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公开(公告)号：CN113148093B
公开(公告)日：2022-10-28
申请号：CN202110436181.2
申请日：2021-04-22
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种并联式船舶混合动力系统的功率分配方法，主要应用于并联式船舶混合动力系统的功率优化分配领域。首先确定蓄电池组与天然气发动机组在各自重要影响因素下输出不同功率时的能量效率；其次根据给定减速齿轮箱，确定齿轮箱输出端输出给定功率及转速时，气体机组侧与蓄电池组侧在不同运行状态情况下系统整体的能量效率；最后根据船舶预期输出功率、转速以及系统实际状态，将系统运行状态点调整至该输出功率转速能量效率最佳的系统状态点处。本发明能够根据蓄电池、天然气发动机、以及系统整体的实际状态，将系统工作运行点一直控制在能量效率最佳的状态点，提高了混合动力系统的能量效率，进而达到了节约能源、降低运行成本的目的。
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公开(公告)号：CN113525656B
公开(公告)日：2022-10-28
申请号：CN202110772084.0
申请日：2021-07-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明的目的在于提供基于螺旋桨转速闭环的气电混合动力船舶能量分配方法，包括如下步骤：通过PID计算模块计算调节扭矩T_t；根据螺旋桨目标转速计算系统目标扭矩T_target；通过模糊规则控制器，根据螺旋桨目标转速和蓄电池SOC计算气体机目标扭矩Ne_target；通过能量分配模块分配气体机转速Ne、扭矩Te和永磁同步可逆电机转速Nm、Tm扭矩；)减速齿轮箱转速、扭矩合成。本发明所述的气电混合动力船舶能量分配方法简单，现有的控制器可以满足其所需的计算速度，该方法可以有效的协调气体机和永磁可逆电机的动力输出，可以在满足螺旋桨转速闭环控制的基础上弥补气体机动态响应差的缺陷。
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公开(公告)号：CN112339964B
公开(公告)日：2022-03-18
申请号：CN202011215474.X
申请日：2020-11-04
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: B63H21/20
Abstract: 本发明的目的在于提供基于燃料电池的并联式气电混合动力系统，包括螺旋桨、天然气发动机、可逆电机，螺旋桨连接齿轮箱，天然气发动机的排气管分别连接换热重整供热管、自然放气管、燃料电池供热管，换热重整供热管连接换热重整器，燃料电池供热管连接燃料电池，自然放气管连通燃料电池后方管道后连接涡轮增压器的涡轮，涡轮增压器的压气机连接混合器，LNG气罐连接混合器，混合器连接天然气发动机。本发明能够合理的利用尾气实现燃料的重整以及燃料电池的加热使其发电，与并联式混合动力系统相结合，通过阀门的控制实现不同模式的切换，以适应不同的航行工况，具有效率高、适应性强、动态响应好等特点。
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公开(公告)号：CN113525657A
公开(公告)日：2021-10-22
申请号：CN202110772092.5
申请日：2021-07-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明的目的在于提供基于混合逻辑动态理论的船舶混合动力混杂模型预测控制方法，在混合逻辑动态建模的框架下，依据系统物理定律、逻辑规则以及操作约束建立船舶混合动力混杂系统模型；建立基于混杂系统的混杂模型预测优化控制，常规中性能指标中误差权矩阵和控制权矩阵在控制过程中保持不变，为了满足不同时期快速性与鲁棒性等不同控制要求提出了基于工况预测的神经网络学习变权重矩阵混杂模型预测控制方法；根据能量优化目标确定混合动力船舶功率最优分配组合，以对分配功率进行精确管理；本发明可以有效解决采用模式切换引来的震荡问题，有效提高能量管理策略的控制效果，进一步提高船舶的燃料经济性。
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公开(公告)号：CN113525657B
公开(公告)日：2022-08-02
申请号：CN202110772092.5
申请日：2021-07-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明的目的在于提供基于混合逻辑动态理论的船舶混合动力混杂模型预测控制方法，在混合逻辑动态建模的框架下，依据系统物理定律、逻辑规则以及操作约束建立船舶混合动力混杂系统模型；建立基于混杂系统的混杂模型预测优化控制，常规中性能指标中误差权矩阵和控制权矩阵在控制过程中保持不变，为了满足不同时期快速性与鲁棒性等不同控制要求提出了基于工况预测的神经网络学习变权重矩阵混杂模型预测控制方法；根据能量优化目标确定混合动力船舶功率最优分配组合，以对分配功率进行精确管理；本发明可以有效解决采用模式切换引来的震荡问题，有效提高能量管理策略的控制效果，进一步提高船舶的燃料经济性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113525656A
