【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及船舶驱动控制，特别是一种多模式混合驱动架构的船舶系统及控制方法。
技术介绍
1、目前，现有船舶一般采用柴油机或者电池电机驱动，或混动推进。但是纯柴油机船舶功率响应较慢、运营成本较高；纯电船舶续航里程较短，充电频繁，充电耗时长。同时，对于纯电和混动船舶而言，在整船高压电路下电后，由于处于断电状态，所以不能在电池下电之后对电池进行数据采集，电池处于无监控的状态。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种船舶混合动力系统及控制方法，该系统利用模式控制模块实现船舶在电池系统和柴油系统之间进行切换协调，实现不同场景下的动力输出。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术提供的船舶混合动力系统，包括设置于船舶上的模式控制模块、电机、内燃机和用于驱动电机的储能装置；
4、所述模式控制模块控制的所述电机输出的动力作用于所述内燃机，以使所述内燃机在预设时间内达到目标功率。
5、进一步，所述内燃机为柴油机，所述电机输出的动力作用于所述内燃机的惯性轮轴上。
6、进一步，所述电机与柴油机通过齿轮系统连接，所述齿轮系统包括主动齿轮和从动齿轮；所述电机的转轴上设置的主动齿轮与柴油机惯性轮轴上的从动齿轮啮合传动连接。
7、进一步，所述电机通过减速器与柴油机的转轴连接，用于为柴油机转动提供预设动力，达到通过电机给柴油机增加转速的作用，使得柴油机达到预设的最佳工况。
8、进一步，
9、所述电驱动控制模块用于控制储能装置与电机的连接，通过储能装置为电机提供电能，将电机的驱动力传输到推进器，从而使得船舶前进；
10、所述混合动力控制模块用于控制储能装置与电机的连接，通过储能装置为电机提供电能，将电机的驱动力传输到推进器；同时，所述电机输出的动力作用于所述内燃机，以使所述内燃机在预设时间内达到目标功率，当柴油机达到预设的最佳工况，通过柴油机提供动力使得船舶前进。
11、进一步，所述电机通过电驱动控制模块下与电驱动单元连接，所述电驱动单元包括固态功率控制器sspc和减速器；所述储能装置通过固态功率控制器sspc与电机连接，所述电机通过减速器与推进器连接；所述储能装置在高压输出后直接连接固态功率控制器sspc,经过固态功率控制器sspc后的高压经过电机给船舶的运转提供动力。
12、进一步，所述电驱动控制模块按照以下方式进行：
13、所述储能装置的电能通过直流母线分别为负载提供电能，所述直流母线通过dcdc将电流转换为直流电为直流用电设备供电，通过dcac将电流转化成交流电为交流电设备供电，或者直接给负载供电。
14、进一步，所述电驱动单元还包括bms和afe采样单元；所述bms用于管理控制储能装置的工作状态；所述afe采样单元用于采集储能装置的参数；所述afe采样单元对单体电压、温度进行实时监测。
15、本专利技术提供的根据上述船舶混合动力系统实施的控制方法，包括以下步骤：
16、启动船舶，利用模式控制模块选择动力输出模式，所述动力输出模式分别为电驱动模式、续航模式、混合动力模式，所述各模式分别按照以下方式进行：
17、当动力输出模式为电驱动模式时，通过采用纯电力提供动力使得船舶前进；
18、当动力输出模式为续航模式时，先采用电机带动柴油机转动，通过电机辅助柴油机达到预设的最佳工况，然后采用柴油机提供动力使得船舶前进；
19、当动力输出模式为混合动力模式时，先采用电机带动柴油机转动，通过电机辅助柴油机达到预设的最佳工况模式，然后柴油机与驱动电机耦合提供动力使得船舶前进。
20、进一步，还包括以下步骤：
21、当检测到电池输出功率小于预设阈值时，通过控制柴油系统为电池充电，直到达到电池预设阈值；
22、当检测到船舶处于减速过程中时，启动动力回收装置为电池充电，直到达到电池预设阈值；
23、当检测到船舶处于靠岸状态时，启动岸电补电装置为电池充电，直到达到电池预设阈值。
24、本专利技术的有益效果在于：
