船舶制造技术

本实用新型专利技术公开了一种船舶。船舶包括螺旋桨、燃气发动机、电机、电源组件、切换控制组件与能量管理组件；电机和燃气发动机之间的连接方式包括并联方式和串联方式，电机和燃气发动机均可断开地连接至螺旋桨；切换控制组件用于控制电机和螺旋桨之间的连接或断开，以及用于控制燃气发动机和螺旋桨之间的连接或断开；能量管理组件用于控制电源组件向电机供电。由此，船舶由电机和/或燃气发动机提供动力航行，燃料的成本低，此外燃气发动机燃烧燃气的产物清洁环保。

【技术实现步骤摘要】
船舶
本技术涉及船舶领域，具体而言涉及船舶。
技术介绍
世界石油资源的日益短缺和船舶排放法规的逐步严格，促进了船舶动力新能源的发展。天然气作为一种新型气体燃料。其具有高热值、燃烧产物清洁，以及价格低等特点，因此天然气在船舶领域有着很广阔的发展前景。而对于使用天然气作为燃料的燃气发动机，由于其自身燃烧特性的原因，燃气发动机存在低负荷扭矩储备不足，动态工况响应速度慢等缺陷。这些缺陷制约了燃气发动机作为船舶的推进主机。对于采用纯电动力系统的船舶具有良好的经济性、环保性，以及舒适性。因此采用纯电动力系统的船舶是未来船舶发展的必然趋势。然而受到电能来源、功率密度等因素的影响，现阶段采用纯电动力系统的船舶的运行区域和船体的排量都受到了严重制约。而气电混合动力系统(采用天然气和电能作为能源的系统)有助于解决新型技术应用与技术水平制约之间的矛盾，为船舶从传统的内燃机驱动直接推进过渡到纯电驱动提供了可行性方案。采用气电混合动力系统的船舶同时克服燃气发动机推进船舶低负荷扭矩储备不足，机动工况动态响应慢的缺陷，以及采用纯电动力系统的船舶的储能装置重量大、造价高、运行区域受限等缺陷。采用气电混合动力系统的船舶还具有冗余性好，以及可以根据航行需求选择最经济的推进模式等独特优势。目前，用于船舶的气电混合动力系统尚处于发展初期，相关性研究主要集中在理论研究，针对用于船舶的气电混合动力系统的设计方法的研究极少。用于船舶的气电混合动力系统的设计难点正是在于燃气发动机的功率与电机的功率的分配，以及蓄电池和超级电容的选型和容量确定等方面。因此，为设计人员提供一种能够满足用户需求的气电混合动力系统的燃气发动机和电机选型方法具有非常重大的意义。为此，本技术提供一种船舶，用以至少部分地解决上述问题。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施例部分中进一步详细说明。本技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。为至少部分地解决上述技术问题，本技术提供了一种船舶，船舶包括：螺旋桨；燃气发动机；电机，电机和燃气发动机之间的连接方式包括并联方式和串联方式，电机和燃气发动机均可断开地连接至螺旋桨；电源组件；切换控制组件，切换控制组件用于控制电机和螺旋桨之间的连接或断开，以及用于控制燃气发动机和螺旋桨之间的连接或断开；能量管理组件，能量管理组件用于控制电源组件向电机供电。根据本技术的船舶，船舶由电机和/或燃气发动机提供动力航行，燃料的成本低，此外燃气发动机燃烧燃气的产物清洁环保。可选地，螺旋桨包括桨轴，电机包括转轴，燃气发动机包括输出轴，船舶还包括：第一离合器，第一离合器的第一端连接至燃气发动机的输出轴，切换控制组件电连接至第一离合器，以控制第一离合器接合或分离；开关组件，开关组件电连接至电机，电源组件电连接至开关组件，以通过开关组件向电机输送电能或存储电机提供的电能，能量管理组件电连接至开关组件，以控制开关组件的连通或断开；其中，船舶还包括齿轮箱和第二离合器，齿轮箱的输出轴连接至桨轴，第二离合器的第一端连接至转轴的第一端，第二离合器的第二端连接至齿轮箱的输入轴，第一离合器的第二端连接至桨轴，以使电机和燃气发动机并联，切换控制组件电连接至第二离合器，以控制第二离合器接合或分离，或者第一离合器的第二端连接至转轴的第一端，转轴的第二端连接至桨轴，以使电机和燃气发动机串联。可选地，船舶还包括电网，电源组件包括：电力变换部件，电力变换部件的第一端连接至开关组件，电力变换部件的第二端连接至电网；蓄能部件，蓄能部件的输出端连接至电力变换部件的第三端，以向电力变换部件输送电能或存储电力变换部件提供的电能。可选地，电力变换部件包括：整流器，整流器的第一端连接至电网；直流母排，直流母排连接至整流器的第二端，直流母排连接至蓄能部件的输出端；逆变器，逆变器的第一端连接至直流母排，逆变器的第二端连接至开关组件。可选地，电力变换部件包括第一DC-DC变换器，第一DC-DC变换器的第一端连接至直流母排，蓄能部件的输出端包括电容输出端，电容输出端连接至第一DC-DC变换器的第二端；蓄能部件包括超级电容和超级电容管理系统，超级电容的第一端连接至电容输出端，超级电容管理系统连接至超级电容的第二端；并且/或者电力变换部件包括第二DC-DC变换器，第二DC-DC变换器的第一端连接至直流母排，蓄能部件的输出端包括电池输出端，电池输出端连接至第二DC-DC变换器的第二端；蓄能部件包括蓄电池和电池管理系统，蓄电池的第一端连接至电池输出端，电池管理系统连接至蓄电池的第二端。附图说明为了使本技术的优点更容易理解，将通过参考在附图中示出的具体实施方式更详细地描述上文简要描述的本技术。可以理解这些附图只描绘了本技术的典型实施方式，因此不应认为是对其保护范围的限制，通过附图以附加的特性和细节描述和解释本技术。图1为根据本技术的第一个优选实施方式的第一种类型的船舶的燃气发动机、第一离合器、螺旋桨、电机、第二离合器，齿轮箱以及电源组件连接在一起的示意图；图2为根据本技术的第一个优选实施方式的第二种类型的船舶的燃气发动机、第一离合器、螺旋桨、电机，以及电源组件连接在一起的示意图；图3为根据本技术的第一个优选实施方式的船舶用设备的选型方法的流程示意图；图4为图3的选型方法的确定船舶的加速附加功率的步骤的流程示意图。附图标记说明110：螺旋桨111：桨轴120：燃气发动机121：输出轴130：第一离合器140：电机141：转轴150：电源组件151：电力变换部件152：整流器153：直流母排154：逆变器155：蓄能部件156：第一DC-DC变换器157：电容输出端158：超级电容159：超级电容管理系统160：第二DC-DC变换器161：电池输出端162：蓄电池163：电池管理系统170：第二离合器180：齿轮箱190：电网191：集合控制组件192：切换控制组件193：能量管理组件210：螺旋桨211：桨轴220：燃气发动机221：输出轴230：第一离合器240：电机241：转轴250：电源组件251：电力变换部件252：整流器253：直流母排254：逆变器255：蓄能部件256：第一DC-DC变换器257：电容输出端258：超级电容259：超级电容管理系统260：第二DC-DC变换器261：电池输出端262：蓄电池263：电池管理系统290：电网291：集合控制组件292：切换控制组件293：能量管理组件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船舶，其特征在于，所述船舶包括：/n螺旋桨；/n燃气发动机；/n电机，所述电机和所述燃气发动机之间的连接方式包括并联方式和串联方式，所述电机和所述燃气发动机均可断开地连接至所述螺旋桨；/n电源组件；/n切换控制组件，所述切换控制组件用于控制所述电机和所述螺旋桨之间的连接或断开，以及用于控制所述燃气发动机和所述螺旋桨之间的连接或断开；/n能量管理组件，所述能量管理组件用于控制所述电源组件向所述电机供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种船舶，其特征在于，所述船舶包括：
螺旋桨；
燃气发动机；
电机，所述电机和所述燃气发动机之间的连接方式包括并联方式和串联方式，所述电机和所述燃气发动机均可断开地连接至所述螺旋桨；
电源组件；
切换控制组件，所述切换控制组件用于控制所述电机和所述螺旋桨之间的连接或断开，以及用于控制所述燃气发动机和所述螺旋桨之间的连接或断开；
能量管理组件，所述能量管理组件用于控制所述电源组件向所述电机供电。