公开(公告)日：2021-10-22
申请号：CN202110772084.0
申请日：2021-07-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明的目的在于提供基于螺旋桨转速闭环的气电混合动力船舶能量分配方法，包括如下步骤：通过PID计算模块计算调节扭矩T_t；根据螺旋桨目标转速计算系统目标扭矩T_target；通过模糊规则控制器，根据螺旋桨目标转速和蓄电池SOC计算气体机目标扭矩Ne_target；通过能量分配模块分配气体机转速Ne、扭矩Te和永磁同步可逆电机转速Nm、Tm扭矩；)减速齿轮箱转速、扭矩合成。本发明所述的气电混合动力船舶能量分配方法简单，现有的控制器可以满足其所需的计算速度，该方法可以有效的协调气体机和永磁可逆电机的动力输出，可以在满足螺旋桨转速闭环控制的基础上弥补气体机动态响应差的缺陷。
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公开(公告)号：CN113086147A
公开(公告)日：2021-07-09
申请号：CN202110437398.5
申请日：2021-04-22
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种船舶气电混合动力系统电机匹配选型方法，该方法包括：首先获取船舶混合动力系统天然气发动机的基本参数，选取电动机的额定转速；然后从天然气发动机低负荷低效率区、动态加载能力以及船舶最优混合度角度出发，获取电机的额定功率，通过额定转速和额定功率选取匹配电机，本发明能够通过天然气发动机的基本参数和工作特性计算出解决天然气发动机动力性较差、动态响应较慢所需驱动电机的额定功率、额定转速，且能够实现快速选型。
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公开(公告)号：CN113086147B
公开(公告)日：2023-02-10
申请号：CN202110437398.5
申请日：2021-04-22
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种船舶气电混合动力系统电机匹配选型方法，该方法包括：首先获取船舶混合动力系统天然气发动机的基本参数，选取电动机的额定转速；然后从天然气发动机低负荷低效率区、动态加载能力以及船舶最优混合度角度出发，获取电机的额定功率，通过额定转速和额定功率选取匹配电机，本发明能够通过天然气发动机的基本参数和工作特性计算出解决天然气发动机动力性较差、动态响应较慢所需驱动电机的额定功率、额定转速，且能够实现快速选型。
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公开(公告)号：CN113148093A
公开(公告)日：2021-07-23
申请号：CN202110436181.2
申请日：2021-04-22
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种并联式船舶混合动力系统的功率分配方法，主要应用于并联式船舶混合动力系统的功率优化分配领域。首先确定蓄电池组与天然气发动机组在各自重要影响因素下输出不同功率时的能量效率；其次根据给定减速齿轮箱，确定齿轮箱输出端输出给定功率及转速时，气体机组侧与蓄电池组侧在不同运行状态情况下系统整体的能量效率；最后根据船舶预期输出功率、转速以及系统实际状态，将系统运行状态点调整至该输出功率转速能量效率最佳的系统状态点处。本发明能够根据蓄电池、天然气发动机、以及系统整体的实际状态，将系统工作运行点一直控制在能量效率最佳的状态点，提高了混合动力系统的能量效率，进而达到了节约能源、降低运行成本的目的。
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公开(公告)号：CN113071649A
公开(公告)日：2021-07-06
申请号：CN202110437397.0
申请日：2021-04-22
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种混合动力船舶模式切换控制策略，该模式切换控制策略首先将混合动力运行模式分为电动机单独推进，气体机单独推进，气体机和电动机联合推进以及充电推进四种模式。该策略的主要特征为：首先，计算出船舶运行时所需的总的转矩需求，根据运行需求转矩和动力电池SOC的值，以优化气体机运行效率为原则制定模式切换控制规则。当混合动力系统运行状况发生变化，满足模式切换条件时，混合动力总成控制器协调动力系统各部件向目标模式进行切换。本发明根据船舶运行需求转矩和动力电池制定混合动力系统在运行状况改变时的目标模式，有利于提高系统运行效率、节省燃油、改善混合动力船舶的运行性能、延长动力电池的使用寿命。
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