[发明专利]一种高原靶船的油电混合动力推进系统

说明书

技术领域

本发明涉及混合动力能源技术领域，具体涉及一种应用于高原靶船的油电混合动力推进系统。

背景技术

靶船是一种具有特殊军事用途的重要舰船装备，主要作为水面目标供反舰武器系统打击使用，检验被试武器系统的制导能力或打击效果。高原靶船是指在高原内陆湖泊进行供靶试验的舰船，能够模拟航母、巡洋舰等大中型舰船的典型运动特性，该运动特性主要有长时低速巡航与短时高速逃逸两种运动状态。即要求高原靶船动力推进系统能够在高原环境中实现长时低功率推进与短时大功率推进两种运行状态。

靶船动力推进系统一般采用柴油发动机作为动力源，然而柴油发动机输出功率易受海拔、温度等环境因素的影响。在一般环境中，柴油发动机无功率折损现象。然而在高海拔高寒的高原内陆湖泊环境中，柴油发动机输出功率会出现严重折损情况。下面以进口沃尔沃柴油发动机举例说明，其功率损失与外界环境关系如表1所示。

表1 进口沃尔沃柴油发动机功率损失与外界环境关系

环境条件单位损失数值1000m＜海拔≤3000m%/m4/500海拔＞3000m%/m6/500环境温度%/℃2/5湿度%0

备注：当海拔≤1000m与环境温度为40℃时，柴油发动机无功率折损现象。

由上表可知，柴油发动机实际输出功率与海拔、温度等环境因素十分密切。以高原某靶场湖泊为例，该内陆湖泊海拔约为4000米，环境温度均值约为10℃，根据上表可知该进口沃尔沃柴油发动机功率损失约为40%，而国产柴油发动机功率损失甚至能达到50%。因此在高原环境中，若靶船动力源完全采用柴油发动机，则动力推进系统工作效率低下，且整个系统庞大笨重。

若靶船动力推进系统采用锂电池纯电动方案，虽然可以解决柴油发动机在高原环境中的功率折损问题，但是电动方案中锂电池的储存电量无法满足靶船长时低速巡航状态的要求。

因此，为了满足靶船在高原环境中供靶试验的要求，迫切需要一种全新的动力推进系统技术方案解决现有技术中存在的问题和不足。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种高原靶船的油电混合动力推进系统，采用锂电池和发电机组串联组成的混合动力作为动力源，依据高原靶船的航行状态配置合适的动力源方式，不仅解决能够柴油发动机在高原环境中的功率折损问题，而且能够满足靶船长时低速巡航和短时高速逃逸状态的要求。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高原靶船的油电混合动力推进系统，包括喷水推进装置、直流无刷电机、锂电池电源、直流充电机、柴油发电机组以及能源管理系统；

能源管理系统控制锂电池电源与柴油发电机组串联组成的混合动力作为直流无刷电机的动力源，直流无刷电机通过复合材料轴系驱动喷水推进装置进而推动高原靶船航行；

能源管理系统依据高原靶船的航行状态选择由柴油发电机组作为唯一的动力源或锂电池电源与柴油机发电机组串联作为混合动力源。