一种混合动力船舶电力推进系统的能量管理与控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种混合动力船舶电力推进系统的能量管理与控制方法，S1、使用前，操作人员可以通过无线控制面板向中央处理器输入每个不同数值加速度对应的锂电池、燃料发电系统和超级电容的配合工作方式，作为船舶的预设工作方式，本发明专利技术涉及船舶运行能量管理技术领域。该混合动力船舶电力推进系统的能量管理与控制方法，通过加速度传感器实时监测船舶的加速度，根据不同的加速度来切换不同的预定工作方式，在保证低计算量以及操作简单的前提下，同时具体有较强的鲁棒性和较好的实时性，采用锂电池、燃料发电以及超级电容三种能量提供方式，可进行多种供能方式的切换以及配合，为船舶不同的动力需求提供了贴切的供能组合。

【技术实现步骤摘要】
一种混合动力船舶电力推进系统的能量管理与控制方法
本专利技术涉及船舶运行能量管理
，具体为一种混合动力船舶电力推进系统的能量管理与控制方法。
技术介绍
混合动力船舶推进系统能充分利用柴电发电、风能、太阳能及蓄电池的储能，可节约燃油、降低营运成本，是很有发展前景的船舶能源综合优化利用系统。混合动力电力推进系统是解决船舶节能减排的最新技术，是柴电电力推进与纯电动推进的结合，该技术应用了光能、风能等可再生新兴能源技术，其关键核心和枢纽是能量管理与控制策略。混合动力船舶能量管理系统具有结构复杂，以及广泛使用非线性电力电子设备的特点，又是一个集合了机械、电气、化学和热力学系统的非线性系统，在目前船舶能量管理系统使用时，一般采用两种控制方式，一种是预设模式，在航行时混合动力系统完全按照预定模式运营，另一种是实时切换模式，由于环境以及人为操控的影响，实时切换模式的运算量十分的大，目前技术无法快速的推算出最佳的动力运行模式，甚至耗费更大的能耗。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种混合动力船舶电力推进系统的能量管理与控制方法，解决了混合动力船舶电力推进系统的能量管理复杂，没有达到很好的节能以及降低运营成本的问题。为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种混合动力船舶电力推进系统的能量管理与控制方法，具体包括以下步骤：S1、使用前，操作人员可以通过无线控制面板向中央处理器输入每个不同数值加速度对应的锂电池、燃料发电系统和超级电容的配合工作方式，作为船舶的预设工作方式，加速度传感器可以检测船舶实时的加速度值，作为检测值；S2、使用时，加速度传感器会将船舶的实时加速度值传输给数据对比器，数据对比器会通过反馈模块将加速度值传输给中央处理器，使用前通过无线控制面板预设的每个加速度的对应工作方式通过中央处理器传输给数据对比器，从而中央处理器会对锂电池、燃料发电系统和超级电容配合方式进行实时协调；S3、在燃料发电系统启动时，增程发电模块会进行发电，此时电流分配模块会首先将船舶驱动模块所需的电流进行优选传输，然后将剩余的电流分别传输给锂电池和超级电容，从而可给锂电池和超级电容进行充电；S4、在船舶离岸运行时，锂电池和超级电容绝大部分电能来源于充电系统中的再生能源充电模块，再生能源充电模块主要通过风力发电和风能发电，在船舶靠岸充电时，锂电池和超级电容来源于再生能源充电模块和岸电模块综合进行充电。优选的，所述无线控制面板预设原理为在加速度a小于或等于0时，其工作方式为锂电池单方面给船舶驱动模块供电，在加速度a区间值在0-3米每二次方秒时，其工作原理为锂电池和超级电容配合进行工作，在加速度a值大于3米每二次方秒时，其工作原理为锂电池、燃料发电系统和超级电容同时进行工作，在船舶启动时，其工作原理也为锂电池、燃料发电系统和超级电容同时进行工作。优选的，所述电流分配模块在进行电流分配时原理为，预设增程发电模块发电量为C1，传输给船舶驱动模块的能量为C2，从而剩余的能量为C1-C2＝C3，从而剩余的C3可传输给锂电池和超级电容，C3可分流为e1和e2，分别为传输给锂电池和超级电容，其中e1＞e2。优选的，所述能量管理分配系统的输出端分别与锂电池、燃料发电系统和超级电容的输入端连接，所述燃料发电系统的输出端分别与锂电池和超级电容的输入端连接，所述锂电池、燃料发电系统和超级电容的输出端均与船舶驱动模块的输入端连接，所述充电系统的输出端分别与锂电池和超级电容的输入端连接。优选的，所述能量管理分配系统包括无线控制面板、加速度传感器、数据对比器、中央处理器和反馈模块。优选的，所述加速度传感器的输出端与数据对比器的输入端连接，并且数据对比器的输出端与反馈模块的输入端连接，所述反馈模块的输出端与中央处理器的输入端连接，所述中央处理器的输出端与数据对比器的输入端连接，所述无线控制面板的输出端与中央处理器的输入端连接，所述中央处理器的输出端分别与锂电池、燃料发电系统和超级电容的输入端连接。优选的，所述燃料发电系统包括增程发电模块、电流分配模块和分流传输模块，所述增程发电模块的输出端与电流分配模块的输入端连接，并且电流分配模块的输出端与分流传输模块的输入端连接，所述分流传输模块的输出端分别与锂电池、船舶驱动模块和超级电容的输入端连接，所述增程发电模块的输入端连接与中央处理器的输出端连接。优选的，所述充电系统包括再生能源充电模块和岸电模块。有益效果本专利技术提供了一种混合动力船舶电力推进系统的能量管理与控制方法。与现有技术相比具备以下有益效果：(1)、该混合动力船舶电力推进系统的能量管理与控制方法，通过加速度传感器的输出端与数据对比器的输入端连接，并且数据对比器的输出端与反馈模块的输入端连接，反馈模块的输出端与中央处理器的输入端连接，中央处理器的输出端与数据对比器的输入端连接，无线控制面板的输出端与中央处理器的输入端连接，中央处理器的输出端分别与锂电池、燃料发电系统和超级电容的输入端连接，通过加速度传感器实时监测船舶的加速度，根据不同的加速度来切换不同的预定工作方式，在保证低计算量以及操作简单的前提下，同时具体有较强的鲁棒性和较好的实时性，很大程度上降低了运营成本。(2)、该混合动力船舶电力推进系统的能量管理与控制方法，通过燃料发电系统的输出端分别与锂电池和超级电容的输入端连接，锂电池、燃料发电系统和超级电容的输出端均与船舶驱动模块的输入端连接，充电系统的输出端分别与锂电池和超级电容的输入端连接，采用锂电池、燃料发电以及超级电容三种能量提供方式，可进行多种供能方式的切换以及配合，为船舶不同的动力需求提供了贴切的供能组合，最大降低了能耗损失。(3)、该混合动力船舶电力推进系统的能量管理与控制方法，通过燃料发电系统包括增程发电模块、电流分配模块和分流传输模块，增程发电模块的输出端与电流分配模块的输入端连接，并且电流分配模块的输出端与分流传输模块的输入端连接，分流传输模块的输出端分别与锂电池、船舶驱动模块和超级电容的输入端连接，增程发电模块的输入端连接与中央处理器的输出端连接，燃料发电系统在运行时，直接将电能供给于船舶驱动模块，提高了能源利用率，同时将多余的电能供给于锂电池和超级电容，对燃料发电系统所发电能进行了最大程度上的利用。附图说明图1为本专利技术系统的结构原理框图；图2为本专利技术能量管理分配系统的结构原理框图；图3为本专利技术燃料发电系统的结构原理框图；图4为本专利技术充电系统的结构原理框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-4，本专利技术提供一种技术方案：一种混合动力船舶电力推进系统的能量管理与控制方法，具体包括以下步骤：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合动力船舶电力推进系统的能量管理与控制方法，其特征在于：具体包括以下步骤：/nS1、使用前，操作人员可以通过无线控制面板向中央处理器输入每个不同数值加速度对应的锂电池、燃料发电系统和超级电容的配合工作方式，作为船舶的预设工作方式，加速度传感器可以检测船舶实时的加速度值，作为检测值；/nS2、使用时，加速度传感器会将船舶的实时加速度值传输给数据对比器，数据对比器会通过反馈模块将加速度值传输给中央处理器，使用前通过无线控制面板预设的每个加速度的对应工作方式通过中央处理器传输给数据对比器，从而中央处理器会对锂电池、燃料发电系统和超级电容配合方式进行实时协调；/nS3、在燃料发电系统启动时，增程发电模块会进行发电，此时电流分配模块会首先将船舶驱动模块所需的电流进行优选传输，然后将剩余的电流分别传输给锂电池和超级电容，从而可给锂电池和超级电容进行充电；/nS4、在船舶离岸运行时，锂电池和超级电容绝大部分电能来源于充电系统中的再生能源充电模块，再生能源充电模块主要通过风力发电和风能发电，在船舶靠岸充电时，锂电池和超级电容来源于再生能源充电模块和岸电模块综合进行充电。/n

