船舶气电混合动力推进系统能量效率分析

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文船舶气电混合动力推进系统能量效率分析硕士研究生：王鑫指导教师：姚崇副教授学科、专业：动力工程及工程热物理论文主审人：范立云教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文船舶气电混合动力推进系统能量效率分析硕士研究生：王鑫指导教师：姚崇副教授学位级别：工学硕士学科、专业：动力工程及工程热物理所在单位：动力与能源工程学院论文提交日期：2018年01月论文答辩日期：2018年03月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U664.16U.D.C:ADiss

2、ertationfortheDegreeofM.EngTheEnergyEfficiencyAnalysisofMarineGas-electricHybridPropulsionSystemCandidate:WangXinSupervisor:AssociateProfessorYaoChongAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:PowerEngineeringandEngineeringThermophysicsDateofSubmission:January,20

3、18DateofOralExamination:March,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文

4、授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等

5、。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日摘要天然气作为清洁燃料是未来船舶发动机发展的必然趋势，以天然气发动机和蓄电池作为动力的船舶气电混合动力推进系统解决了纯气体发动机推进系统的加速性能不足、航行的稳定性差、纯电动船舶续航力短的问题，具有低排放、高效率的优点。因此，本文对船舶气电混合动力推进系统的能量流路径、能量效率、能量影响因素进行研究，为船舶气电混合动力推进系统应用提供理论支撑。首先，进行了船舶气电混合动力推进系统总体方案概念设计，采用天然气发动机、永磁同步可逆电机、气动离合器、减速齿轮箱、锂离子蓄电池组、螺旋桨等组成并联混合动力

6、推进方案，利用Simulink仿真平台上建立了系统仿真模型，在此基础上对船舶气电混合动力推进系统进行能量效率分析。针对船舶气电混合动力推进系统不同工作模式下的能量利用，研究了按推进特性运行的船舶主机试验模式E3测试循环工况不同蓄电池剩余电量SOC状态、不同混合度对该动力系统能量消耗的变化规律，得出了影响机理。针对船舶气电混合动力推进系统各工作模式能量效率影响因素量化分析，研究了E3工况不同气体机效率、永磁同步电机效率、蓄电池组效率对该动力系统能量效率影响的变化规律，得出了影响机理。关键词：船舶气电混合动力；推进系统；能量效率；剩余电量；混合度

7、ABSTRACTNaturalgasasacleanfuelistheinevitabletrendoffuturemarineenginedevelopment,andwithnaturalgasengineandbatteryaspowerofthemarinegas-electrichybridsystemsolvedtheaccelerationofpuregasenginepropulsionsystemperformanceinsufficiency,theproblemofpoorstability,electricshipsh

8、ortnavigationrange.Inthiscontext,themarinegaselectricenergyflowpath,theenergyeffic