船舶推进系统的制作方法

本发明涉及一种船舶推进系统，并且特别是一种混合船舶推进系统。

背景技术：

1、在船舶工程领域中采用的现有技术推进系统可以大致分为传统的(柴油)机械驱动、电动驱动和混合驱动，混合驱动以不同的方式组合由不同的推进技术(即：柴油、电动、氢气等)提供的机会。

2、简而言之，与柴油驱动相比，电动驱动允许改善船舶布局，降低噪声和振动，增强可操作性和操作灵活性，提高效率(在一些情况下)并降低维护成本，并且允许通过使用蓄能器(诸如电池等)来提供替代或组合的电力系统。

3、相比之下，电动驱动系统更昂贵，主要是因为相同的推进功率经受更大数量的转换。

4、因此，电动推进被推荐用于水上船舶，其可以在其工作寿命期间利用电动驱动的大部分优点，从而在更高的初始投资上获得更好的回报。

5、特别地，它被广泛用于客船和渡船(尤其是由于更好的布局和更低的维护成本)、破冰机和拖船(尤其是由于更大的可操作性和操作灵活性)以及豪华游艇，这可以产生上面列出的最多所有优点。

6、混合推进系统包括所谓的并联混合系统和串联混合系统。

7、一种通过称为“耦合器”的部件将内燃机的机械驱动与电机进行组合的系统被定义为并联混合。

8、并联混合推进系统主要用于游艇，从巡洋舰到巨型和超大型游艇，因为在选择用于船舶的推进配置时的微小技术调整足以将机械驱动的优点与电动驱动的优点相结合，如果与能量积聚系统相关联，则电动驱动完全无噪声地既可以用作助推器(以达到最高速度)又可以用作稳定状态的推进系统(用于以持续速度巡航)。

9、一般而言，并联系统的电动驱动马达是相对低功率的马达，因为仅在某些情况下才需要以持续速度驱动，例如离开/进入港口、在受保护区域中巡航、船载电池充电。

10、并联混合系统不允许仅在电动驱动上高速巡航，因为额定用于上述情况的电池组将经受过大的压力，从而降低电池的健康状态(soh)，并且因此缩短其工作寿命。

11、一种替代方案可以是增加电池组的尺寸，但是这将意味着增加船舶的重量并提高建造成本(购买更多电池)。

12、并联混合系统必然涉及使用柴油发电机来产生用于辅助系统的能量。

13、机房必须不可避免地位于船舶的船尾，使得柴油机可以连接到推进系统，但是这意味着排除了船舶布局的重大改变。

14、在并联混合系统中，难以减小振动，因为由于发动机和推进轴需要完美地对准而不可能安装有效的振动阻尼系统。

15、噪声水平也是高的，因为需要为传动轴留下通道意味着柴油推进发动机不能被完全封装。

16、最后，低速下的能量消耗在并联混合系统中比在电动推进系统中更高。这尤其是由于内燃机在低操作状态下的低效利用，尤其是在固定螺距推动器的情况下。

17、如果我们选择仅使用直接连接到螺杆或其他类型的推动器的电动马达来提供用于移动船舶的推力并且用于此的电力由任何类型的内燃机(奥托/狄塞尔循环发动机、燃气涡轮机、蒸汽涡轮机等)产生的系统，那么我们可以说是串联混合推进系统。

18、通常，在串联混合推进系统中，动力由直接安装到柴油发动机的电机(交流发电机)产生。

19、电机产生能量，该能量然后通过一个或多个逆变器转换并馈送到所有其他产生/吸收/积聚部件公共的母线。

20、任何部件所需的动力(通常为直流电)从公共的母线“汲取”，并且如果需要，在使用前重新转换为交流电。

21、利用这种类型的推进，在有效地使用动力之前，需要多次转换，以效率并且因此以消耗为代价。

22、例如，采用涉及发电机(gen)、第一ac/dc转换(inv.ac->dc)、第二dc/ac转换(inv.dc->ac)和马达(mot)的配置并且对于每个电机和转换器的效率为0.97，串联混合系统的总效率约为：