【技术特征摘要】
1.一种混合动力船舶电力推进系统的能量管理与控制方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1、使用前，操作人员可以通过无线控制面板向中央处理器输入每个不同数值加速度对应的锂电池、燃料发电系统和超级电容的配合工作方式，作为船舶的预设工作方式，加速度传感器可以检测船舶实时的加速度值，作为检测值；
S2、使用时，加速度传感器会将船舶的实时加速度值传输给数据对比器，数据对比器会通过反馈模块将加速度值传输给中央处理器，使用前通过无线控制面板预设的每个加速度的对应工作方式通过中央处理器传输给数据对比器，从而中央处理器会对锂电池、燃料发电系统和超级电容配合方式进行实时协调；
S3、在燃料发电系统启动时，增程发电模块会进行发电，此时电流分配模块会首先将船舶驱动模块所需的电流进行优选传输，然后将剩余的电流分别传输给锂电池和超级电容，从而可给锂电池和超级电容进行充电；
S4、在船舶离岸运行时，锂电池和超级电容绝大部分电能来源于充电系统中的再生能源充电模块，再生能源充电模块主要通过风力发电和风能发电，在船舶靠岸充电时，锂电池和超级电容来源于再生能源充电模块和岸电模块综合进行充电。


2.根据权利要求1所述的一种混合动力船舶电力推进系统的能量管理与控制方法，其特征在于：所述无线控制面板预设原理为在加速度a小于或等于0时，其工作方式为锂电池单方面给船舶驱动模块供电，在加速度a区间值在0-3米每二次方秒时，其工作原理为锂电池和超级电容配合进行工作，在加速度a值大于3米每二次方秒时，其工作原理为锂电池、燃料发电系统和超级电容同时进行工作，在船舶启动时，其工作原理也为锂电池、燃料发电系统和超级电容同时进行工作。


3.根据权利要求1所述的一种混合动力船舶电力推进系统的能量管理与控制方法，其特征在于：所述电流分配模块在进行电流分配时原理为，预设增程发电模块发电量为C1，传输给船舶驱动模块的能量为C2，从而剩余的能量为C1...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄川，杨兴林，许冠中，张倩文，唐杰，潘恒，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32