[实用新型]一种用于拖拽式轮船混合动力系统

说明书

本实用新型涉及一种用于拖拽式轮船混合动力系统，包括：混合动力供电系统模块、混合动力控制模块；其中混合动力供电系统模块包括：柴油发电机组、AC/DC整流功率转化器、动力锂电池组、直流母排、DC/AC逆变功率转化器、AC电机驱动器、轴系传动模块、增配驱动电机组合模块和岸电市电充电模块。本实用新型实现拖拽式轮船纯锂电池输出电动行驶模式、纯柴油发电机组输出电动行驶模式、双动力输出电动行驶并充电、满足不同海况下作业条件所需功率，降低油耗、减少污染排放的效果。

技术领域

本实用新型属于能源应用领域，涉及一种拖拽式轮船混合动力系统，主要应用于港口拖拽式轮船牵引拉拽大型集装箱船只进出港作业，特别是一种适用于拖拽式轮船串联混合动力系统及方法。

背景技术

目前港口码头企业使用的拖拽式轮船(以下称拖轮)均是大马力纯柴油发动机提供动力。但因拖拽式轮船在港口码头近海作业中，会频繁空载停泊、短时瞬间大功率推进拉拽、加速、长时间平缓匀速推进拉拽作业，工作类型属于整机功率大，实际长时间使用功率小。现有拖拽式轮船存在以下几个缺点：1)因拖轮在瞬间大功率推进拉拽时，发动机需求功率较高，故现装机发动机功率配置为3675KW以上比常态功率高于好几倍，购买成本、维护成本高；2)因装机发动机功率配置高，在空载、轻载时功率过剩而导致燃油经济性差、发动机组经常不在最佳运行区域运行、瞬间大功率推进拉拽加速时功率不足而导致冒黑烟污染港口环境；3)机械传动无法精准控制，拖轮动力需求与主机动力输出不能完全匹配，冗余动力消耗较高；4)因拖轮需长时间空载停泊待机等候作业，传统拖轮为满足船上辅助通信设备、空调、辅助照明等用电需求，发动机必须处于运转状态，燃油/燃气损失严重。

实用新型内容

本实用新型的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种用于拖拽式轮船混合动力系统，实现拖拽式轮船纯锂电池输出电动行驶模式、纯柴油发电机组输出电动行驶模式、双动力输出电动行驶并充电、满足不同海况下作业条件所需功率，降低油耗、减少污染排放的效果。

本实用新型技术解决方案：

本实用新型的一种用于拖拽式轮船混合动力系统，包括：混合动力供电系统模块(1)、混合动力控制模块(2)；其中混合动力供电系统模块(1)包括：柴油发电机组(11)、AC/DC整流功率转化器B(12)、动力锂电池组(13)、直流母排(30)、 DC/AC逆变功率转化器(14)、AC电机驱动器A(15)、轴系传动模块(3)、增配驱动电机组合模块(4)和岸电市电充电模块(28)；

混合动力供电系统模块(1)：为整个混合动力系统提供三种动力能量源模式，并实时将所述三种动力能量源模式下的运行数据与控制状态反馈给混合动力控制模块 (2)；

所述三种动力能量源模式分别为：

第一种为柴油发电机组(11)与动力锂电池组(13)组合增程式动力能量模式，所述增程式动力能量模式由柴油发电机组(11)通过动力电缆线与AC/DC整流功率转化器 B(12)连接整流电源供电至直流母排(30)中，动力锂电池组(13)输出放电DC直流电源供电至直流母排(30)中，柴油发电机组(11)所输出的电能与动力锂电池组(13) 输出的电能形成并联叠加供电模式；

第二种为柴油发电机组(11)独立供电模式，柴油发电机组(11)独立供电模式由柴油发电机组(11)通过动力电缆线与AC/DC整流功率转化器B(12)连接，输出直流电能至直流母排(30)，实现柴油发电机组(11)独立供电模式；

第三种为动力锂电池组(13)独立供电模式，锂电池组(13)独立供电模式由锂电池组(13)输出放电直流电源供电至直流母排(30)，实现锂电池组(13)独立供电模式；

当动力锂电池组(13)在停止工作的情况下,由柴油发电机组(11)通过动力电缆线与AC/DC整流功率转化器B(12)连接，输出直流电能至直流母排(30)，实现柴油发电机组(11)独立供电；