混合動力船舶動力裝置及能量管理研究綜述

張益敏，陳 俐，朱劍昀

(上海交通大學 海洋工程國家重點實驗室，高新船舶與深海開發(fā)裝備協(xié)同創(chuàng)新中心，上海 200240)

0 引 言

隨著化石能源的逐漸減少和排放法規(guī)的日趨嚴格，油電混合動力船舶正日益受到關(guān)注[1–3]。它通過傳動裝置耦合柴油機與電機，實現(xiàn)柴油機單獨推進、電機單獨推進或混合推進等工作模式，從而適應復雜多變的工況，避免柴油機低效工作，并能在排放限制區(qū)域發(fā)揮電機零排放的優(yōu)勢?；旌蟿恿ν七M在多功能工程船、近海補給船、游輪、近海鉆井平臺以及軍事艦船等領(lǐng)域具有廣泛的應用前景[4–5]。

混合動力船舶是指使用不同能量來源共同驅(qū)動的船舶[6]?；旌蟿恿Υ暗母拍畈⒎鞘墙瓴懦霈F(xiàn)，早在古代就有風帆和人力共同驅(qū)動的船舶[7]。工業(yè)革命以后又出現(xiàn)了風帆和蒸汽輪機共同驅(qū)動的船舶[7]。軍事上，潛艇在水面航行時采用柴油機驅(qū)動，而在水下則是由電池為電動機供電推進[8]?，F(xiàn)代混合動力船舶主要指的是由不同類型的發(fā)動機驅(qū)動或者具有一種以上電力來源（如柴油機發(fā)電、電池、超級電容、燃料電池）的電動機驅(qū)動的船舶。

以發(fā)動機為核心的傳統(tǒng)推進方式具有功率密度大、中間環(huán)節(jié)少、能量損失小、額定工況下效率高的優(yōu)點。但當輕載時，發(fā)動機工作在非高效區(qū)，燃油效率顯著降低、噪聲和排放中的污染物增加[5,9]。特別是對于作業(yè)船、渡船、拖船、大型游輪等特殊船舶來說，負載狀況經(jīng)常變動或者有較長的時間處于輕載狀況（見圖1），使用傳統(tǒng)推進方式難以滿足經(jīng)濟和環(huán)保的要求[10]。若上述船舶使用現(xiàn)代混合動力推進技術(shù)，則能夠使發(fā)動機始終工作在高效區(qū)內(nèi)，從而大大提高燃油效率、減少有害物質(zhì)排放和機械振動[5,9]。

圖1 作業(yè)船只、渡船、政府船只、拖船、駁船、大型游輪不同功率需求所占工作時間百分比[10]Fig.1 The percentage of working hours of working vessels, ferries,government ships, tugs, barges, and large cruise ships[10]

1 混合動力船舶動力裝置典型架構(gòu)和工作模式

如圖2所示，現(xiàn)代混合動力船舶主要分為串聯(lián)式混合動力船舶、并聯(lián)式混合動力船舶和混連式混合動力船舶[6]。其中，串聯(lián)式混合動力船舶在發(fā)動機和螺旋槳軸之間未使用機械連接，發(fā)電機和電池組可分別向電動機供電驅(qū)動螺旋槳[11–13]。并聯(lián)混合動力系統(tǒng)保留了發(fā)動機和螺旋槳軸之間的機械連接，發(fā)動機和電動機均可為船舶提供動力[14–15]?；炻?lián)混合動力船舶構(gòu)架融合了串聯(lián)和并聯(lián)的特點，具有發(fā)動機推進和電動機推進模式，具有專門的發(fā)電機組為電網(wǎng)供電[16]。

圖2 混合動力船舶示意圖[6,12–13]Fig.2 Schematic diagram of hybrid ship[6,12–13]

在串聯(lián)混合動力船舶的推進系統(tǒng)中，柴油發(fā)電機組構(gòu)成了系統(tǒng)的主要能量來源，以電池為主的能量存儲系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)的輔助能量來源[11]。Zahedi等提出一種基于低壓直流電網(wǎng)的串聯(lián)混合動力船舶，并對系統(tǒng)進行了動態(tài)建模研究，文中所述建模方法能夠大大減少仿真的計算負擔，縮短計算時間。為了應對船舶轉(zhuǎn)彎和波浪引起的功率和力矩波動，在Hou等的研究中，電池和超級電容被整合成混合能量存儲系統(tǒng)（HESS），并應用在一型串聯(lián)混合動力船舶中[17–18]。Volker針對工況特點給出了一種港口拖船和2種渡船的混合動力推進系統(tǒng)設(shè)計，并從油耗的角度分析了3種設(shè)計的應用價值[19]。

