基于REGR的船舶气电混合动力系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于REGR的船舶气电混合动力系统及其控制方法，可应用于船舶技术领域。本发明专利技术系统通过增设电解槽和REGR部件，从而利用电解槽电解水产生氢气，使得发动机可以更好的燃烧储气罐输出的燃气；同时可以利用REGR部件将发动机产生的废气与储气罐输出的燃气进行重整，以产生富含氢气的混合气，使得发动机也可以根据混合气产生工作能源，从而使得发动机间接重复利用了其自身产生的废气，减少废气排放；进一步地，还可以通过增设的流量控制部件调节燃气流量、氢气流量和废气流量的大小，从而更好的调节电解槽和REGR部件的工作状态，以更有效地降低能量损耗。以更有效地降低能量损耗。以更有效地降低能量损耗。

【技术实现步骤摘要】
基于REGR的船舶气电混合动力系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及船舶
，尤其是一种基于REGR的船舶气电混合动力系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]在全球能源日益减少，对船舶排放特别是碳排放日益严格，寻求替代能源和减少污染物排放成为了全球船舶推进方式改变的热门问题。目前，船舶主动力装置大多为柴油发动机，柴油燃烧温室气体排放较为严重，天然气作为一种含碳量较低的燃料，已经成熟运用于汽车；氨燃料不含碳元素，完全燃烧只产生清洁无污染的水和氮气，且其含氢量高，目前已有广泛使用的基础设施。由于相同排量气体机与柴油机相比，无论在功率和扭矩上都有较大差距。纯电力推进作为未来船舶动力发展的趋势，具有高全寿命费用更低、使用可靠性高、舱室环境更舒适、有效仓容更大以及操纵性更强的优势。但是，纯电力推进系统初期投资成本较高，能量转换损耗高，储能电池容量受限等原因，使得现阶段纯电动船舶不能达到民用远洋船舶对高性能的速度、加速度以及自控性的要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种基于REGR的船舶气电混合动力系统及其控制方法，能够有效降低能量损耗量。
[0004]一方面，本专利技术实施例提供了一种基于REGR的船舶气电混合动力系统，包括：
[0005]发电机组模块，所述发电机组模块用于提供第一工作能源；
[0006]电解槽，所述电解槽的电源端与所述发电机组模块连接，所述电解槽用于电解水产生氢气；
[0007]储气罐，所述储气罐用于存储燃气；
[0008]发动机，所述发动机的氢气输入端通过氢气管路与所述电解槽的氢气输出端连接；所述发动机的燃气输入端通过第一燃气管路与所述储气罐的燃气输出端连接；所述发动机用于根据所述电解槽输出的氢气和所述储气罐输出的燃气生成第二工作能源；
[0009]REGR部件，所述REGR部件的燃气输入端通过第二燃气管路与所述第一燃气管路连接；所述REGR部件的废气输入端通过废气管路与所述发动机的废气输出端连接；所述REGR部件的重整气输出端通过重整气管路与所述发动机的氢气输入端连接；
[0010]流量控制部件，所述流量控制部件包括燃气流量控制器、废气流量控制器、重整气流量控制器和氢气流量控制器；所述燃气流量控制器设置于所述第二燃气管路上，用于调节流入所述REGR部件的燃气量；所述废气流量控制器设置于所述废气管路上，用于调节流入所述REGR部件的废气量；所述重整气流量控制器设置于所述重整气管路上，用于调节流入所述发动机的重整气量；所述氢气流量控制器设置于所述氢气管路上，用于调节流入所述发动机的氢气量；
[0011]可逆电机，所述可逆电机的电源端分别与所述发电机组模块和所述发动机连接，
用于根据所述发电机组模块提供的第一工作能源和/或所述发动机提供的第二工作能源驱动船舶的运动状态。
[0012]在一些实施例中，所述系统还包括储能部件，所述储能部件与所述发电机组模块连接，用于存储所述船舶运动过程中的剩余电能。
[0013]在一些实施例中，所述系统还包括第一变频部件、第二变频部件、第一变压器和第二变压器；所述储能部件包括蓄电池和超级电容；所述蓄电池通过所述第一变频部件与所述第一变压器连接，所述第一变压器与所述电解槽的电源端连接；所述超级电容通过所述第二变频部件与所述第二变压器连接，所述第二变压器与所述电解槽的电源端连接。
[0014]在一些实施例中，所述可逆电机包括第一可逆电机和第二可逆电机；所述系统还包括第一离合器和第二离合器；所述第一可逆电机通过所述第一离合器与船舶上的齿轮箱连接；所述第二可逆电机通过所述第二离合器与船舶上的齿轮箱连接。
[0015]在一些实施例中，所述系统还包括第三变压器和第四变压器，所述第一可逆电机通过所述第三变压器与所述发电机组模块连接；所述第二可逆电机通过第四变压器与所述发电机组模块连接。
[0016]在一些实施例中，所述系统还包括减压阀，所述减压阀设置于所述第一燃气管路上，用于调节第一燃气管路上的燃气压力大小。
