一种远洋船舶的混合动力系统的制作方法

本申请涉及船舶动力系统，尤其是涉及一种远洋船舶的混合动力系统。

背景技术：

1、船舶动力可分为推进动力和船用负载动力两大类型，其中螺旋桨的推进动力由主发动机(下文简称主机)提供，船用负载动力由发电机提供，两种动力通常以完全分离的方式独立运行。当配置轴带发电机时，主机达到一定转速带动轴带发电机工作，可使这两种动力合并到整个船舶动力系统，构成最基本的混合动力系统，达到节能减排的效果，但此系统无法满足未来国际社会日益严苛的排放要求，需要从动力源头考虑船舶的更新换代。

2、目前动力源改进方式主要包括：1.纯电力推进系统，2.使用清洁型能源的主机如甲醇、氨、氢、lng等双燃料主机。采用纯电力推进系统的船舶，受目前储能电池、燃料电池技术开发的限制，电池能量密度还处于较低的水平，船舶的续航力受到限制，目前仅支持内河及近海中小型船舶使用，这也成为远洋船舶突破零排放技术的限制因素；对于采用燃烧清洁型能源如甲醇双燃料主机的船舶，因甲醇燃料环保节能的特性，能使主机在运行时达到“零排放”的效果，而对于大宗远洋船，推进动力一般是以低速主机加定矩浆的组合配置，当主机停机或处低速运转时，如在港停泊、装货、卸货、靠港、离港状态，轴发因主机停机或转速较低无法启动，需要启动柴油发电机组，并产生排放。此时间段占船舶运营时间较大比重，无法做到真正意义的“零排放”。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中存在的问题，本申请提供一种远洋船舶的混合动力系统。

2、本申请提供的一种远洋船舶的混合动力系统采用如下的技术方案：

3、一种远洋船舶的混合动力系统，包括使用清洁型能源如甲醇、氨、氢、lng等的双燃料主机(后文简称双燃料主机)，用于产生并输出动力，并通过轴系组件将动力传输给螺旋桨，最终形成推进动力；使用清洁型能源如甲醇、氨、氢、lng等的双燃料发电机(后文简称双燃料发电机)；轴带发电机，安装在双燃料主机的轴系组件上，轴系组件能够带动作为发电机的轴带发电机进行发电，且轴带发电机也能作为电动机辅助驱动螺旋桨转动；储能电池、高压岸电系统、变频器、逆变器、隔离变压器、变压器、配电板以及配电管理系统、电池管理系统。

4、优选的，双燃料主机、轴带发电机、变频器、隔离变压器、配电板及配电管理系统依次联接，当主机达到系统设定转速后，所带动的轴带发电机开始进行发电，当主机未达到系统设定转速前，轴带发电机可以作为电动机辅助驱动螺旋桨转动。

5、优选的，双燃料主机、轴带发电机还联接储能电池及电池管理系统，轴带发电机将多余的电力存储于储能电池，当轴带发电机需要作为电动机提供辅助推进动力时，储能电池向轴带发电机供电。

6、优选的，储能电池通过变频器、变压器与配电板及配电管理系统连接，当储能电池需要向系统提供电力时，通过变频器、变压器向配电板供电。

7、优选的，高压岸电系统依次联接变压器和配电板，当高压岸电系统需要向系统提供电力或者储能电池需要储存电力时，通过变压器向配电板供电。

8、优选的，双燃料发电机组依次联接配电板和配电管理系统，双燃料发电机组做为主电源，按照国际海上人命安全公约(solas)要求不少于两台发电机。

9、为了实现一种远洋船舶的混合动力系统全过程零排放的目的，将远洋船舶全过程分解为在港、装卸货、离靠港、海上航行四种运营工况。

10、船舶在港时，系统进入第一设定动力模式，系统使用高压岸电系统，储能电池作为第一备用电力，双燃料发电机作为第二备用电力，高压岸电系统同时为储能电池充电，此模式下的系统能够达到零排放效果；

11、船舶在港装卸货时，系统进入第二设定动力模式，系统使用高压岸电系统或双燃料发电机，储能电池作为备用电力，高压岸电系统或双燃料发电机同时为储能电池充电，此模式下的系统能够达到零排放效果；

12、船舶离靠港时，系统进入第三设定动力模式，系统使用双燃料发电机，储能电池作为备用电力，双燃料发电机同时为储能电池充电，此模式下的系统能够达到零排放效果；

13、船舶在海上正常航行时，系统进入第四设定动力模式，系统使用轴带发电机，储能电池作为备用电力，轴带发电机同时为储能电池充电，此模式下的系统能够达到零排放效果。

14、综上所述，本申请的有益技术效果为：结合双燃料主机、双燃料发电机、轴带发电机、储能电池及高压岸电系统构建混联混合动力系统，使所有模式都达到了零排放效果，实现了远洋船舶的“全过程零排放”。

技术特征：

1.一种远洋船舶的混合动力系统，其特征在于：包括双燃料主机，用于产生并输出动力，并通过轴系组件将动力传输给螺旋桨，最终形成推进动力；

2.根据权利要求1所述的一种远洋船舶的混合动力系统，其特征在于：所述双燃料主机、轴带发电机、变频器、隔离变压器、配电板及配电管理系统依次联接，当主机达到系统设定转速后，所带动的轴带发电机开始进行发电，当主机未达到系统设定转速前，轴带发电机可以作为电动机辅助驱动螺旋桨转动。

3.根据权利要求1所述的一种远洋船舶的混合动力系统，其特征在于：所述双燃料主机、轴带发电机还联接储能电池及电池管理系统，所述轴带发电机将多余的电力存储于储能电池，当轴带发电机需要作为电动机提供辅助推进动力时，储能电池向轴带发电机供电。

4.根据权利要求1所述的一种远洋船舶的混合动力系统，其特征在于：所述储能电池通过变频器、变压器与配电板及配电管理系统连接，当储能电池需要向系统提供电力时，通过变频器、变压器向配电板供电。

5.根据权利要求1所述的一种远洋船舶的混合动力系统，其特征在于：所述高压岸电系统依次联接变压器和配电板，当高压岸电系统需要向系统提供电力或者储能电池需要储存电力时，通过变压器向配电板供电。

6.根据权利要求1所述的一种远洋船舶的混合动力系统，其特征在于：所述双燃料发电机组依次联接配电板和配电管理系统，所述双燃料发电机组做为主电源，按照国际海上人命安全公约(solas)要求不少于两台。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种远洋船舶的混合动力系统，其特征在于：

技术总结本申请涉及船舶动力系统技术领域，一种远洋船舶的混合动力系统，包括双燃料主机，用于产生并输出动力，并通过轴系组件将动力传输给螺旋桨，最终形成推进动力；双燃料发电机；轴带发电机，安装在双燃料主机的轴系组件上，轴系组件能够带动作为发电机的轴带发电机进行发电，且轴带发电机也能作为电动机辅助驱动螺旋桨转动；储能电池、高压岸电系统、变频器、逆变器、隔离变压器、变压器、配电板以及配电管理系统、电池管理系统。本申请结合双燃料主机、双燃料发电机、轴带发电机、储能电池及高压岸电系统构建混联混合动力系统，实现远洋船舶的“全过程零排放”。技术研发人员：张东清,周兰喜,杨海建,杜学鹏受保护的技术使用者：南通中远海运川崎船舶工程有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18