并聯(lián)混合動力船舶的發(fā)動機和電動/發(fā)電機并聯(lián)并直接與螺旋槳軸相連，利用耦合器（通常包括離合器或液力耦合器）發(fā)動機和電動機可分別或共同驅(qū)動螺旋槳[20–24]。其中電動/發(fā)電機可以作為發(fā)電機吸收發(fā)動機發(fā)出的多余功率提供給電網(wǎng)里負載使用。

并聯(lián)混合動力船舶主要有以下3種工作模式：巡航時采用發(fā)動機推進模式，此時柴油機工作在高效區(qū)，富余的功率可用于發(fā)電給電池充電。當船舶需要安靜行駛、航經(jīng)排放限值區(qū)域或狹窄水道以及發(fā)動機推進裝置出現(xiàn)故障時，采用電力推進模式，發(fā)動機端離合器松開，電動機和電網(wǎng)負載需要的電能由電池或者其他清潔能源提供[6,22]。全速前進、冰區(qū)航行或遇到風浪等需要最大推進功率的情況時采用混合推進，由電動機輔助發(fā)動機共同推進船舶[11]。并聯(lián)混合動力系統(tǒng)可以在新船建造時安裝，也可以由傳統(tǒng)船舶的動力系統(tǒng)改裝而成，極大地降低了投資。

混聯(lián)混合動力船舶結(jié)合了串聯(lián)和并聯(lián)混合動力船舶構(gòu)架的特點，發(fā)動機和電動機的力矩被耦合在一起共同驅(qū)動螺旋槳，電動機所需電力由電網(wǎng)中的發(fā)電機和電池提供[25]。在早期研究中，上述類型構(gòu)架被稱為“輔助電力推進系統(tǒng)”。沈偉升等[26]介紹了一種用于滬東中華船廠的8 400 m3液化氣船上的輔助電力推進裝置。該裝置通過控制3個離合器的開、閉以實現(xiàn)柴油機推進、應急推進（純電動模式）以及輔助推進模式。類似的，柏建勇介紹了一種輔助推進系統(tǒng)（APD）的工作原理。而在Myers的設(shè)計中，電動機被安裝在和船體尾部橋接的殼體內(nèi)[23]。電動機轉(zhuǎn)子軸一端連接螺旋槳，另一端通過耦合器與發(fā)動機輸出軸固結(jié)。這種設(shè)計的優(yōu)點在于將電機置于船體外，能夠有效節(jié)約艙內(nèi)的空間。Barrett等在上述設(shè)計的基礎(chǔ)上進一步做出改進，采用2組離合器使得工作模式選擇更加靈活，交直流雙總線能夠同時滿足交流電力推進和直流大功率負載作業(yè)的需求[24]。

2 混合動力船舶能量管理

以上3種形式的混合動力船舶其驅(qū)動能量不再單一依賴發(fā)動機直接提供機械能，還可以通過外接電網(wǎng)充電，發(fā)動機組發(fā)電，驅(qū)動用發(fā)動機多余能量發(fā)電等方式為動力系統(tǒng)提供電能。這種機電耦合架構(gòu)一方面賦予了推進系統(tǒng)更大的冗余、靈活性、安全性、可操控性以及節(jié)能環(huán)保的可能性；另一方面，混合動力船舶推進系統(tǒng)，包括多個能量來源（子系統(tǒng)），各子系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合工作，才能實現(xiàn)混合動力系統(tǒng)的功能與經(jīng)濟、環(huán)保等指標，這也給混合動力船舶能量管理帶來了挑戰(zhàn)[26]。

