CN114722489A - 船舶动力系统选型方法、装置及存储介质 - Google Patents

船舶动力系统选型方法、装置及存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN114722489A
CN114722489A CN202210259409.XA CN202210259409A CN114722489A CN 114722489 A CN114722489 A CN 114722489A CN 202210259409 A CN202210259409 A CN 202210259409A CN 114722489 A CN114722489 A CN 114722489A
Authority
CN
China
Prior art keywords
engine
power
simulation
determining
target
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210259409.XA
Other languages
English (en)
Inventor
张尊华
米肖雄
李格升
陈迪松
阮智邦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University of Technology WUT
Original Assignee
Wuhan University of Technology WUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University of Technology WUT filed Critical Wuhan University of Technology WUT
Priority to CN202210259409.XA priority Critical patent/CN114722489A/zh
Publication of CN114722489A publication Critical patent/CN114722489A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10Geometric CAD
    • G06F30/15Vehicle, aircraft or watercraft design
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20Design optimisation, verification or simulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明公开一种船舶动力系统选型方法、装置及存储介质,涉及船舶设计技术领域。本申请通过发动机MAP图和电机MAP图进行仿真,结合目标优化权重得到不同目标混动比下的适应度,然后在指定的目标混动比下以储能系统容量为优化变量再次进行仿真,结合目标优化权重得到不同储能系统容量下的适应度,再基于不同目标混动比下的适应度和不同储能系统容量下的适应度确定选型结果。本申请能够为设计者提供有效的船舶选型指导,从而优化船舶动力系统。

Description

船舶动力系统选型方法、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及船舶设计技术领域,尤其涉及一种船舶动力系统选型方法、装置及存储介质。
背景技术
燃料发动机与电动机共同组成船舶动力总成,船舶混合动力系统的实质是通过对燃料发动机和电动机动力的适时调节,完成驱动船舶的目的。电动机的低速特性较好,将电动机与燃料发动机结合,可以改善燃料发动机低速动能性差和废气排放等问题。船舶混合动力系统的出现能够改善目前纯电动驱动系统存在的技术性问题,也是在目前燃料电池技术尚未成熟之际较好的方案。混合动力船舶的动力系统选择影响这船舶驱动、能耗等各项性能,目前缺少一种混合动力系统选型方法来为设计者提供有效的选型指导,以优化船舶动力系统。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种船舶动力系统选型方法、装置及存储介质,能够为设计者提供有效的船舶选型指导,优化船舶动力系统。