2.根据权利要求1所述的船舶，其特征在于，所述螺旋桨包括桨轴，所述电机包括转轴，所述燃气发动机包括输出轴，所述船舶还包括：
第一离合器，所述第一离合器的第一端连接至所述燃气发动机的所述输出轴，所述切换控制组件电连接至所述第一离合器，以控制所述第一离合器接合或分离；
开关组件，所述开关组件电连接至所述电机，所述电源组件电连接至所述开关组件，以通过所述开关组件向所述电机输送电能或存储所述电机提供的电能，所述能量管理组件电连接至所述开关组件，以控制所述开关组件的连通或断开；
其中，所述船舶还包括齿轮箱和第二离合器，所述齿轮箱的输出轴连接至所述桨轴，所述第二离合器的第一端连接至所述转轴的第一端，所述第二离合器的第二端连接至所述齿轮箱的输入轴，所述第一离合器的第二端连接至所述桨轴，以使所述电机和所述燃气发动机并联，所述切换控制组件电连接至所述第二离合器，以控制所述第二离合器接合或分离，或者
所述第一离合器的第二端连接至所述转轴的第一端，所述转轴的第二端连接至所述桨轴，以使所述电机和所述燃气发动机串联。

【专利技术属性】
技术研发人员：许力文，周晓洁，孟嗣斐，刘佳彬，李威，杨峰，朱端祥，陈德富，谢钧，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一一研究所，
类型：新型
国别省市：上海;31