當下針對混合動力船舶的能量管理的研究主要關(guān)注當能量系統(tǒng)出現(xiàn)故障時系統(tǒng)的恢復問題，其主要目標是確定備用能量方案快速恢復功率供應[27–29]。多種不同的方法被用于解決上述問題，Karen等將一種最優(yōu)卸載策略用于解決軍艦電力系統(tǒng)的靜態(tài)優(yōu)化問題，該策略在損傷發(fā)生前預測性地給出電力系統(tǒng)重組方案，從而使得軍艦電力系統(tǒng)在遭到破壞發(fā)生后能夠根據(jù)預測方案進行自愈[30]。文獻[31]用基于專家系統(tǒng)的自動重構(gòu)方法分析了軍艦電力系統(tǒng)受創(chuàng)后的恢復問題，專家系統(tǒng)利用失效評估系統(tǒng)得出的評價結(jié)果，結(jié)合電力系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)和拓撲信息對受損后電力系統(tǒng)中的電能進行合理分配，保證重要負載的工作[31]。多主體法（multi-agent）則常被用來解決離散的混合動力船舶能量管理問題[32]。例如Solanki等在虛擬測試平臺（VTB）上建立了船舶電力系統(tǒng)的三相PQ負載模型研究混合動力船舶動力系統(tǒng)的電力恢復問題[33–34]。與傳統(tǒng)的集中電力恢復策略不同，上述研究中采用了基于多主體法的分散控制策略對系統(tǒng)中的壞點進行隔離并重構(gòu)系統(tǒng)，從而保證電力系統(tǒng)受損后電力供應的自動快速恢復。Hou等將電池和超級電容相結(jié)合構(gòu)成多能量源電力系統(tǒng)，并針對負載波動時系統(tǒng)的能量管理問題進行研究，并提出一種綜合能量管理系統(tǒng)。研究結(jié)果表明在4級和6級海況下，相對其他3種能量管理方法，綜合能量管理系統(tǒng)能夠有效減少低頻振動，從而降低負載振動引起的能量損失和對電池的不利影響[18]。

混合動力系統(tǒng)能量管理問題需要綜合考慮各子系統(tǒng)的特點以及相關(guān)國家的法律要求，例如：電動機響應快、低速輸出扭矩大；發(fā)動機響應慢、在高負荷時效率高；某些情況下要求系統(tǒng)零排放工作。綜合來看現(xiàn)有的混合動力系統(tǒng)控制策略可分為兩類：一類是基于規(guī)則的控制策略，這種策略依靠預先制定的規(guī)則（一般為依據(jù)工程經(jīng)驗或?qū)嶒灁?shù)據(jù)確定的部件的工作特性和高效區(qū)域），通過判斷各件的工作狀態(tài)來決定動力系統(tǒng)的工作模式；另一類是基于優(yōu)化的控制方法，即根據(jù)不同的優(yōu)化目標確定能量管理策略[26,35]。

2.1 基于規(guī)則的能量管理控制策略

基于規(guī)則的控制策略又可分為基于確定規(guī)則的策略和基于模糊規(guī)則的策略。

其中基于確定規(guī)則的控制策略如：Ovrum等建立了內(nèi)燃機、發(fā)電機和鋰電池相互配合的能量系統(tǒng)模型，并考慮船舶起重機港口作業(yè)、船舶艙室用電需求這兩大能量消耗，對于起重工況，根據(jù)船舶的作業(yè)實際制定周期式的功率變化規(guī)律；對于艙室，設(shè)置恒定的電能消耗功率。然后提出了船舶基礎(chǔ)能量控制準側(cè)和高級能量控制準則，在基礎(chǔ)能量管理準則下，發(fā)電機的功率隨時間均勻分布，電池SOC保持在一個穩(wěn)定范圍；在高級能量管理準則下，電池組的輸出電流為控制對象，通過PID控制使電池電流保持在電池廠商給出的合理范圍內(nèi)。相對于該船舶原有的能量系統(tǒng)，該混合能量系統(tǒng)每年能節(jié)省11萬美元的費用，而且選用容量更小的電池也能滿足作業(yè)需求。不足是沒有考慮推進系統(tǒng)的能量消耗[37]。Ameen等提出多重方案相互配合的能量管理策略，該策略綜合考慮了基于船舶運動狀態(tài)的能量管理策略、燃料消耗量最小化能量管理策略（ECMS）、電量消耗和維持相互平衡的能量管理策略（CDCS）、基于按比例積分控制器的能量管理策略4種方法。根據(jù)這4種方法在不同電池SOC下所消耗的總能量多少來選擇最優(yōu)的能量管理策略，并且以FCS Alsterwasser燃料電池單體船為研究對象，建立了仿真模型，驗證了多重方案相互配合能量管理策略在總能量消耗量、成本等方面比其他4種策略單獨使用時更具優(yōu)越性[38]。

由于實際應用過程中往往需要面對一個多參數(shù)、非線性的時變系統(tǒng)，基于模糊規(guī)則的能量管理策略相對確定規(guī)則的能量管理策略更具優(yōu)勢。