一方面,本发明实施例提供了一种船舶动力系统选型方法,包括以下步骤:
获取发动机MAP图、电机MAP图、仿真运行策略、混动比集合、航行工况和优化目标权重,其中,所述混动比集合包括目标混动比,所述仿真运行策略用于表征船舶的功率需求与动力系统工作模式的映射关系;
根据所述航行工况、所述仿真运行策略、所述发动机MAP图和所述电机MAP图对船舶动力系统进行仿真得到多个仿真混动比下的第一仿真结果;
确定所述混动比集合中的目标混动比均与仿真后得到的至少一个所述仿真混动比中匹配,并确定所述目标混动比的第二仿真结果;
根据多个所述第二仿真结果和所述优化目标权重确定多个所述目标混动比下的适应度;
基于多个所述目标混动比的适应度优化所述仿真运行策略;
基于指定的所述目标混动比,根据所述航行工况、所述仿真运行策略、所述发动机MAP图和所述电机MAP图对船舶动力系统进行仿真得到多个储能系统容量下的第三仿真结果;
根据多个所述第三仿真结果和所述优化目标权重确定多个所述储能系统容量下的适应度;
基于多个所述目标混动比下的适应度和多个所述储能系统容量下的适应度确定选型结果。
根据本发明一些实施例,所述混动比集合通过以下步骤获得:
获取预设的混动比区间和混动比优化精度;
根据所述混动比优化精度在所述混动比区间中取值,得到多个所述目标混动比。
根据本发明一些实施例,所述仿真运行策略包括:
当发动机热效率低于热效率预设值且系统功率需求小于功率预设值,采用纯电力推进模式;
当发动机热效率低于热效率预设值且系统功率需求大于功率预设值,采用混合动力推进模式;
当发动机热效率大于热效率预设值,采用发动机推进模式。
根据本发明一些实施例,所述根据所述航行工况、所述仿真运行策略、所述发动机MAP图和所述电机MAP图对船舶动力系统进行仿真得到多个仿真混动比下的第一仿真结果包括以下步骤:
根据所述航行工况确定当前时间步长的系统需求功率;
根据所述系统需求功率通过所述仿真运行策略确定船舶动力系统的当前时间步长的工作模式;
根据所述工作模式、所述发动机MAP图和所述电机MAP图对船舶动力系统进行仿真得到多个仿真混动比下的第一仿真结果。
根据本发明一些实施例,所述根据所述工作模式、所述发动机MAP图和所述电机MAP图对船舶动力系统进行仿真得到多个仿真混动比下的第一仿真结果包括以下步骤:
当所述工作模式为纯电力推进模式,根据所述电机MAP图确定满足当前所述系统需求功率的最佳电机效率,并根据最佳电机效率对应的电机工况进行当前时间步长的仿真;
当所述工作模式为发动机推进模式,确定上一时间步长是否为发动机推进模式;当上一时间步长不是发动机推进模式,则将发动机转速设置为怠速并根据所述电机MAP图确定当前最佳发动机热效率的发动机功率,所述发动机功率不能满足所述系统需求功率的部分由电机功率补足,直到所述发动机功率满足所述系统需求功率进行当前时间步长的仿真;当上一时间步长为发动机推进模式,则确定在上一时间步长的第一转速可变区间,确定所述第一转速可变区间中的最佳发动机热效率的发动机功率,所述发动机功率不能满足所述系统需求功率的部分由电机功率补足,直到所述发动机功率满足所述系统需求功率进行当前时间步长的仿真;
当所述工作模式为混合动力模式,确定发动机当前的第二转速可变区间,确定所述第二转速可变区间中的最佳发动机热效率的发动机功率,所述发动机功率不能满足所述系统需求功率的部分由电机功率补足进行当前时间步长的仿真。
根据本发明一些实施例,所述根据多个所述第二仿真结果和所述优化目标权重确定多个所述目标混动比下的适应度包括以下步骤:
将多个所述优化目标权重进行归一化处理;
根据归一化处理后的多个所述优化目标权重确定适应度函数;
根据所述适应度函数和多个所述第二仿真结果确定多个所述目标混动比下的适应度。
根据本发明一些实施例,基于多个所述目标混动比下的适应度和多个所述储能系统容量下的适应度确定选型结果包括以下步骤:
选择适应度大于预设适应度下的目标混动比和储能系统容量作为所述选型结果。
根据本发明一些实施例,所述船舶动力系统选型方法还包括以下步骤:
根据多个所述第二仿真结果确定不同适应度下的排放曲线、能耗曲线和经济性曲线;
