船舶动力控制方法技术

本发明专利技术提供了一种船舶控制方法，可通过如指令数据、潮汐数据、时间数据、水文数据、定位数据或气象数据等对于水上航行影响甚巨的因素，随时改变船舶动力输出及分配比例，达到最佳动力控制与能源运用的船舶动力系统及其控制方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种为船舶设计的船舶动力控制策略，尤指一种可自由在顺境策略及逆境策略间切换，以达到最佳能源利用效果的船舶动力控制策略。
技术介绍
自从如油电混合等双动力系统问世之后，能源分配的动力控制便显得相当重要，许多和双动力或混合动力的动力控制的相关专利技术如雨后春笋一般冒出。但目前所见的专利技术几乎都属于陆上载具的运用，少数的人将陆上载具的整套动力控制方法直接运用于船舶上，但如此一来除了无法让船舶拥有最好的动力控制之外，间接地也造成了能量不必要的浪费。一般将陆上载具的动力控制系统主要是因在船舶的设计上，人员对于动力的相关操作与陆上载具类似，相同的是通过离合器以及油门来控制载具的前进，但实际上陆上与水上需要考虑的环境因素是大为不同的，一般陆上的载具可能会面临到需要不同动力控制的情况通常是载具本身的负载量(例如载重)、重力对上下坡的影响以及剎车时所需的摩擦力等；但在水上会遇到的状况可谓与陆上截然不同。在水上的情况下，负载量本身对于船舶的影响相较于陆上并非甚巨，主要是因为水会对船舶等载具产生浮力；此外，有关前进时所受到的阻力，陆上与水上也不可相提并论，通常路上载具受到的阻力会与载具的速度成线性正比增加；若是船舶等水上载具则是呈现指数型正比增加，两者的动力控制策略所要因应解决的问题实质上存在着相当大的落差。此外，水上的天气以及水文变化往往会较陆地来剧烈且多变，单靠陆上载具所用的动力控制策略并无法完美适应水上会面临的情况。纵使陆上载具运用到类似模糊法则的观念来改善此一问题，毕竟在环境遭遇不同的情况下，实质上很难运用在水上的情况，虽以机率性决定动力控制策略属于一个广泛的概念，但目前并未见得一种专为水上载具设计且合理的动力控制策略。
技术实现思路
为解决
技术介绍
中所提及的问题，本专利技术提供了一种船舶动力系统及其控制策略。所述船舶动力控制策略，包含一顺境策略以及一逆境策略，该顺境策略依照一第一电量状态及一第二电量状态选择一第一航行模式，而该逆境策略依照该第一电量状态、该第二电量状态、一第三电量状态以及一阈值选择一第二航行模式。其中，该第一电量状态高于该第三电量状态，该第三电量状态高于该第二电量状态，该顺境策略及该逆境策略间可彼此切换，当船舶所需的动力超过一阈值且维持一第一时间，切换至该逆境策略，该逆境策略维持一第二时间，自动切换至该顺境策略。此外，本专利技术在另一实施例中还提供了一种船舶动力控制方法，首先执行步骤(A)，使用者在一船舶上选取一模式，接着执行步骤(B)，该模式选择为一复合动力模式，最后执行步骤(C)，该船舶中的一控制器判断一动力分配。该船舶动力控制方法中的该动力分配包含前述船舶动力控制策略中的一顺境策略及一逆境策略。另，根据前述船舶动力控制策略，本专利技术还提供了一种船舶航线规划方法，首先执行步骤(I)，在一船舶中的一运算模块选定一起点及一终点，接着执行步骤(II)，该运算模块拟定多个航线，再执行步骤(III)，该运算模块根据每一该多个航线模拟运行前述的一船舶动力控制策略，最后执行步骤(IV)，该运算模块从该多个航线中选定一最佳航线并显示于一显示模块。附图说明图1(a)是本专利技术船舶动力控制策略顺境策略的控制流程图。图1(b)是本专利技术船舶动力控制策略顺境策略的动力分配图。图1(c)是本专利技术船舶动力控制策略逆境策略的控制流程图。图1(d)是本专利技术船舶动力控制策略逆境策略的动力分配图。图2是本专利技术船舶动力控制方法的流程图。图3(a)是本专利技术船舶航线规划方法的流程图。图3(b)是本专利技术船舶航线规划方法的实例示意图。图4是运用于本专利技术的船舶动力系统结构示意图。具体实施方式为能了解本专利技术的技术特征及实用功效，并可依照说明书的内容来实施，兹进一步以如图式所示的较佳实施例，详细说明如后：请同时参照图1(a)～1(d)及图4，图1(a)是本专利技术船舶动力控制策略顺境策略的控制流程图；图1(b)是本专利技术船舶动力控制策略顺境策略的动力分配图；图1(c)是本专利技术船舶动力控制策略逆境策略的控制流程图；图1(d)是本专利技术船舶动力控制策略逆境策略的动力分配图；图4是运用于本专利技术的船舶结构示意图。请先参照图4，如图4所示，本实施例用以示范的船舶动力系统10的结构包含发电引擎300、多个充电器600、电池管理系统400、变频器500、马达700、控制器100、直流/直流转换器800(DC/DCConverter)、多个监控模块900以及运算模块101。其中该多个充电器600与该发电引擎300连接，该电池管理系统包含多个电池401，且该多个电池401与该多个充电器600连接，该变频器500包含一整流器501，且该变频器500分别与该多个电池401及该发电引擎300连接，多个监控模块900与该控制器100连接，而该马达700则与该变频器500连接，此外，该多个充电器600与该多个电池401更通过一直流/直流转换器(DC/DCConverter)与电池401’连接，较多个电池401不同的是，电池401’为铅酸电池。发电引擎300产生的电力由变频器500中的整流器501转换为直流电，并与来自多个电池401或电池401’所提供的直流电一并提供马达700动力；监控模块900则可以是陀螺仪、压力计、风速风向计、湿度计、水流传感器或其组合，亦可为水文测量系统，具有如测深、旁扫、浅剖等功能，能够提供控制器100给予船舶最好的动力控制策略切换参考。与控制器100连接用以提醒当前船舶所面临外界的情况；而该控制器100分别与该发电引擎300、该多个电池401以及该变频器500连接，该运算模块101与该控制器100连接；此外，还有一操车器201与控制器100连接，而在本实施例中是利用电池管理系统400控管多个电池401的充电状态，此外还可依据用户需求增设电路保护板等充电常用的组件，本专利技术不以此为限。该船舶动力系统10中，该运算模块101为工业用计算机、单芯片或其组合，该控制器100为可程序逻辑控制器(ProgrammableLogicController,PLC)、微控制器(MicrocontrollerUnit,MCU)或其组合，而该多个电池401可选自锂离子电池、锂聚合物电池、磷酸锂铁电池或其组合，可依据船舶动力系统10其需求设计；而运算模块101还与显示模块200连接，该显示模块200可以是LCD、LED的触控屏幕，用以显示当前该船舶动力系统10的各个软硬件状态、航线、GPS定位数据或其他较为重要的参数。此外，若运用该船舶动力系统10的水上载具为邮轮或观光用船等，该多个电池401还可与多个酬载连接，所述的酬载(Hotelload)是船上的耗电用品，例如吊车、水泵、动态定位系统(Dynamicpositioningsystem)、遥控载具(remotelyoperatedvehicle,ROV)、微波炉、冷气、冰箱、冰库等需要消耗电能的用品，本专利技术不以此为限。接着将上述船舶动力系统10套用至如图1(a)～图1(d)所示的实施例，也就是船舶动力控制策略；该船舶动力控制策略包含两大模式，分别为顺境策略与逆境策略，该顺境策略依照第一电量状态及第二电量状态选择第一航行模式。而该逆境策略则依照该第一电量状态、该第二电量状态、一第三电量<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船舶动力控制策略，其特征在于，包含：一顺境策略，依照一第一电量状态及一第二电量状态选择一第一航行模式；以及一逆境策略，依照该第一电量状态、该第二电量状态、一第三电量状态以及一阈值选择一第二航行模式；其中，该第一电量状态高于该第三电量状态，该第三电量状态高于该第二电量状态；该顺境策略及该逆境策略间可彼此切换，当船舶所需的动力超过一阈值且维持一第一时间，切换至该逆境策略，该逆境策略维持一第二时间，自动切换至该顺境策略。