Be?ik?i等認為評價船舶的能量管理策略好壞有多個維度，包括航行性能優(yōu)劣、環(huán)境友好度高低、經(jīng)濟效益好壞等，由于這些標準綜合考慮起來十分復雜，難以定量描述，因此提出采用基于模糊的層次分析算法，通過對20個船舶領(lǐng)域的權(quán)威專家進行問卷調(diào)查，建立了航行性能管理指標、船體和推進系統(tǒng)管理、動力保持性能、燃料管理能力、系統(tǒng)能量管理、節(jié)能意識這6大指標及其9個子指標的模糊數(shù)集和模糊評價矩陣，得出了這些指標兩兩之間的重要性關(guān)系，其中航行性能管理、動力保持性能和船體和推進系統(tǒng)管理這三大指標的重要性最高；在子指標中，速度優(yōu)化指標的重要性最高，縱傾等航行姿態(tài)指標重要性次之。分析結(jié)果為制定船舶能量管理策略提供了方向性指導[39]。Sharkh等采用模糊邏輯方法，提出模糊邏輯能量管理準則（FLC），該準則綜合考慮了電池SOC和電池端電壓，以這2個量為基礎(chǔ)計算新的控制變量BWS（battery working state），根據(jù)BWS值的變化來選擇發(fā)動機單獨供能、電池單獨供能、發(fā)動機和電池共同供能等方式。并采用仿真的方式對該能量管理策略進行驗證，結(jié)果表明，在該以BWS的值為準則的模糊能量管理策略下，發(fā)動機能保持在燃油利用效率較高的區(qū)域工作，電池也能避免過度放電的現(xiàn)象[40]。Zhu等采用模糊邏輯控制方法制定了以燃料電池、蓄電池和超級電容為動力源的混合動力船舶的能量管理策略。以蓄電池SOC、電容SOC和電機所需總功率為輸入量，蓄電池所需輸出功率和超級電容所需輸出功率為輸出量，根據(jù)船舶在加速航行、勻速巡航、低速航行等不同工況下的所需功率，參考蓄電池SOC、電容SOC，制定動力系統(tǒng)的能量分配準則。為了驗證該能量管理準則的有效性，以阿爾斯特河旅游公司建造的FCS Alsterwasser燃料電池單體船的典型工況為特定對象，進行仿真研究，結(jié)果顯示，這種模糊邏輯能像管理策略能夠有效改善船舶的操縱效率和混合動力系統(tǒng)的性能，并且讓電容和電池的SOC保持在合理范圍[41]。Moghbeli等提出一種新的模糊能量管理策略，設(shè)計了2個模糊控制器來控制電池SOC和發(fā)動機輸出力矩，該控制器能優(yōu)化能量流向，提升發(fā)動機的性能，使得發(fā)動機工作在高效區(qū)，以此來降低排放量。在實際的行駛工況下，發(fā)動機的輸出力矩在模糊控制器指引下不斷追蹤最優(yōu)點，最終落在最優(yōu)點上方，多余的力矩為電池組充電，因此發(fā)動機在高效區(qū)工作，燃油經(jīng)濟性也得到改善。相比于動力規(guī)劃控制方法，這種模糊算法可以提高1.6%的電池SOC并且降低排放，在加速性能控制上也更加突出[42]。

2.2 基于優(yōu)化的能量管理控制策略

基于優(yōu)化的控制策略則可以分為全局優(yōu)化策略和實時優(yōu)化策略。

其中全局優(yōu)化策略指針對一個確定工況在線下尋找的最優(yōu)控制策略[43]。如：Mehdi等采用帶約束條件的粒子群優(yōu)化算法（PSO），將船舶加速情況下的功率需求作為約束條件，設(shè)計了混合動力系統(tǒng)中內(nèi)燃機、發(fā)電機、電機和電池組的最優(yōu)輸出功率組合。在船舶能量管理方面，將模糊粒子群優(yōu)化算法與恒溫控制策略結(jié)合，將電池組SOC和船舶所需功率作為輸入量，內(nèi)燃機所需功率作為輸出量，制定能量管理準則。模糊算法的計算值小于0.4，內(nèi)燃機關(guān)閉，大于1.4時，內(nèi)燃機工作在高效區(qū)并給電池充電，位于0.4～1.4時，電池電量保持在合理范圍內(nèi)。仿真結(jié)果顯示，在該最優(yōu)輸出功率組合與能量管理準則下，混合動力船舶能減少40%的能源消耗，并且不影響正常航行[44]。

