[发明专利]双轴四机式船舶混合动力系统及其推进控制方法

权利要求书

1.一种双轴四机式船舶混合动力系统，其特征在于：混合动力系统包括两组相互独立的动力装置以及配电板、推进电机端整流器、能量储存单元；动力装置包括主推柴油机、离合器、齿轮箱、全回转舵桨、推进电机、变频器、推进电机端逆变器；主推柴油机的输出端通过离合器与齿轮箱的输入端连接；推进电机的输入/输出端与齿轮箱的输入/输出端连接；齿轮箱的输出端与全回转舵桨的输入端连接；推进电机的第一组输电线通过推进电机端整流器与配电板的第一组接线端连接；配电板的第二组接线端与能量储存单元连接；配电板的第三组接线端依次通过推进电机端逆变器和变频器与推进电机的第二组输电线连接。

2.根据权利要求1所述的双轴四机式船舶混合动力系统，其特征在于：推进电机为PTI/PTO电机，包括PTI和PTO模式；PTI模式为电动机模式；PTO模式为发电机模式。

3.根据权利要求1所述的双轴四机式船舶混合动力系统，其特征在于：混合动力系统还包括辅助发电机和发电机端整流器；辅助发电机通过发电机端整流器与配电板的第五组接线端连接。

4.根据权利要求1所述的双轴四机式船舶混合动力系统，其特征在于：能量储存单元包括蓄电池和超级电容器；蓄电池和超级电容器与太阳能电池板连接；蓄电池和超级电容器还配有岸电接口。

5.根据权利要求1所述的双轴四机式船舶混合动力系统，其特征在于：混合动力系统还包括单轴控制系统；单轴控制系统包括两组独立的控制装置；第一组控制装置用于独立控制第一组动力装置；第二组控制装置用于独立控制第二组动力装置。

6.根据权利要求5所述的双轴四机式船舶混合动力系统，其特征在于：控制装置包括机旁操作面板、舵桨转向控制子系统和PLC主控制器；PLC主控制器用于控制主推柴油机和推进电机的转速、控制离合器的闭合断开以及通过舵桨转向控制子系统进行舵角调节以实现船舶转向。

7.根据权利要求5所述的双轴四机式船舶混合动力系统，其特征在于：单轴控制系统还包括用于操控两组控制装置的控制驾驶室遥控面板和驾驶室应急模块。

8.一种通过权利要求1～7任一项所述的双轴四机式船舶混合动力系统实现的推进控制方法，其特征在于：

机旁操作面板、驾驶室遥控面板提供推进控制模式选择按钮，包含主机推进模式、电力推进模式和混合boost模式；

主机推进模式为：两台主推柴油机处于运行状态，两台离合器均接排，两台推进电机处于PTO模式；在每组动力装置中，主推柴油机驱动全回转舵桨运转，驱动推进电机进行发电，电力通过整流器汇入配电板后进入能量储存单元；

电力推进模式为：两台主推柴油机处于停止状态，两台离合器均脱排，两台推进电机处于PTI模式；在每组动力装置中，推进电机带动全回转舵桨运转，推进电机所需电力来源于能量储存单元；当能量储存单元所储存的能源不足时，使用辅助发电机进行电力供给；

混合boost模式为：两台主推柴油机处于运行状态，两台离合器均接排，两台推进电机处于PTI模式；全回转舵桨由主推柴油机和推进电机共同驱动。

9.根据权利要求8所述的通过双轴四机式船舶混合动力系统实现的推进控制方法，其特征在于：在混合动力系统中还设有专用操纵手柄；推进控制方法中的三种工作模式的推进功率均由专用操纵手柄控制；通过控制专用操纵手柄的推拉角度控制主推柴油机或者推进电机的转速：

在主机推进模式中，用操纵手柄的最小角度对应主推柴油机怠速，最大角度对应主推柴油机的转速达到100％的主推柴油机额定转速；

在电力推进模式中，专用操纵手柄的最小角度对应推进电机的转速为0，最大角度对应推进电机的转速达到100％的推进电机额定转速；

在混合boost模式，专用操纵手柄的最小角度对应主推柴油机怠速，最大角度对应100％柴油机额定转速和100％电机额定转速；

通过控制专用操纵手柄的转动角度控制全回转舵桨装置0-360°全回转，实现船舶回转；当舵桨回转至180°时，船舶倒车。