一种双轴双电机船舶氨-电混合动力系统技术方案

本发明专利技术的目的在于提供一种双轴双电机船舶氨‑电混合动力系统，包括氨燃料发动机、第一可逆电机、第二可逆电机、第三可逆电机、柴发机组、蓄电池、电容、螺旋桨、液氨存储供给装置、变电装置、船舶电网、船舶负载、整船冷却系统。本发明专利技术能够实现氨燃料发动机与双电机的混合推进双变桨距螺旋桨，螺旋桨冗余布置既可以共同驱动又可以单独驱动、电动机驱动螺旋桨时依靠电机调速螺旋桨定桨距，发动机驱动时，发动机定速螺旋桨变桨距。柴发机组与储能单元的协调供电，同时实现储能单元与发动机冷能的多级利用，减少了船舶能耗提高了整船效率，提高了系统的适用范围。

A marine ammonia electric hybrid power system with two shafts and two motors

【技术实现步骤摘要】
一种双轴双电机船舶氨-电混合动力系统
本专利技术涉及的是一种船舶动力系统，具体地说是船舶混合动力系统。
技术介绍
随着国际海事组织制定的排放法规以及能效设计指数愈加严格，解决船舶高耗能、高污染问题已迫在眉睫，在倡导绿色高效、可持续发展的时代背景下，国家积极推进船舶领域加快绿色化船舶建设，实现能源多元化发展，对船舶发展提出了新要求。电力推进作为未来船舶动力发展的趋势，具有高效、清洁、可靠等优点。但是电池容量的限制，导致制造成本高昂、充电时间长、续航力短、冗余度低，目前仍难于满足现实需要。而且，受发电方式、功率密度以及储能技术的影响，现阶段的纯电动船舶并不能达到高性能的速度、加速度和自控性，其续航能力也受其电池容量制约，船舶电网能够为电力推进提供持续的能量输出，但是传统的电网柴发机组定速发电效率低，长期处于低负荷工况，燃料浪费严重。石油资源的减少导致难以满足传统柴油机推进的需要，另一方面柴油机推进有着高排放、高污染的缺点，虽然加装后处理装置与优化燃油喷射等措施能够改善排放问题，但是未来难以满足更加严格的排放限制要求，纯天然气发动机或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双轴双电机船舶氨-电混合动力系统，其特征是：包括电容、蓄电池、柴发机组、氨燃料发动机、齿轮箱、第一变桨距螺旋桨、第二变桨距螺旋桨、定桨距螺旋桨，氨燃料发动机输出端经过第二离合器与第二可逆电机连接，第二可逆电机经过第三离合器与齿轮箱连接，第一可逆电机经过第一离合器与齿轮箱连接，齿轮箱分别连接第一变桨距螺旋桨和第二变桨距螺旋桨，第一可逆电机通过第一变压装置、第一变频装置与船舶电网连接；第二可逆电机直接与船舶电网连接，同时通过第二变压装置、第二变频装置与船舶电网连接，第三可逆电机直接驱动定桨距螺旋桨，同时通过第三变频装置、第三变压装置与船舶电网连接；液氨罐依次经过截止阀、换热汽化装置、稳压阀...

【技术特征摘要】
1.一种双轴双电机船舶氨-电混合动力系统，其特征是：包括电容、蓄电池、柴发机组、氨燃料发动机、齿轮箱、第一变桨距螺旋桨、第二变桨距螺旋桨、定桨距螺旋桨，氨燃料发动机输出端经过第二离合器与第二可逆电机连接，第二可逆电机经过第三离合器与齿轮箱连接，第一可逆电机经过第一离合器与齿轮箱连接，齿轮箱分别连接第一变桨距螺旋桨和第二变桨距螺旋桨，第一可逆电机通过第一变压装置、第一变频装置与船舶电网连接；第二可逆电机直接与船舶电网连接，同时通过第二变压装置、第二变频装置与船舶电网连接，第三可逆电机直接驱动定桨距螺旋桨，同时通过第三变频装置、第三变压装置与船舶电网连接；液氨罐依次经过截止阀、换热汽化装置、稳压阀与氨燃料发动机连接。


2.根据权利要求1所述的一种双轴双电机船舶氨-电混合动力系统，其特征是：还包括整船冷却系统，整船冷却系统包括开式海水冷却系统、储能装置冷却系统，开式海水冷却系统通过第一水泵送海水与淡水循环系统换热，闭式淡水冷却系统经过第二水泵分别泵送到润滑油系统、空冷器冷却系统，同时通过第一三通换向阀送到储能装置冷却系统，从储能装置冷却系统出来的冷却水经第二三通换向阀有两种回路，第一是回路与润滑油冷却系统汇流与缸套水系统进行换热冷却，第二回路是直接汇总与海水冷却；空冷器冷却系统泵送出的冷却水流向两处，第一处直接与海水换热冷却，第二处经过第一三通换向阀对储能冷却系统进行预热，缸套水系统经由第三水泵泵送到发动机中进行冷却；
所述润滑油冷却系统为柴发机组、氨燃料发动机各润滑油分冷却系统的总和，所述空冷器冷却系统为柴发机组、氨燃料发动机各空冷器分冷却系统的总和，所述缸套水系统为柴发机组、氨燃料发动机各缸套水分系统的总和，所述发动机为柴发机组、氨燃料发动机的总和。


3.根据权利要求2所述的一种双轴双电机船舶氨-电混合动力系统，其特征是：储能装置冷却系统包括电芯、左端板、右端板、U型扁平热管一、U型扁平热管二、下液冷板，电芯之间的正、负极极耳通过软连接排连接，左端板和右端板之间夹持全部电芯形成电池模组，左端板与其相邻的电芯之间设置左隔热垫，右端板与其相邻的电芯之间设置右隔热垫，电芯上方设置隔离框，隔离框包括前槽道、中槽道、后槽道，前槽道和后槽道里填充相变材料，相变材料上铺设顶均热膜，U型扁平热管一、U型扁平热管二设置在顶均热膜上方，下液冷板设置在电芯下方，U型扁平热管一左充液口、U型扁平热管二左充液口、下液冷板进液口连通第一三通阀，U型扁平热管一右充液口、U型扁平热管二右充液口、下液冷板出液口连通第二三通阀。


4.根据权利要求1所述的一种双轴双电机船舶氨-电混合动力系统，其特征是：启动模式为船舶备车工况时第二可逆电机倒拖氨燃料发动机进行启动，第二可逆电机的电力由船舶电网经过第二变压装置、第二变频装置提供；侧推模式为当船舶靠岸时第三可逆电机由船...

【专利技术属性】
技术研发人员：范立云，姜泽军，刘洪，顾远琪，徐超，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23