[实用新型]柴油机发电机电动机集成的船舶混合动力系统

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种柴油机发电机电动机集成的船舶混合动力系统。

背景技术：

随着国际油价的快速上涨，船舶燃油费用日益增加,船舶节能技术已成为航运业研究的热点之一。我国能源形式严峻，节能已经成为国民经济发展中的重要任务。船舶是高能耗的运输工具，研究和应用节能技术,降低船舶能耗，不仅可以为航运企业节省燃油费用,还可以减少船舶造成的环境污染,获得经济和环保双重效益。

采用柴电混合动力系统具有：动力系统运行模式多样，提高了动力系统的可靠性；降低耗油量、减少污染物排放、提高续航力、降低运营成本；同时还可降低柴油机的安装功率，进一步优化船舶总体结构设计。

当前，西方及日本等发达国家在船舶混合动力领域仍处于领先地位，柴电混合动力系统已经应用于军用船舶、渡船、豪华游船、海洋工程船舶等领域。就目前来讲，混合动力系统多应用于小型船舶。

国内在混合动力船舶领域方面起步较晚，技术水平有限。在2010 年上海世博会上亮相了中国第一艘混合动力船——“尚德国盛”号游船，该船采用太阳能和柴油机组作为混合动力，时速约15km，节省电力和减排达30%以上。2012年7月，江苏镇江船厂下水了国内第一艘大功率柴电混合动力多功能海洋工程船，标志着国内在此技术领域取得了阶段性成果。

常用混合动力推进是由电机组及主柴油机同时作用于齿轮减速箱的输入轴来实现联合动作。此时，轴带电机的工作模式为电动机，为船舶提供辅助推力。因此，在对主柴油机进行选型时要优先选用小功率型号的柴油机，以降低燃油的消耗量，节省机舱内的空间，从而提高其经济效益及使用性。

目前以柴油发动机为动力的船舶占世界商船队的95%以上，其中，柴油发动机直接驱动占55%，柴油发动机齿轮传动占39%。但目前无论是柴油发动机直接驱动螺旋桨还是柴油发动机齿轮传动驱动螺旋桨都存在油耗量大及污染排放多等不足，从而加大了船舶的运营成本。

目前，常见的柴电混合动力系统一般是并联式系统，即柴油发动机和发电机-电动机组分别提供驱动功率，再通过变速箱并联后驱动螺旋桨。其特点是低工况下可采用小功率发电机组发电带动轴带电机、齿轮箱以驱动螺旋桨。较高工况下可采用较大功率柴油发动机驱动齿轮箱、螺旋桨。但其存在如下缺点：

（1）此种混合动力仅是将小功率柴油发动机的功率转化为电机功率以驱动齿轮箱、螺旋桨。虽使得传动部件简单，但其功率转化过程中有部分功率损失。

（2）此种混合动力的电动机由于没有采用变频器，电机转速与较大功率柴油发动机转速不一致，不能实现功率点的最佳匹配并车。

（3）此种混合动力运行时，必须投入一台柴油发动机做为动力输出，不能满足某些港口要求的“零排放”。

（4）此种混合动力未能将柴油发动机的烟气余热有效利用，能耗和废气排放较高。

因此，发展新形式的柴电混合动力系统，更为科学有效的将主机-电机等功能设备集成起来，克服柴电混合动力系统的功能缺陷，并提高效率降低功耗，是未来船舶混合动力系统需要解决的问题。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种柴油机发电机电动机集成的船舶混合动力系统。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种柴油机发电机电动机集成的船舶混合动力系统，其组成包括: 主柴油发动机，所述的主柴油发动机与永磁发电机A通过磁力耦合传动机构A同轴连接，所述的永磁发电机A与齿轮箱通过磁力耦合传动机构B连接，所述的齿轮箱与永磁发电机B通过磁力耦合传动机构D连接，所述的永磁发电机B与辅助柴油发动机通过磁力耦合传动机构C同轴连接，所述的辅助柴油发动机与涡轮发电装置B连接，所述的涡轮发电装置B与蓄电池连接，所述的蓄电池与涡轮发电装置A连接，所述的涡轮发电装置A与所述的主柴油发动机连接。

所述的柴油机发电机电动机集成的船舶混合动力系统，所述的齿轮箱与同步自动离合器连接，所述的同步自动离合器与电动机连接，所述的电动机与螺旋桨连接，所述的电动机分别与所述的永磁发电机A、所述的永磁发电机B、所述的蓄电池连接，所述的蓄电池分别与所述的永磁发电机A、所述的永磁发电机B连接。