根据所述排放曲线、所述能耗曲线和所述经济性曲线修正所述选型结果。
另一方面,本发明实施例还提供一种船舶动力系统选型方法装置,包括:
至少一个处理器;
至少一个存储器,用于存储至少一个程序;
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行,使得至少一个所述处理器实现如前面所述的船舶动力系统选型方法。
另一方面,本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于使计算机执行如前面所述的船舶动力系统选型方法。
本发明上述的技术方案至少具有如下优点或有益效果之一:本申请通过发动机MAP图和电机MAP图进行仿真,结合目标优化权重得到不同目标混动比下的适应度,然后在指定的目标混动比下以储能系统容量为优化变量再次进行仿真,结合目标优化权重得到不同储能系统容量下的适应度,再基于不同目标混动比下的适应度和不同储能系统容量下的适应度确定选型结果。本申请能够为设计者提供有效的船舶选型指导,从而优化船舶动力系统。
附图说明
图1是本发明实施例提供的船舶动力系统选型方法流程图;
图2是本发明实施例提供的船舶动力系统选型装置示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或者类似的标号表示相同或者类似的原件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下、左、右等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或者暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
本发明的描述中,如果有描述到第一、第二等只是用于区分技术特征为目的,而不能理解为指示或者暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明实施例提供了一种船舶动力系统选型方法,参照图1,本发明实施例的船舶动力系统选型方法包括但不限于步骤S110、步骤S120、步骤S130、步骤S140、步骤S150、步骤S160、步骤S170和步骤S180。
步骤S110,获取发动机MAP图、电机MAP图、仿真运行策略、混动比集合、航行工况和优化目标权重,其中,混动比集合包括目标混动比,仿真运行策略用于表征船舶的功率需求与动力系统工作模式的映射关系;
步骤S120,根据航行工况、仿真运行策略、发动机MAP图和电机MAP图对船舶动力系统进行仿真得到多个仿真混动比下的第一仿真结果;
步骤S130,确定混动比集合中的目标混动比均与仿真后得到的至少一个仿真混动比中匹配,并确定目标混动比的第二仿真结果;
步骤S140,根据多个第二仿真结果和优化目标权重确定多个目标混动比下的适应度;
步骤S150,基于多个目标混动比的适应度优化仿真运行策略;
步骤S160,基于指定的目标混动比,根据航行工况、仿真运行策略、发动机MAP图和电机MAP图对船舶动力系统进行仿真得到多个储能系统容量下的第三仿真结果;
步骤S170,根据多个第三仿真结果和优化目标权重确定多个储能系统容量下的适应度;
步骤S180,基于多个目标混动比下的适应度和多个储能系统容量下的适应度确定选型结果。
在本实施例中,用户可以输入用于仿真的相关数据,输入的数据可以包括但不限于选定的发动机MAP图、选定的电机的万有特性图、储能系统MAP图、用于表征系统需求功率与时间关系的航行工况、目标发动机转速与扭矩区间、目标电机转速与扭矩区间、混动比区间、预期系统装机总功率、优化目标权重、混动比优化精度、时间步长、发动机转速最大加速度、传动系统传动效率、仿真运行策略、能耗折算系数、经济系数、船舶混合动力系统结构、目标航道数据和期望优化参数等,期望优化参数可以为储能系统容量、装机总功率和混动比等。
其中,发动机MAP图用于表征发动机的扭矩、转速与油耗、热效率、尾气排放量等参数之间的对应关系;电机MAP图用于表征电机的扭矩、转速与电压、电流、电功率等参数之间的对应关系,储能系统MAP图用于表征当前储能系统电压充电与放电状态与储能系统当前核电状态的对应关系。