25、本专利技术提供的混动船舶新型系统架构，通过在船舶上应用电机和柴油机混合动力的耦合系统架构，电力系统与柴油系统的耦合及系统控制。sspc在单簇电池出现问题时及时切断电力输出，随时通过柴油系统补充电力，在保证船舶动力充足的前提下，满足船舶续航要求。通过使用集装箱式电池，保证全船24小时电力供应，避免频繁启动柴油机给蓄电池充电。本系统既可以满足船舶快速动力响应，又能实现长距离航行，且两套动力系统之间的耦合方式，可以互相增益：电力系统使柴油系统快速增加转速；柴油系统为电力系统补充能量。afe采样单元全生命周期监控电池使用情况；单簇电池出现问题不影响全船正常使用，通过柴油系统和电力系统的耦合及系统控制，使动力系统能够在各种船舶使用场景下，均能实现经济、高效运行。混动高压系统可以全生命周期时时监控。
26、本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
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1.一种船舶混合动力系统，其特征在于：包括设置于船舶上的模式控制模块、电机、内燃机和用于驱动电机的储能装置；
2.如权利要求1所述的船舶混合动力系统，其特征在于：所述内燃机为柴油机，所述电机输出的动力作用于所述内燃机的惯性轮轴上。
3.如权利要求2所述的船舶混合动力系统，其特征在于：所述电机与柴油机通过齿轮系统连接，所述齿轮系统包括主动齿轮和从动齿轮；所述电机的转轴上设置的主动齿轮与柴油机惯性轮轴上的从动齿轮啮合传动连接。
4.如权利要求2所述的船舶混合动力系统，其特征在于：所述电机通过减速器与柴油机的转轴连接，用于为柴油机转动提供预设动力，达到通过电机给柴油机增加转速的作用，使得柴油机达到预设的最佳工况。
5.如权利要求1所述的船舶混合动力系统，其特征在于：所述模式控制模块设置有电驱动控制模块和/或混合动力控制模块，
6.如权利要求5所述的船舶混合动力系统，其特征在于：所述电机通过电驱动控制模块下与电驱动单元连接，所述电驱动单元包括固态功率控制器SSPC和减速器；所述储能装置通过固态功率控制器SSPC与电机连接，所述电
7.如权利要求6所述的船舶混合动力系统，其特征在于：所述电驱动控制模块按照以下方式进行：
8.如权利要求6所述的船舶混合动力系统，其特征在于：所述电驱动单元还包括BMS和AFE采样单元；所述BMS用于管理控制储能装置的工作状态；所述AFE采样单元用于采集储能装置的参数；所述AFE采样单元对单体电压、温度进行实时监测。
9.根据权利要求1至8所述的船舶混合动力系统实施的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
10.如权利要求9所述的控制方法，其特征在于：还包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种船舶混合动力系统，其特征在于：包括设置于船舶上的模式控制模块、电机、内燃机和用于驱动电机的储能装置；
2.如权利要求1所述的船舶混合动力系统，其特征在于：所述内燃机为柴油机，所述电机输出的动力作用于所述内燃机的惯性轮轴上。
3.如权利要求2所述的船舶混合动力系统，其特征在于：所述电机与柴油机通过齿轮系统连接，所述齿轮系统包括主动齿轮和从动齿轮；所述电机的转轴上设置的主动齿轮与柴油机惯性轮轴上的从动齿轮啮合传动连接。
4.如权利要求2所述的船舶混合动力系统，其特征在于：所述电机通过减速器与柴油机的转轴连接，用于为柴油机转动提供预设动力，达到通过电机给柴油机增加转速的作用，使得柴油机达到预设的最佳工况。
5.如权利要求1所述的船舶混合动力系统，其特征在于：所述模式控制模块设置有电驱动控制模块和/或混合动力控制模块，
6.如权利要求5所述的船舶混合动力系统，...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾庆欣，张永顺，龚宇杰，杨波，黄大超，
申请(专利权)人：智盾动力科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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