CN203946267U - 油电混合动力推动和管理***及无人船 - Google Patents
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Abstract
本实用新型旨在提供一种油电动力合理自动切换、节能环保的油电混合动力推动和管理***及无人船。本实用新型***包括油推***和至少一套电推***，所述油推***包括油机电控开关、油机、供油油箱及电控油门，所述电推***包括主电池组、电动机和调速装置，所述***还包括控制***和电源管理***，所述电源管理***、所述调速装置、所述油机电控开关及所述电控油门均与所述控制***电连接，所述油机电控开关、所述油机、所述电控油门及所述主电池组均与所述电源管理***电控连接；所述无人船还包括船体，在船体的两侧分别设置有由吊舱安装的叶轮，所述通信***与地面基站进行通信。本实用新型可应用于动力***控制领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种动力管理***，尤其涉及一种油电混合动力退订和管理***，以及具有该***的无人船。
背景技术
环保意识的逐渐增强和能源危机的日渐突出，低污染、低油耗、高效能的动力***日益受到追捧。在运输领域，如陆路运输的汽车和水路运输的船舶，新型动力***正在被投入到应用中。如公开号为CN102602275A的专利申请文件中公开了一种油电混合车的动力***，该***就包括了引擎、动力马达、动力切换控制***和电池等部分，利用动力切换控制***进行油电切换，以达到低污染、低油耗和高效能的目的。而在船舶技术领域，动力***大多数是采用油机驱动叶轮旋转，叶轮旋转产生动力并推动船只前进。由于陆路和水路的运行环境的差异性，在水路领域进行动力控制时，不仅需要考虑到动力提供***的动力分配，更需考虑在水路中驱动时的水流、航速对***的影响。纯电动或油电混合动力驱动的***在船舶领域的应用在国内依然处于探索阶段。
而在船舶领域，无人船的动力驱动***大多数采用单一的驱动***。若采用高速推动力喷水发动机进行驱动，在船速较低时，其效能极低，油耗极高；在船速由低速状态向经济航速转换的过程中需要发动机输出巨大的扭矩，需要消耗极大的油耗。若能设计一种结合水路驱动的特点，采用油电混合动力驱动，能够根据需要进行自动切换动力方式的动力驱动***，则能很好地解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，旨在提供了一种油电动力合理自动切换、节能环保的油电混合动力推动和管理***。
本实用新型还提供了一种节能环保、能够实现精确控制的无人船。
本实用新型所述油电混合动力推动和管理***所采用的技术方案是：所述推动和管理***包括油推***和至少一套电推***，所述油推***包括油机电控开关、油机、供油油箱及电控油门，所述电推***包括主电池组、电动机和调速装置，所述***还包括控制***和电源管理***，所述电源管理***、所述调速装置、所述油机电控开关及所述电控油门均与所述控制***电连接，所述油机电控开关、所述油机、所述电控油门及所述主电池组均与所述电源管理***电控连接。
进一步地，所述***还包括备用电池组，所述备用电池组与所述电源管理***电连接。
进一步地，在所述油机的输出轴上还设置有发电机，所述发电机与所述电源管理***电连接。
进一步地，所述电源管理***包括两个电源管理模块，两个所述电源管理模块之间通过DC/DC转换器电连接。
进一步地，在所述电源管理模块与所述控制***之间通过DC/DC转换器连接有供电电池组，所述供电电池组向所述控制***供电。
本实用新型所述无人船所采用的技术方案是：所述无人船除了包含有上述油电混合动力推动和管理***外，还包括船体，在船体的两侧分别设置有由吊舱安装的叶轮，所述电推***的数目为两套，两套相互独立工作的所述电推***分别向位于船体两侧的叶轮提供动力，在所述船体上还设置有通信***，所述通信***与所述控制***电连接，所述控制***通过所述通信***与地面基站进行通信。
本实用新型的有益效果是：本实用新型中，油机作为主动力，并可根据需要分配一定功率驱动发电机进行发电并将电量供应给主电池组，为主电池组充电；利用两个电推***进行电力驱动；在***开启之初，主电池组处于电量饱满状态，其电量输出供应给两个电推***，油推***无需投入工作，***此时最大行进速度连续可调，另外利用相互独立工作的两个所述电推***进行驱动，能够实现差动控制；在***进行高速运行时，油推***工作，同时电推***停止或者是作辅助工作，油机通过发电机对主电池组进行充电；本实用新型在运行速度低、从低速状态向经济运行速度状态转换、需要较大效能时，利用电推***进行驱动，可以实现在低速时提供较大的输出扭矩，在高速时利用油推***供给高速驱动，实现自动切换，从而使整个***在运行过程中实现低噪音、低排放，同时在低速时获得大动力稳定的输出，实现差分控制，使得***控制更加精确；整个***在运行过程中能耗更低，能量消耗更趋合理，实现节能环保的要求。
由于所述***还包括备用电池组，所述备用电池组与所述电源管理***电连接，所以，本实用新型利用所述电源管理***实现主电池组和备用电池组之间的切换，主电池组和备用电池组之间实现无缝切换，更好地配合***的行进状态。
附图说明
图1是本实用新型的原理示意图；
图2是本实用新型无人船的工作流程图。
具体实施方式