23、0.97(gen.)·0.97(inv.ac→dc)·0.97(inv.dc→ac)·0.97(mot.)＝88.5％

24、该系统与传统系统或并联混合系统相比的更高生产成本构成另一个缺点。

25、由于电力从产生电力的地方转换到使用电力的地方的次数相当多，因此消耗通常比在传统推进系统中更高。

26、串联混合系统需要不仅用于容纳转换/适配用于不同用途的电力所需的所有部件的电气控制面板而且用于电池的更多空间。

27、在船舶工程领域中，因此需要一种相对经济且安静并且允许更大的自由度来限定船舶的布局的推进系统。

28、在此背景下，我们的目的是提出一种能够克服现有技术的至少一些缺点并满足上述需要的船舶推进系统。

技术实现思路

1、本发明的目的是提出一种相对经济且安静并且允许更大的自由度来限定船舶的布局的船舶推进系统。

2、本发明的一个目的是提出一种(用于游艇和商用船舶的)船舶推进系统，与常规混合推进系统相比，该船舶推进系统适于增加系统的总体能量效率，在通常由航运公司承担的操作成本方面具有有形的优点。

3、该目的通过一种船舶推进系统来实现，该船舶推进系统包括在一个或多个所附权利要求中描述的技术特征。从属权利要求对应于本发明的可能的不同实施例。

技术特征：

1.一种船舶推进系统，包括发电单元(2)、由所述发电单元(2)供电的总线线路(8)和推动线路(9)，其中所述发电单元(2)包括至少一个运动发生器(4)以及由所述运动发生器(4)驱动的发电机(g)，所述至少一个运动发生器(4)例如是奥托或狄塞尔循环内燃机或燃气轮机，所述发电机包括：

2.根据权利要求1所述的推进系统，包括沿着所述推动线路(9)安装以断开或闭合所述推动线路(9)的开关(10)。

3.根据权利要求1或2所述的推进系统，包括在所述第一电枢(g1)和所述总线线路(8)之间的第一转换器，例如ac/dc转换器(11)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的推进系统，包括在所述总线线路(8)和所述第一绕组(m1)之间的第二转换器，例如dc/ac转换器(12)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的推进系统，包括：与所述总线线路(8)连通的蓄积系统(13)。

6.根据权利要求5所述的推进系统，包括在所述总线线路(8)和所述蓄能系统(13)之间的第三转换器，例如dc/dc转换器(14)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的推进系统，其中所述推进单元(3)包括由所述总线线路(8)供电的至少一个电动推进器(15)。

8.根据权利要求7所述的推进系统，包括在所述总线线路(8)和所述电动推进器(15)之间的第四转换器，例如dc/ac转换器(17)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的推进系统，包括用于为所述推进线路(9)和所述总线线路(8)供电的单个发电单元(4)。

技术总结一种推进系统(1)包括发电单元(2)、由所述发电单元(2)供电的总线线路(8)和推动线路(9)，其中所述发电单元(2)包括至少一个运动发生器(4)以及由所述运动发生器(4)驱动的发电机(G)，至少一个运动发生器(4)例如是奥托或狄塞尔循环内燃机或燃气轮机；所述发电机包括定子和第一转子(5)，所述定子包括用于为所述总线线路(8)供电的至少第一电枢(G1)、用于为所述推动线路(9)供电的至少第二电枢(G2)，所述第一转子(5)由所述运动发生器(4)驱动，是所述第一电枢(G1)和所述第二电枢(G2)公共的；所述推进系统(1)包括推进单元(3)，所述推进单元(3)包括推动系统(6)和用于驱动所述推动系统(6)的至少一个电动马达(M)；所述电动马达(M)包括定子，所述定子具备能够由所述总线线路(8)供电的至少第一绕组(M1)和能够由所述推动线路(9)供电的至少第二绕组(M2)；所述电动马达(M)包括第二转子(7)，所述第二转子(7)能够由所述第一绕组(M1)和所述第二绕组(M2)驱动，并且所述推动线路(9)与所述总线线路(8)不同。技术研发人员：卢恰诺·卡尔迪尼受保护的技术使用者：W-芬恩有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9