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柴电混合动力系统试验台及技术应用

船舶动力系统试验研究中心是国家重点工程实验，搭建了国内最大的船舶动力全系统试验验证平台，由两台柴油机、一台并车齿轮箱、一台可逆轴带电机（PTO/PTI模式）、一套螺旋桨模拟装置、若干带减振措施的组合底座、传动连接件、一套常规柴发电站、控制装置、配电屏、负载电阻等设备组成，可开展柴油机推进、柴电混合推进、电力推进、减振降噪、自动控制等方面新产品和新技术的研究和试验验证。通过不同设备组合，试验台可演示多种型式的动力系统：

单机单独推进动力系统

双机并车推进动力系统

单机带可逆轴带电机（ PTO/PTI模式）的柴电混合推进动力系统

双机并车带可逆轴带电机（ PTO/PTI模式）的柴电混合动力系统

轴带电机PTI模式下电力推进系统

安静型推进动力系统在该试验平台上开展了柴电混合动力系统集成匹配技术、电动机和柴油机并车控制技术、PTO/PTI切换控制技术等研究及试验验证工作，相关成果已在新造3，4号粤海火车轮渡、国家海洋局5000吨公务船、浙江海洋大学“浙渔科2”号科考船以及复兴船务港作拖轮上成功应用。

工程应用业绩国内首次研发并成功应用到大型客滚船的柴电混合动力系统——2010 年，为广州铁路集团新造3，4号粤海火车轮渡设计集成的两套动力系统，实现了国内首次研发并成功应用PTO/PTI 柴电混合动力系统，该系统包括两台推进主机、两台PTO/PTI 多功能齿轮箱、两套可逆轴带电机、一套PTO/PTI模式切换控制装置、两套轴系及调距桨以及三台柴油发电机组，实现了PTO 发电和PTI 应急推进模式。经实船试验，PTI 应急推进模式下船舶最大航速可达8kn，大大增加了船舶推进系统的冗余度。国内大型公务船柴电混合动力系统的首次应用——在4条国家海洋局5000吨公务船项目中，采用双机双桨+柴电混合推进的动力型式，实现了PTO 发电、PTI 应急推进及一机带双桨的等多种运行模式。其中，在一机带双桨模式下，可使用一台主机在驱动同轴可调桨的同时，通过轴带电机（运行在PTO模式）驱动另一台轴带电机（运行在PTI模式）带动另一轴系可调桨运行，提高了动力系统经济性。国内自主设计，采用柴油机和电机并车推进模式的柴电混合动力系统在国内科考船上的首次应用——自主设计并集成供货动力系统的浙江海洋大学“浙渔科2”号科考船是浙江省首艘最专业的综合渔业资源调查船，采用了柴电混合动力，具有柴油机推进、电力推进、柴电并车混合推进等多种工作模式，可发挥柴油机推进和电力推进两种动力型式的综合优势，具有经济高效、操纵性好、动力冗余等诸多优点，较常规动力系统，主机装机功率可降低近20%，综合能效提升5%以上，技术达到国际先进水平。国内自主设计，首次采用柴电混合动力系统的国产柴电混合拖轮——针对拖轮工况多且复杂，船体结构小，空间紧凑等特点，研发可逆轴带电机布置在高速推进轴上的柴电混合动力系统，系统可以根据不同工况需要使用柴油机推进、PTO发电、PTI电力推进、柴电并车推进等多种运行模式，使拖轮在各种作业模式下均处于经济运行状态，相比传统拖轮主推进柴油机装机功率减小约20%，综合能效提升10%以上。

关键词：

混合式

无

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