【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及船舶动力，具体涉及一种船用混合动力装置。
技术介绍
1、传统的船舶动力系统主要依赖单一的燃油发动机，存在能源利用率低、排放污染大等问题，为此，混合动力技术逐渐引入船舶领域。例如，专利cn211494424u公开了一种增加电力驱动系统的燃油发动机驱动船舶，其将电动机安装在船体外部，节省了船舱的安装空间，并且保留了原来燃油发动机驱动系统的功能，实现了电力驱动工作模式、燃油发动机驱动工作模式和混合动力驱动工作模式三种工作模式。
2、然而，该专利中将发动机与电动机独立安装，并且独立驱动推进机构工作，即原动机和电动机还是采用两套系统，在能量存储和释放方面仍然存在不足，未充分发挥混合动力的优势。如此，导致原动机启动、运行和停止，不能充分与电机交互，进而无法形成高效能量互补的优势。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提出一种船用混合动力装置，解决现有技术中的船舶混合动力装置中的原动机和电机设备还是采用两套系统，在能量存储和释放方面存在不足，未充分发挥混合动力的优势的技术问题。
2、为达到上述技术目的，本专利技术采取了以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种船用混合动力装置，包括：
4、机架；
5、输入轴，转动安装于所述机架；
6、两组耦合结构，沿所述输入轴的轴向依次设置，各所述耦合结构包括永磁转子及线圈绕组，所述永磁转子套设于所述输入轴，所述线圈绕组安装于所述机架，并绕设于同组所述永磁转子
7、输出轴，转动安装于所述机架，并位于所述输入轴的一端，且其轴线与所述输入轴的轴线平行；
8、磁阻转子，连接于所述输出轴，且位于邻近的所述永磁转子与所述线圈绕组之间；
9、电池系统，分别与两组所述线圈绕组电连接；及
10、原动机，其输出端与所述输入轴传动连接。
11、在一些实施例中，所述电池系统包括储能电池及两个变流器，两个所述变流器分别与两组的所述线圈绕组一一对应，各所述变流器的交流端连接于对应的所述线圈绕组；
12、其中，两个所述变流器的直流端并联连接于所述储能电池。
13、在一些实施例中，所述线圈绕组为多相绕组，所述变流器为多相变流器。
14、在一些实施例中，所述线圈绕组为三相绕组，所述变流器为三相变流器。
15、在一些实施例中，远离所述输出轴的所述线圈绕组的极对数为p1，且远离所述输出轴的所述永磁转子的极对数为p2，满足p1=p2。
16、在一些实施例中，靠近所述输出轴的所述线圈绕组的极对数为p3，且靠近所述输出轴的所述永磁转子的极对数为p4，所述磁阻转子的极对数为z，满足p3+p4=z。
17、在一些实施例中，所述输出轴靠近所述输入轴的一端沿其径向朝外延伸有连接板，所述连接板的周缘朝向所述输入轴延伸有延伸板，所述延伸板位于邻近的所述永磁转子与所述线圈绕组之间，所述磁阻转子连接于所述延伸板，并环设于邻近的所述永磁转子的外周。
18、在一些实施例中，所述磁阻转子包括多个导磁块及多个非导磁块，多个所述导磁块与多个所述非导磁块沿所述延伸板的周向依次交替布设。
19、在一些实施例中，所述机架设有容置腔，所述输入轴一端位于所述容置腔内，另一端位于所述容置腔外，所述原动机的输出端传动连接于所述输入轴伸出所述容置腔的一端；
20、两组的所述永磁转子分别设于所述输入轴位于所述容置腔内的一端，且两组所述线圈绕组位于所述容置腔内；
21、所述输出轴一端位于所述容置腔内，另一端位于所述容置腔外，用于连接负载机构，所述磁阻转子连接于所述输出轴位于所述容置腔内的一端。
22、在一些实施例中，所述输入轴与所述原动机的输出端之间设有输入联轴器；和/或，
23、所述输出轴远离所述输入轴的一端设有输出联轴器。
24、与现有技术相比，本专利技术提供的船用混合动力装置中，当需要存储电能时，控制原动机工作以带动输入轴转动，两个耦合结构能够将输入轴转动时的机械能转化为电能，实现从线圈绕组中整流电能到电池系统中；且因调节输入轴与输出轴之间的耦合力矩的磁场而产生回馈的电能，也回馈到电池系统，使电能储存在电池系统中；而基于磁阻转子与耦合结构的配合，能够保证输出轴正常转动以带动推进机构工作。反之，当需要提取电能时，控制电池系统向耦合结构送电，耦合结构将电能转化为输入轴转动时的机械能，驱使输入轴转动；且在因调节输入轴与输出轴之间的耦合力矩的磁场而必须注入电能时，能够将电流从电池系统逆变至靠近输出轴的耦合结构，从而保证输出轴稳定转动。
