[发明专利]船舶用设备的选型方法及船舶

说明书

本发明公开了一种船舶用设备的选型方法及船舶。选型方法包括：根据船舶的电机和燃气发动机的连接方式、船舶的驱动力和航速之间的功率曲线、运行模式、以及和运行模式对应的预定航速确定船舶的总推进功率；确定船舶的加速附加功率；根据总推进功率和加速附加功率确定燃气发动机的功率和电机的功率。由此，根据船舶的电机和燃气发动机的连接方式、船舶的驱动力和航速之间的功率曲线、运行模式、以及和运行模式对应的预定航速确定船舶的总推进功率，然后根据总推进功率和加速附加功率确定电机和燃气发动机的功率，可以使船舶更加适应各种工况和航行环境。

技术领域

本发明涉及船舶领域，具体而言涉及船舶用设备的选型方法及船舶。

背景技术

世界石油资源的日益短缺和船舶排放法规的逐步严格，促进了船舶动力新能源的发展。

天然气作为一种新型气体燃料。其具有高热值、燃烧产物清洁，以及价格低等特点，因此天然气在船舶领域有着很广阔的发展前景。而对于使用天然气作为燃料的燃气发动机，由于其自身燃烧特性的原因，燃气发动机存在低负荷扭矩储备不足，动态工况响应速度慢等缺陷。这些缺陷制约了燃气发动机作为船舶的推进主机。

对于采用纯电动力系统的船舶具有良好的经济性、环保性，以及舒适性。因此采用纯电动力系统的船舶是未来船舶发展的必然趋势。然而受到电能来源、功率密度等因素的影响，现阶段采用纯电动力系统的船舶的运行区域和船体的排量都受到了严重制约。

而气电混合动力系统(采用天然气和电能作为能源的系统)有助于解决新型技术应用与技术水平制约之间的矛盾，为船舶从传统的内燃机驱动直接推进过渡到纯电驱动提供了可行性方案。采用气电混合动力系统的船舶同时克服燃气发动机推进船舶低负荷扭矩储备不足，机动工况动态响应慢的缺陷，以及采用纯电动力系统的船舶的储能装置重量大、造价高、运行区域受限等缺陷。采用气电混合动力系统的船舶还具有冗余性好，以及可以根据航行需求选择最经济的推进模式等独特优势。

目前，用于船舶的气电混合动力系统尚处于发展初期，相关性研究主要集中在理论研究，针对用于船舶的气电混合动力系统的设计方法的研究极少。用于船舶的气电混合动力系统的设计难点正是在于燃气发动机的功率与电机的功率的分配，以及蓄电池和超级电容的选型和容量确定等方面。因此，为设计人员提供一种能够满足用户需求的气电混合动力系统的燃气发动机和电机选型方法具有非常重大的意义。

为此，本发明提供一种船舶用设备的选型方法及船舶，用以至少部分地解决上述问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施例部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述技术问题，本发明提供了一种船舶用设备的选型方法，船舶包括螺旋桨、电机，以及燃气发动机，电机和燃气发动机之间的连接方式包括并联方式和串联方式，电机和燃气发动机连接至螺旋桨，选型方法包括：

根据船舶的电机和燃气发动机的连接方式、船舶的驱动力和航速之间的功率曲线、运行模式、以及和运行模式对应的预定航速确定船舶的总推进功率；

确定船舶的加速附加功率；

根据总推进功率和加速附加功率确定燃气发动机的功率和电机的功率。

根据本发明的船舶用设备的选型方法，船舶由电机和/或燃气发动机提供动力航行，燃料的成本低，此外燃气发动机燃烧燃气的产物清洁环保，并且根据船舶的电机和燃气发动机的连接方式、船舶的驱动力和航速之间的功率曲线、运行模式、以及和运行模式对应的预定航速确定船舶的总推进功率，然后根据总推进功率和加速附加功率确定电机和燃气发动机的功率，可以使船舶更加适应各种工况和航行环境。

可选地，确定船舶的加速附加功率的步骤包括：