全局優(yōu)化控制策略由于較長的計算時間難以直接應用于實際系統(tǒng)中，故相對而言實時優(yōu)化控制具有更大的實用價值。

例如：Zahedi等研究發(fā)現(xiàn)為了提高混合動力系統(tǒng)的效率，必須根據(jù)船舶航行平均需求功率和功率變化特性去制定發(fā)電機組的工作準則，使其工作在最優(yōu)工作狀態(tài)。提出實時數(shù)值優(yōu)化策略來確定發(fā)電機組的最優(yōu)工作狀態(tài)，該策略規(guī)定當混合動力系統(tǒng)在最小燃油消耗率（SFC）點工作時，發(fā)電機組選擇恒定的輸出工況，在其他情況下，根據(jù)平均需求功率、功率變化特性等指標大小，選擇在充電或者放電工況下工作。為了驗證策略的有效性，對某艘近海補給船（OSV）的典型工況進行仿真計算，由仿真結(jié)果可知，沒有能量存儲模塊的直流混合動力系統(tǒng)比傳統(tǒng)的交流混合動力系統(tǒng)能節(jié)省15%的燃料消耗，更進一步，在采用實時優(yōu)化策略的條件下，擁有能量存儲模塊的直流混合動力系統(tǒng)比沒有該模塊的直流系統(tǒng)節(jié)省約7%的燃料消耗。由仿真計算結(jié)果可知，沒有能量存儲模塊的直流混合動力系統(tǒng)比傳統(tǒng)的交流混合動力系統(tǒng)能節(jié)省15%的燃料消耗，更進一步，在采用優(yōu)化策略的條件下，擁有能量存儲模塊的直流混合動力系統(tǒng)比沒有該模塊的直流系統(tǒng)節(jié)省約7%的燃料消耗[45]。Haseltalab等提出一種新的模型預測控制方法（MPC），將混合動力船舶的運動控制和能量管理相互聯(lián)系。這種基于非線性魯棒理論的模型預測控制方法，能夠在外部環(huán)境擾動和內(nèi)部工作狀態(tài)不確定性兩大干擾下，實現(xiàn)對船舶航速的控制，并估算需求功率，更進一步，通過實現(xiàn)混合動力系統(tǒng)在不同動力源之間的切換來保證船舶工作在最優(yōu)狀態(tài)。在該控制策略下，混合動力系統(tǒng)能夠良好應對航速的突變，并且為船舶提供所需的動力[46]。Park等提出基于積分擾動分析和順序二次規(guī)劃的模型預測控制能量管理策略，建立了混合動力船舶的實時仿真模型，并且和物理實驗結(jié)果進行比較，結(jié)果表明兩者之間定性相關(guān)。在船舶的3個典型工況下，該能量管理策略可以有效控制動力系統(tǒng)達到功率需求，還能通過調(diào)節(jié)發(fā)動機的功率曲線的斜率、推進系統(tǒng)的跟蹤誤差等參數(shù)的權(quán)重使得動力系統(tǒng)在不同工況下工作在高效區(qū)，使得航行成本最小化，證明該策略下參數(shù)可調(diào)整性強，具有較強的性能靈敏度。Thanh等研究了在已知和未知外部載荷條件下，船舶的能量管理優(yōu)化問題。已知載荷由船舶的設(shè)計參數(shù)和港口作業(yè)工況決定，未知載荷通過創(chuàng)新性的預測算法估計。綜合考慮燃料消耗量、電池電量的改變量等變量的影響提出非線性能量管理優(yōu)化算法，該算法與傳統(tǒng)汽車領(lǐng)域所采用的能量管理優(yōu)化算法有顯著區(qū)別，因其能夠規(guī)劃發(fā)動機啟動和停止的時間點。仿真結(jié)果顯示，對于已知載荷工況，本文提出的優(yōu)化算法相比于傳統(tǒng)基于規(guī)則的優(yōu)化算法可減少9.31%的能源消耗，對于未知工況，本文提出的預測優(yōu)化算法能減少8.90%的能源消耗[47]。Stone等提出了一種基于模型預測控制（MPC）的能量管理策略，能夠?qū)崿F(xiàn)船舶各動力源之間和輸出載荷之間的協(xié)調(diào)控制，并且能夠減小發(fā)電機所需的輸出功率。為驗證該策略的有效性，以某典型主尺度船舶的電力系統(tǒng)為例，對其進行仿真計算，結(jié)果表明該能量管理策略可以在脈沖載荷情況下，使動力系統(tǒng)的輸出保持穩(wěn)定，減少主機輸出功率的高頻率波動，縮小船舶動力系統(tǒng)提供的推進功率與參考值的偏離?？傮w上，這種基于模型預測控制的能量管理策略可以協(xié)調(diào)船舶不同動力源和載荷，有效降低船舶的航行成本[48]。Peng等根據(jù)燃料電池船混合動力系統(tǒng)采用燃料電池作為主電源，蓄電池作為能量儲存單元的特點，為了最小化燃料電池的氫氣消耗，針對燃料電池混合動力船提出了基于最小燃料消耗優(yōu)化控制算法的燃料消耗優(yōu)化能量管理策略，為保證蓄電池工作在優(yōu)化范圍內(nèi)，引入蓄電池的充電保持策略，以Alsterwasser的燃料電池混合動力系統(tǒng)作為仿真對象，確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和主要參數(shù)，建立了系統(tǒng)的數(shù)學模型，根據(jù)典型的船舶行駛工況對所給出的優(yōu)化能量管理策略進行了仿真驗證，最后和功率跟蹤能量管理策略仿真的結(jié)果進行對比和分析，結(jié)果表明，所提出的優(yōu)化理論能提高燃料經(jīng)濟性，同時使蓄電池 SOC保持在合理范圍內(nèi)[49]。