[0017]在一些实施例中，所述系统还包括稳压阀，所述稳压阀设置于所述第一燃气管路上，用于调节所述第一燃气管路上的燃气和/或重整气的压力状态。
[0018]在一些实施例中，所述系统还包括气体气化器，所述气体气化器设置于所述减压阀与所述稳压阀之间的所述第一燃气管路上。
[0019]在一些实施例中，所述发电机组模块包括若干个发电机组。
[0020]另一方面，本专利技术实施例提供了一种应用于所述基于REGR的船舶气电混合动力系统的控制方法，包括以下步骤：
[0021]获取船舶负载信息；
[0022]获取发动机的启动信号；
[0023]根据所述启动信号控制电解槽执行电解水操作，控制燃气流量控制器处于打开状态，同时控制废气流量控制器、重整气流量控制器和氢气流量控制器处于关闭状态；
[0024]获取重整器的实时温度；
[0025]确定所述实时温度大于预设温度，控制废气流量控制器、重整气流量控制器和氢气流量控制器从关闭状态转换为打开状态；
[0026]其中，所述燃气流量控制器和所述重整气流量控制器的开度大小通过所述船舶负载信息调节。
[0027]本专利技术实施例提供的一种基于REGR的船舶气电混合动力系统，具有如下有益效果：
[0028]本实施例通过增设电解槽和REGR部件，从而利用电解槽电解水产生氢气，使得发动机可以更好的燃烧储气罐输出的燃气；同时可以利用REGR部件将发动机产生的废气与储气罐输出的燃气进行重整，以产生富含氢气的混合气，使得发动机也可以根据混合气产生工作能源，从而使得发动机间接重复利用了其自身产生的废气，减少废气排放；进一步地，还可以通过增设的流量控制部件调节燃气流量、氢气流量和废气流量的大小，从而更好的
调节电解槽和REGR部件的工作状态，以更有效地降低能量损耗；并且，本实施例还可以将发动机与发电机组模块混合提供工作能源，以更好的提供船舶运动所需工作能源，从而使船舶可以达到民用远洋船舶对高性能的速度、加速度以及自控性的要求。
[0029]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0030]下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的说明，其中：
[0031]图1为本专利技术实施例的一种基于REGR的船舶气电混合动力系统的结构示意图；
[0032]图2为本专利技术实施例的一种基于REGR的船舶气电混合动力系统的控制方法的流程图。
具体实施方式
[0033]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0034]在本专利技术的描述中，需要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于REGR的船舶气电混合动力系统，其特征在于，包括：发电机组模块，所述发电机组模块用于提供第一工作能源；电解槽，所述电解槽的电源端与所述发电机组模块连接，所述电解槽用于电解水产生氢气；储气罐，所述储气罐用于存储燃气；发动机，所述发动机的氢气输入端通过氢气管路与所述电解槽的氢气输出端连接；所述发动机的燃气输入端通过第一燃气管路与所述储气罐的燃气输出端连接；所述发动机用于根据所述电解槽输出的氢气和所述储气罐输出的燃气生成第二工作能源；REGR部件，所述REGR部件的燃气输入端通过第二燃气管路与所述第一燃气管路连接；所述REGR部件的废气输入端通过废气管路与所述发动机的废气输出端连接；所述REGR部件的重整气输出端通过重整气管路与所述发动机的氢气输入端连接；流量控制部件，所述流量控制部件包括燃气流量控制器、废气流量控制器、重整气流量控制器和氢气流量控制器；所述燃气流量控制器设置于所述第二燃气管路上，用于调节流入所述REGR部件的燃气量；所述废气流量控制器设置于所述废气管路上，用于调节流入所述REGR部件的废气量；所述重整气流量控制器设置于所述重整气管路上，用于调节流入所述发动机的重整气量；所述氢气流量控制器设置于所述氢气管路上，用于调节流入所述发动机的氢气量；可逆电机，所述可逆电机的电源端分别与所述发电机组模块和所述发动机连接，用于根据所述发电机组模块提供的第一工作能源和/或所述发动机提供的第二工作能源驱动船舶的运动状态。2.根据权利要求1所述的一种基于REGR的船舶气电混合动力系统，其特征在于，所述系统还包括储能部件，所述储能部件与所述发电机组模块连接，用于存储所述船舶运动过程中的剩余电能。3.根据权利要求2所述的一种基于REGR的船舶气电混合动力系统，其特征在于，所述系统还包括第一变频部件、第二变频部件、第一变压器和第二变压器；所述储能部件包括蓄电池和超级电容；所述蓄电池通过所述第一变频部件与所述第一变压器连接，所述第一变压器与所述电解槽的电源端连接；所述超级电容通过所述第二变频部件与所述第二变压器连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李格升，阮智邦，张尊华，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：