如图1所示，所述油电混合动力推动和管理***包括油推***和至少一套电推***，所述油推***包括油机电控开关、油机、供油油箱及电控油门，所述电推***包括主电池组（即提供主动力的电池组）、电动机和调速装置。所述调速装置包括变速箱、离合器等。所述***还包括控制***和电源管理***，所述电源管理***包括中央芯片和传输接口，所述传输接口与所述中央芯片连接。所述传输接口用于与***的设备连接。所述电源管理***、所述调速装置、所述油机电控开关及所述电控油门均与所述控制***电连接，所述油机电控开关、所述油机、所述电控油门及所述主电池组均与所述电源管理***电控连接。在本实施例中，所述主电池组为22.2V锂电池组。所述***还包括备用电池组，所述备用电池组与所述电源管理***电连接。所述备用电池组为12V铅酸电瓶。在所述油机的输出轴上还设置有发电机，所述发电机与所述电源管理***电连接。所述电源管理***包括两个电源管理模块，两个所述电源管理模块之间通过DC/DC转换器电连接。在所述电源管理模块与所述控制***之间通过DC/DC转换器连接有供电电池组，所述供电电池组向所述控制***供电。所述供电电池组为14.8V电池组。
本实用新型所述无人船包含上述油电混合动力推动和管理***，还包括船体，在船体的两侧分别设置有由吊舱安装的叶轮，所述电推***的数目为两套，两套相互独立工作的所述电推***分别向位于船体两侧的叶轮提供动力，在所述船体上还设置有通信***，所述通信***与所述控制***电连接，所述控制***通过所述通信***与地面基站进行通信。
如图2所示，将所述油电混合动力推动和管理***应用到无人船上的工作过程如下。
无人船中的油电混合动力推动和管理***中的电动力***包括上电自检、正常工作以及备用电三种工作模式。
上电自检：
1、依次检测无人船上的黑盒子、油推***、备用电池组工作是否正常，若任何一个出现异常，则报警无法正常工作直到异常排除；
2、检测备用电池组电量是否充足，若电量不足，则开启油机通过发电机怠速工作，此时***给备用电池组充电；
3、备用电池组充电的过程中，若备用电池组充电异常，则停机报警直到故障解除，重新开机工作，重复上述自检过程；
4、备用电池组充电的过程中，备用电池组充电正常，则当备用电池组充电至阈值以上时，关闭油机，报待机状态，等待正常工作指令。
正常工作：
1、正常工作时，使用主电池组供电，主电池组发生异常时，直接切换备用电池组供电，按照备用电池组工作逻辑工作；
2、正常工作时，主电池组无异常可工作，检测当主电池组电量低于一定阈值时，启动发电机给主电池组充电；
3、主电池组充电时，若充电正常，则充电至主电池组电量在一定阈值以上，关闭发电机，重复上述流程。若充电异常，报异常，当电量消耗到一定阈值以下时，切换到备用电池组，按照备用电池组工作逻辑工作。
备用电工作：
1、运行时由于主电池组工作异常或无法充电切换到备用电池组工作（按照自检及正常工作的逻辑，此时备用电池组的电量保持在一定阈值以上），此时，备用电池组只提供无人船上控制***的控制，通信***的数据传输等功能，不提供动力，动力只由油推***提供；
2、切换备用电池组后，若油机不工作（燃油耗尽或油机异常），则由备用电池组提供动力驱动（用于回航，不用于工作）；
3、利用备用电池组提供回航动力过程中，若备用电池组电量低于一定阈值，则备用电池组不提供动力驱动，备用电池组剩余电量只提供无人船定位和数据传输功能，用于定位救援。
当无人船航速需求大于一定阈值或主电池组电量低于一定阈值时，高速油推***开始工作，同时电动***可停止工作或辅助工作。油机开始通过发电机对主电池组进行充电。当主电池组充电完成后，根据需要，可在此切换到电动力驱动。
无人船上的通信***接收地面基站的控制信息，并根据所需船速对油机和电机驱动进行控制和切换，用户或无人船控制者不需要显式地控制油电动力***之间的切换，即可实现远程控制。
本实用新型可应用于动力***控制领域。
Claims (6)
1.一种油电混合动力推动和管理***，包括油推***和至少一套电推***，所述油推***包括油机电控开关、油机、供油油箱以及电控油门，所述电推***包括主电池组、电动机和调速装置，其特征在于：所述***还包括控制***和电源管理***，所述电源管理***、所述调速装置、所述油机电控开关及所述电控油门均与所述控制***电连接，所述油机电控开关、所述油机、所述电控油门及所述主电池组均与所述电源管理***电控连接。
2.根据权利要求1所述的油电混合动力推动和管理***，其特征在于：所述***还包括备用电池组，所述备用电池组与所述电源管理***电连接。
3.根据权利要求1所述的油电混合动力推动和管理***，其特征在于：在所述油机的输出轴上还设置有发电机，所述发电机与所述电源管理***电连接。
4.根据权利要求1至3任一项所述的油电混合动力推动和管理***，其特征在于：所述电源管理***包括两个电源管理模块，两个所述电源管理模块之间通过DC/DC转换器电连接。
5.根据权利要求4所述的油电混合动力推动和管理***，其特征在于：在所述电源管理模块与所述控制***之间通过DC/DC转换器连接有供电电池组，所述供电电池组向所述控制***供电。
6.一种包括如权利要求1所述的油电混合动力推动和管理***的无人船，其特征在于：该无人船还包括船体，在船体的两侧分别设置有由吊舱安装的叶轮，所述电推***的数目为两套，两套相互独立工作的所述电推***分别向位于船体两侧的叶轮提供动力，在所述船体上还设置有通信***，所述通信***与所述控制***电连接，所述控制***通过所述通信***与地面基站进行通信。
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| CN104709456A (zh) * | 2015-03-24 | 2015-06-17 | 上海海洋大学 | 一种金枪鱼延绳钓船的混联式油电混合动力*** |
| CN110091977A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-08-06 | 北京优世达科技有限公司 | 一种无人船混动切换*** |
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2014
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