装置状态{SC,BA}，并根据储能装置状态{SC,BA}按照运行模式判断表选择运行模式。该混合动力船舶推进系统及其能量管理方法通过对船舶功率需求进行柔化，并根据需求功率、储能装置状态选择合适的推进系统运行模式，使柴油主机最大程度工作于最佳效率区间内，具有燃油经济性好、能量利用效率高的优点。

主权项

一种柴电混合动力船舶推进系统的能量管理方法，用于确定柴电混合动力船舶推进系统的运行模式，所述柴电混合动力船舶推进系统包括柴油主机(3)、发电电动机(9)、储能装置(11)和推进器(7)，所述储能装置(11)包括超级电容(23)和蓄电池(25)；所述柴电混合动力船舶推进系统包括如下四种运行模式：模式A：经由储能装置(11)提供能量，发电电动机(9)运行于电动机模式以驱动推进器(7)运行；模式B：柴油主机(3)给推进器(7)提供能量，发电电动机(9)运行于发电机模式并对储能装置(11)进行充电；模式C：柴油主机(3)给推进器(7)提供能量，发电电动机(9)不工作；模式D：柴油主机(3)与储能装置(11)一起给推进装置提供能量，发电电动机(9)运行于电动机模式；其特征在于，该能量管理方法包括如下步骤：1)获取需求功率P和储能装置状态{SC,BA}；所述需求功率P由外部输入；所述储能装置状态{SC,BA}根据超级电容(23)的荷电状态SOC_SC和蓄电池(25)的荷电状态SOC_BA按如下方式确定，a.当超级电容(23)的荷电状态SOC_SC≤a时，定义SC＝1，反之定义SC＝0；b.当蓄电池(25)的荷电状态SOC_BA≤b时，定义BA＝1，反之定义BA＝0；其中a为设定的超级电容(23)的充放电阈值，b为设定的蓄电池(25)的充放电阈值；2)根据储能装置状态{SC,BA}选择运行模式：a.当P≤PL时，储能装置状态{1,1}，{0,1}对应模式B，{1,0}，{0,0}对应模式A；b.当PL＜P≤Pe时，储能装置状态{1,1}，{0,1}对应模式B，{1,0}，{0,0}对应模式C；c.当功率需求P＞Pe时，无论何种储能装置状态，均对应于模式D；其中，PL为设定的功率下限，其值根据发电电动机(9)的额定功率确定，Pe为柴油主机(3)的额定功率。