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柴电混合动力系统动力匹配与控制仿真研究
| 论文题名： | 柴电混合动力系统动力匹配与控制仿真研究 |
| 关键词： | 船舶柴电混合动力系统;动力匹配;功率分配;控制策略 |
| 摘要： | 在目前船舶动力系统研究领域，减少排放污染和提高能效是船舶动力系统研究的主要目标。随着国际排放标准的日趋严格，越来越多的船舶动力系统以低排放作为首要目标，而清洁能源的使用受技术发展及本身不确定性的影响，一直无法完全替代化石能源。在此背景下，混合动力系统作为新旧能源的结合物集合了传统能源动力稳定和新能源排放低的优点，设计和匹配混合动力系统船舶成为船舶动力系统研究的热点。 本文以某柴电混合动力船为研究对象，从柴电混合动力系统设计到主要部件选型，再到混合动力系统建模及功率分配控制策略研究。完成了柴电混合动力系统设计开发的整个过程。在仿真的基础上验证了混合动力系统及其功率分配策略的可行性。为同轴并联柴电混合动力技术在船舶动力系统领域的应用提供了可使用的仿真模型和有效的功率分配控制策略。本文主要完成的研究工作包括以下几个方面： （1）设计船模拖曳实验，并通过二因次换算法计算某柴电混合动力船在不同需求航速下的阻力与有效功率需求，提出一种适合于某柴电混合动力船的柴电混合动力方案，设计了柴电混合动力系统的组成结构及工作方式。以柴油机作为主能源动力设备，动力电池和贯穿式发电机作为辅助能源动力设备。按照船的设计需求对柴电混合动力主要部件系统发动机、推进器、减速箱、贯穿式可逆电机及动力电池进行动力匹配与选型，确定了各部件的基本参数。 （2）使用模块化建模的方法，对柴电混合动力系统的柴油机、贯穿式可逆电机、动力电池、传动系统及船体推进系统进行数学建模，采用逻辑门限控制的方法，设计逻辑规则，并搭建了柴电混合动力系统的功率分配控制模型。 （3）在仿真模型的基础上对柴电混合动力系统各个模式进行了仿真分析，包括纯电动推进模式，机械推进模式，联合推进模式及充电推进模式四种模式。并对混合动力系统的纯电动启动和快速加速性能进行了仿真分析。 |
| 作者： | 尹文龙 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 陈辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2020 |
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