仿真运行策略指在仿真过程中,决策电机和发动机的协同运作,可以是一种基本的规则型能量管理策略,必要时可以选用其他的能量管理策略以提高系统仿真精确性。仿真运行策略基于发动机MAP图的热效率,划定系统需求功率与转速时,船舶混合动力系统所处的工作模式,该仿真运行策略不考虑储能系统容量。混动比用于表征发动机与电机的功率配比。
目标优化权重用于表征用户的优化目标的重要程度,例如,优化目标可以包括油耗、电耗、热效率、废气排放量,对应权重可以为7、7、4、8。适应度通过适应函数计算,用于表征当前仿真的船舶状态与目标状态的差异。
在获取相关数据后,可以检测用户是否输入了目标发动机转速与扭矩区间或者目标电机转速与扭矩区间,如果用户输入了目标发动机转速与扭矩区间,则可以根据目标发动机转速与扭矩区间对发动机MAP图进行缩放,反之不对发动机MAP图进行缩放操作,如果用户输入了目标电机转速与扭矩区间,则可以根据目标电机转速与扭矩区间对电机MAP图进行缩放,反之不对电机MAP图进行缩放操作。然后可以检测用户是否输入了混动比区间和优化精度,如果输入混动比区间,则以输入的混动比区间为混动比仿真优化范围并根据优化精度确定一系列目标混动比,如果没有输入混动比区间,则以系统设定的默认混动区间为混动比仿真优化范围。
在对数据的相关数据检测完成之后,则开始进行船舶动力系统的仿真。具体为根据航行工况确定系统需求功率、扭矩和转速等参数,根据上述参数通过仿真运行策略确定仿真过程中下一个时间步长的工作模式,根据对应的工作模式和目标航道数据在每一个时间步长进行仿真,并基于发动机MAP图和电机MAP图得到每一个时间步长的仿真混动比下的第一仿真结果,其中,第一仿真结果可以包括排放量、油耗、效率、电耗等优化目标的数据。
在得到多个仿真混动比下的第一仿真结果之后,确定混动比集合中的每一个目标混动比均能与多个仿真混动比的至少一个匹配,即确定每一个目标混动比均进行仿真计算,将与目标混动比匹配的仿真混动比对应的第一仿真结果作为目标混动比的第二仿真结果。然后根据多个第二仿真结果和优化目标权重确定多个目标混动比下的适应度,基于多个目标混动比的适应度优化仿真运行策略,优化后的仿真运行策略考虑储能系统容量以及储能系统运行策略,例如储能系统运行策略可以为SOC<20%时进入发电模式,不进行电机推进;SOC>80%不进行充电模式。然后基于指定的目标混动比,以储能系统容量为优化变量再次进行仿真得到多个储能系统容量下的第三仿真结果,根据多个第三仿真结果和优化目标权重确定多个储能系统容量下的适应度,最后基于不同目标混动比下的适应度和不同储能系统容量下的适应度确定选型结果。
在本实施例中,仿真过程中得到的第一仿真结果是对混动比进行初步筛选,能够加速挖掘最优混动比,通过匹配第一仿真结果得到第二仿真结果能够得到较优的混动比,第三仿真结果是在混动比选好的前提下,结合储能系统容量得到的仿真结果,能够使选型结果加入储能系统容量作为参考。
同样地,第三仿真结果可以包括排放量、油耗、效率、电耗等优化目标的数据。
根据本发明一些具体实施例,混动比集合通过以下步骤获得:
步骤S210,获取预设的混动比区间和混动比优化精度;
步骤S220,根据混动比优化精度在混动比区间中取值,得到多个目标混动比。
示例性地,用户输入的混动比区间为[0.1,0.3],优化精度0.05,则混动比集合为{0.10,0.15,0.20,0.25,0.30}。
根据本发明一些具体实施例,仿真运行策略包括:
当发动机热效率低于热效率预设值且系统功率需求小于功率预设值,采用纯电力推进模式;
当发动机热效率低于热效率预设值且系统功率需求大于功率预设值,采用混合动力推进模式;
当发动机热效率大于热效率预设值,采用发动机推进模式。
根据本发明一些具体实施例,步骤S120包括但不限于以下步骤:
步骤S310,根据航行工况确定当前时间步长的系统需求功率;
步骤S320,根据系统需求功率通过仿真运行策略确定船舶动力系统的当前时间步长的工作模式;
步骤S330,根据工作模式、发动机MAP图和电机MAP图对船舶动力系统进行仿真得到多个仿真混动比下的第一仿真结果。
