一种双柴油发电机组与锂电池混合动力船舶结构与控制方法

摘要

本发明公开了一种双柴油发电机组与锂电池混合动力船舶结构，包括电力推进系统，电力推进系统包括与直流排连接的两台柴油发电机组、锂电池组和电动机，电动机还连接螺旋桨，直流排还连接岸电，功率控制器接收电动机的功率信号与锂电池组的荷电状态信号，并向两台柴油发电机组和DC/DC变换器发出功率控制信号。本发明还提供了双柴油发电机组与锂电池混合动力船舶电力推进系统的控制方法。本发明优点为：优化系统配置，在保证船舶正常航行的情况下减少锂电池组容量；在航行中，分开锂电池组充电与放电阶段，保护锂电池组并方便电池荷电状态估计；可以保证两台柴油机开启后总在其最佳排放和燃油效率工作点，且能提高柴油发电机组的电能利用效率。

主权项

 一种双柴油发电机组与锂电池混合动力船舶电力推进系统的控制方法，其特征在于，所述的控制方法运行在双柴油发电机组与锂电池混合动力船舶结构中，所述混合动力船舶结构包括电力推进系统，所述的电力推进系统包括两台柴油发电机组、锂电池组、电动机、功率控制器和直流排，第一柴油发电机组和第二柴油发电机组分别通过第一AC/DC整流器和第二AC/DC整流器与直流排连接，所述的锂电池组通过双向DC/DC变换器与直流排连接，所述的电动机通过DC/AC逆变器与直流排连接，电动机还连接螺旋桨，直流排还通过第三AC/DC整流器连接岸电，所述的功率控制器接收电动机的功率信号与锂电池组的荷电状态信号，功率控制器向两台柴油发电机组和双向DC/DC变换器发出功率控制信号；  所述的控制方法为：（1）船舶靠岸时，利用岸电给锂电池组充电；（2）船舶航行时，分为锂电池组放电状态和充电状态，功率控制器接收电动机的功率信号与锂电池组的荷电状态信号，同时向两台柴油发电机组和双向DC/DC变换器发出功率控制信号，①船舶刚出港时，锂电池组的荷电状态信号为100%，锂电池组处于放电状态，当电动机需求功率小于锂电池组最大输出功率时，船舶由锂电池组提供电能，两台柴油发电机组关闭；当电动机需求功率大于锂电池组最大输出功率，而小于锂电池组最大输出功率与第一柴油发电机组最佳燃油效率点下的工作功率之和时，船舶由锂电池组和第一柴油发电机组提供电能，并使第一柴油发电机组稳定运行在最佳燃油效率点下的工作功率，关闭第二柴油发电机组；当电动机需求功率大于锂电池组最大输出功率与第一柴油发电机组最佳燃油效率点下的工作功率之和，而小于船舶航行额定输出功率时，船舶由锂电池组和两台柴油发电机组提供电能，并使两台柴油发电机组稳定运行在最佳燃油效率点下的工作功率；放电状态锂电池组的荷电状态信号的下限值为30%；②当锂电池组的荷电状态信号小于30%时，锂电池组处于充电状态，    当电动机需求功率小于第一柴油发电机组最佳燃油效率点下的工作功率时，只开启第一柴油发电机组，剩余电量为锂电池组充电；    当电动机需求功率大于第一柴油发电机组最佳燃油效率点下的工作功率，而小于两台柴油发电机组最佳燃油效率点下的工作功率之和时，开启两台柴油发电机组，剩余电量为锂电池组充电；当处于紧急状态，即电动机需求功率大于两台柴油发电机组最佳燃油效率点下的工作功率之和时，锂电池组重新进入放电状态，船舶由锂电池组和两台柴油发电机组提供电能，并在锂电池组的荷电状态信号小于10%时，限制电动机需求功率，防止锂电池组过放电；充电状态锂电池组的荷电状态信号的上限值为90%。