【技术特征摘要】
2015.09.24 TW 1041315611.一种船舶动力控制策略，其特征在于，包含：一顺境策略，依照一第一电量状态及一第二电量状态选择一第一航行模式；以及一逆境策略，依照该第一电量状态、该第二电量状态、一第三电量状态以及一阈值选择一第二航行模式；其中，该第一电量状态高于该第三电量状态，该第三电量状态高于该第二电量状态；该顺境策略及该逆境策略间可彼此切换，当船舶所需的动力超过一阈值且维持一第一时间，切换至该逆境策略，该逆境策略维持一第二时间，自动切换至该顺境策略。2.如权利要求1所述的船舶动力控制策略，其特征在于，该第一电量状态为80％，该第三电量状态为50％；该第二电量状态为20％。3.如权利要求1所述的船舶动力控制策略，其特征在于，该第一航行模式包含一第一充电模式及一第一电力驱动模式。4.如权利要求1所述的船舶动力控制策略，其特征在于，该第二航行模式包含一第二充电模式、一增程动力模式以及一第二电力驱动模式。5.如权利要求3所述的船舶动力控制策略，其特征在于，当船舶的电量状态达到或低于该第二电量状态时，选择该第一充电模式；当船舶电量状态达到或高于该第一电量状态时，选择该第一电力驱动模式。6.如权利要求4所述的船舶动力控制策略，其特征在于，当船舶产生的动力持续小于该阈值或其电量状态达到或低于该第二电量状态时选择该第二充电模式；当船舶的电量状态介于该第三电量状态与该第二电量状态之<...

【专利技术属性】
技术研发人员：林志宏，林鸿熙，陈圣桦，蔡仁富，许孝友，周显光，许凯评，
申请(专利权)人：财团法人船舶暨海洋产业研发中心，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71