25、如此，使原动机能够运行在最佳功率及效率的运行点，同时实现原动机的机械能与电池系统电能的高效能量交互。其中，在高功率需求时，原动机直接驱动船舶并带动两组耦合结构为电池系统充电；在低功率需求或特定工况下，两组耦合结构从电池系统获取电能驱动船舶，根据不同工况动态调节能量分配。
26、从而能够通过原动机、两组耦合结构及电池系统的合理利用，使得船舶在不同工况下都能以最节能的方式运行，降低了能源消耗和运营成本。在低功率需求时使用电动机驱动，减少了原动机的运行时间，从而降低了废气排放，对环境更加友好。再者，无论是在低速航行还是高速航行状态下，都能提供稳定而高效的动力，满足船舶在各种航速下的需求。此外，解耦原动机与负载曲线的关系，使原动机能够始终运行在最佳功率效率点，延长了原动机的使用寿命，同时提高了整个系统的可靠性。
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1.一种船用混合动力装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的船用混合动力装置，其特征在于，所述电池系统包括储能电池及两个变流器，两个所述变流器分别与两组的所述线圈绕组一一对应，各所述变流器的交流端连接于对应的所述线圈绕组；
3.根据权利要求2所述的船用混合动力装置，其特征在于，所述线圈绕组为多相绕组，所述变流器为多相变流器。
4.根据权利要求3所述的船用混合动力装置，其特征在于，所述线圈绕组为三相绕组，所述变流器为三相变流器。
5.根据权利要求1所述的船用混合动力装置，其特征在于，远离所述输出轴的所述线圈绕组的极对数为P1，且远离所述输出轴的所述永磁转子的极对数为P2，满足P1=P2。
6.根据权利要求1所述的船用混合动力装置，其特征在于，靠近所述输出轴的所述线圈绕组的极对数为P3，且靠近所述输出轴的所述永磁转子的极对数为P4，所述磁阻转子的极对数为Z，满足P3+P4=Z。
7.根据权利要求1所述的船用混合动力装置，其特征在于，所述输出轴靠近所述输入轴的一端沿其径向朝外延伸有连接板，所述连接板的周缘
8.根据权利要求7所述的船用混合动力装置，其特征在于，所述磁阻转子包括多个导磁块及多个非导磁块，多个所述导磁块与多个所述非导磁块沿所述延伸板的周向依次交替布设。
9.根据权利要求1所述的船用混合动力装置，其特征在于，所述机架设有容置腔，所述输入轴一端位于所述容置腔内，另一端位于所述容置腔外，所述原动机的输出端传动连接于所述输入轴伸出所述容置腔的一端；
10.根据权利要求1所述的船用混合动力装置，其特征在于，所述输入轴与所述原动机的输出端之间设有输入联轴器；和/或，
...【技术特征摘要】
1.一种船用混合动力装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的船用混合动力装置，其特征在于，所述电池系统包括储能电池及两个变流器，两个所述变流器分别与两组的所述线圈绕组一一对应，各所述变流器的交流端连接于对应的所述线圈绕组；
3.根据权利要求2所述的船用混合动力装置，其特征在于，所述线圈绕组为多相绕组，所述变流器为多相变流器。
4.根据权利要求3所述的船用混合动力装置，其特征在于，所述线圈绕组为三相绕组，所述变流器为三相变流器。
5.根据权利要求1所述的船用混合动力装置，其特征在于，远离所述输出轴的所述线圈绕组的极对数为p1，且远离所述输出轴的所述永磁转子的极对数为p2，满足p1=p2。
6.根据权利要求1所述的船用混合动力装置，其特征在于，靠近所述输出轴的所述线圈绕组的极对数为p3，且靠近所述输出轴的所述永磁转子的极对数为p4，所述磁阻转子的...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨高，许晓晖，李鹏，包珺，殷毅，
申请(专利权)人：武汉船用电力推进装置研究所中国船舶集团有限公司第七一二研究所，
类型：发明
国别省市：
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