圖為杭齒開發(fā)的首款機電一體化船用混合動力齒輪箱成套系統(tǒng)，左邊為增強型船用齒輪箱，右邊為高效永磁電機

　　增強型船用齒輪箱與高效電機組合，三種節(jié)能工作模式

　　該款混合動力齒輪箱系統(tǒng)由PTO增強型齒輪箱、PTI/PTO高效電機及混動控制柜組成，有動力輸出(Power Take-off,PTO，即“軸帶發(fā)電模式”)、動力輸入(Power Take-in,PTI，即“混合動力模式”)、動力返回(Power Take-home,PTH，即“純電推模式”)這三種工作模式可根據(jù)船舶運行實際情況進行自由切換。

　　動力輸出(軸帶發(fā)電)模式為基本工作模式，在這種工作模式下，船舶主機通過機電一體化齒輪箱驅動集成的電機，電機工作于發(fā)電模式。當船舶“下水航行”時，主機的剩余功率大，可以使用這種轉矩控制型軸帶發(fā)電機使主機從怠速至額定轉速范圍內都能實現(xiàn)發(fā)電供電。此時，也可電池組充電，待系統(tǒng)工作在混合動力模式下，蓄電池可放電提供能量，實現(xiàn)節(jié)能的目的。動力輸入模式，軸帶發(fā)電機由船舶電網(wǎng)獲取動力用于船舶推進。這種模式可以根據(jù)船舶對于航速的需求，通過合理選擇主機與軸發(fā)的功率分配，有效提高船舶的機動性能。電力驅動解決方案可以額外提供船舶10%～15%(可根據(jù)用戶要求配置)的發(fā)動機功率，適用于船舶負荷高峰值的運行工況。通過這種額外的PTI接口，實現(xiàn)船舶“零”排放。動力返回模式下，由推進電機單獨驅動螺旋槳，類似于電力推進系統(tǒng)。該模式除在主機故障情況下“帶你回家”，也可在主機正常而為達到節(jié)能目的時使用該模式。例如，內河船舶處于“下水航行”航段水流較大，船舶僅需很小動力即可正常航行，該模式可以避免主機在低效區(qū)間運行，從而提升船舶經(jīng)濟性。

　　“高效、智能、可靠”，或將“引領傳動新未來”

　　杭齒一位資深技術專家認為，機電一體化混合動力齒輪箱系統(tǒng)是一種高效、智能、可靠的傳動解決新方案，或將引領國內船舶傳動領域未來發(fā)展新潮流。

　　運營船舶傳統(tǒng)的“主機+普通齒輪箱”“皮帶輪軸發(fā)+主機+普通齒輪箱”動力系統(tǒng)模式雖然具有技術成熟，簡單可靠，便于維護等優(yōu)點，但在船舶實際運行過程中存在主機功率余量大(主要應對汛期上水)，主機負載率低，主機油耗高且無法調節(jié)等諸多不足。據(jù)統(tǒng)計，采用傳統(tǒng)的動力系統(tǒng)模式，船舶上水時主機負載率僅為20%～30%，船舶下水時主機負載率則還要比上水時低10%～15%。

　　機電一體化混合動力齒輪箱成套系統(tǒng)，借鑒成熟的車載油電混合動力系統(tǒng)設計理念，把單位能量密度大的高效永磁電機引入船舶配套領域，通過一些專利技術與增強型船用齒輪箱有機結合為一個整體，整體船檢認證，整個系統(tǒng)非常可靠。通過混合動力齒輪箱系統(tǒng)與發(fā)電機組、電池組的不同組合，可以提供“主機+機電一體化混合動力齒輪箱+發(fā)電機組”“主機+機電一體化混合動力齒輪箱+發(fā)電機組+電池組”新型船舶動力技術路線，把運行船舶的主機的能效發(fā)揮到最高水平，從而實現(xiàn)主機最佳的油耗，最佳的能效。該專家說，如果采用我們現(xiàn)有的機電一體化混合動力齒輪箱新型動力技術路線對現(xiàn)有的運營船舶進行動力系統(tǒng)改造，則改造后的每條船每個航次燃油預計可節(jié)省15%～30%。此外，機電一體化混合動力齒輪箱系統(tǒng)配有多種傳感器來監(jiān)測齒輪箱和混合動力系統(tǒng)的工作狀態(tài)及設備健康狀況，EMS自動管理電能，PMS自動管理功率的分配。采用5G基站技術，實現(xiàn)一體化齒輪箱的遠程監(jiān)控，在手機和電腦端等多個遠程平臺都可以流暢監(jiān)控。

　　船舶動力系統(tǒng)是否可靠，是否節(jié)油，是廣大船東關注的焦點。隨著船舶不斷向智能化發(fā)展，動力系統(tǒng)是否也能智能化，也是廣大船東未來必將關注的另一個焦點。“高效、智能、可靠，機電一體化的混合動力齒輪箱動力成套系統(tǒng)或將引領船用傳動領域的新未來。”該專家說。