3 問題與展望

混合動力推進系統(tǒng)為船舶提供了靈活的操控能力、較高的安全性和冗余，提高了船舶的燃油經(jīng)濟性，降低了污染物排放和能源消耗，是未來船舶的發(fā)展方向[50]。但混合動力船舶相對傳統(tǒng)船舶來說設(shè)計建造更加復雜，對于初始投資和維護提出更高的要求。因此并非所有種類的船舶都適合采用混合動力推進系統(tǒng)。綜合考慮經(jīng)濟效益和環(huán)境效益，混合動力推進系統(tǒng)適用于工況多變、有大電力負載、需要動力定位以及對排放和噪聲有嚴格要求的船舶?；旌蟿恿Υ靶枰訌碗s的控制系統(tǒng)，目前對于這方面的研究多集中在能量管理領(lǐng)域，對于模式切換的研究較為缺乏。而模式切換過程的沖擊問題對于提高船舶操控品質(zhì)和使用壽命、降低燃油消耗和部件磨損具有重要意義。

電機推進模式具有調(diào)速范圍廣、排放少、布局靈活、操作性好、振動噪聲小且便于自動化控制等優(yōu)點。近年來電機技術(shù)、電能存儲技術(shù)、電力電子轉(zhuǎn)換器技術(shù)飛速進步，電機推進模式的功率密度逐漸提高，同時船上用電設(shè)備功率不斷增大，混合動力推進中電機推進模式所占比例和混合動力船舶的電氣化、智能化程度將呈上升趨勢[12,51]。隨著海上作戰(zhàn)和海洋開發(fā)走向深藍，為滿足遠洋作戰(zhàn)、作業(yè)的需求，軍用或工程用混合動力船舶動力系統(tǒng)必然向著大型化方向發(fā)展，強自持力和長續(xù)航成為重要的評價指標。對于一些工程船舶而言，高精度定點作業(yè)也對混合動力系統(tǒng)的動力定位精度提出更高的要求。另一方面，由于電機電池價格的逐年下降，以及混合動力船舶可以由傳統(tǒng)船舶改造而來這一特點，混合動力推進系統(tǒng)的應用成本日趨降低?；旌蟿恿ν七M的應用平臺將不再局限于軍船和工程船領(lǐng)域?；旌蟿恿Υ鞍察o、清潔的特點能為乘客提供良好的搭乘體驗，這促使越來越多的游船、渡船等民用船舶開始采用混合動力技術(shù)[6,14–15]。

4 結(jié) 語

混合動力推進系統(tǒng)能夠提高船舶的操縱靈活性、增加冗余和安全性、減少燃油消耗和污染物排放，在日趨嚴格的排放標準要求下具有良好的應用前景。本文分析了混合動力船舶動力裝置的構(gòu)架和工作模式，介紹了目前混合動力船舶能量管理的研究現(xiàn)狀。提出混合動力船舶電氣化、智能化、大型化和具備高精度動力定位能力的發(fā)展方向。同時指出民用混合動力船舶也是一個發(fā)展方向。

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