在本实施例中,根据航行工况确定系统需求功率、扭矩和转速等参数,根据上述参数通过仿真运行策略确定仿真过程中下一个时间步长的工作模式,根据对应的工作模式和目标航道数据在每一个时间步长进行仿真,并基于发动机MAP图和电机MAP图得到每一个时间步长的仿真混动比下的第一仿真结果,其中,第一仿真结果包括排放量、油耗、效率、电耗等优化目标的数据。
根据本发明一些具体实施例,步骤S330包括但不限于以下步骤:
步骤S410,当工作模式为纯电力推进模式,根据电机MAP图确定满足当前系统需求功率的最佳电机效率,并根据最佳电机效率对应的电机工况进行当前时间步长的仿真;
步骤S420,当工作模式为发动机推进模式,确定上一时间步长是否为发动机推进模式;
当上一时间步长不是发动机推进模式,则将发动机转速设置为怠速并根据电机MAP图确定当前最佳发动机热效率的发动机功率,发动机功率不能满足系统需求功率的部分由电机功率补足,直到发动机功率满足系统需求功率进行当前时间步长的仿真;
当上一时间步长为发动机推进模式,则确定在上一时间步长的第一转速可变区间,确定第一转速可变区间中的最佳发动机热效率的发动机功率,发动机功率不能满足系统需求功率的部分由电机功率补足,直到发动机功率满足系统需求功率进行当前时间步长的仿真;
步骤S430,当工作模式为混合动力模式,确定发动机当前的第二转速可变区间,确定第二转速可变区间中的最佳发动机热效率的发动机功率,发动机功率不能满足系统需求功率的部分由电机功率补足进行当前时间步长的仿真。
在本实施例中,可以设定初始发动机转速与电机转速均为0,输出功率均为0,根据航行工况确定下一时间步长的系统功率需求,然后通过仿真运行策略确定船舶动力系统当前的工作模式。当工作模式为纯电力推进,自动搜索当前电机效率最佳的满足功率需求的电机工况作为系统工况进行仿真,其中,电机工况可以默认电机加速度无穷大,用户可以设置电机加速度区间进行限制。当为发动机推进模式时,若上一时间步长不是发动机推进模式,则自动设置发动机转速为怠速,计算此时最佳发动热效率时的发动机功率,不足系统需求功率的部分由电机补齐,若上一步长为发动机推进模式,则建立在上一时间步长的第一转速变化区间,并计算第一转速区间中最佳发动热效率时的发动机功率,不足系统需求功率的部分由电机补齐,直到发动机能够单独满足推进的系统需求功率为止。若为混合动力模式,则先计算发动机在当前的第二转速可变范围的最佳发动机热效率的发动机功率,不足系统需求功率的部分由电机补齐。在每一个时间步长中循环以上内容,完成仿真过程。
根据本发明一些具体实施例,步骤S140包括但不限于以下步骤:
步骤S510,将多个优化目标权重进行归一化处理;
步骤S520,根据归一化处理后的多个优化目标权重确定适应度函数;
步骤S530,根据适应度函数和多个第二仿真结果确定多个目标混动比下适应度。
在本实施例中,将多个优化目标权重进行归一化处理后使得所有优化目标权重之和为1,然后根据归一化处理后的多个优化目标权重构建适应度函数,将第二仿真结果中的优化目标的数值代入适应度函数中,得到对应的目标混动比的适应度,从而得到不同目标混动比下适应度。
根据本发明一些具体实施例,步骤S180包括但不限于以下步骤:
步骤S610,选择适应度大于预设适应度下的目标混动比和储能系统容量作为选型结果。
在本实施例中,可以输出适应度最大时的混动比、储能系统容量以及系统装机功率等作为初步选型结果。
根据本发明一些实施例,本发明实施例的船舶动力系统选型方法还包括以下步骤:
步骤S710,根据多个第二仿真结果确定不同适应度下的排放曲线、能耗曲线和经济性曲线;
步骤S720,根据排放曲线、能耗曲线和经济性曲线修正选型结果。
在本实施例中,还可以显示不同目标混动比下的适应度,指定目标混动比下的不同储能系统容量的适应度不同适应度下的排放曲线、能耗曲线与经济性曲线供用户参考,以获取用户的修正值来修正初步的选型结果。
在本发明实施例中,结合船舶动力系统的功率需求进行发动机与电机配比功率寻优,寻优过程包括系统在总功率寻优、混动比梯度寻优以及指定工况下电机与发动机综合能耗与排放评估,然后基于选定的目标混动比计算各模型适应度,最终得到系统额定功率、系统混动比、系统综合能耗及排放、系统电功率变化等数据,然后估算储能系统容量变化区间,通过仿真后的储能系统容量与适应度关系曲线估算最终储能系统容量,同时输出其他相关数据,为船舶混合动力系统选型提供一定指导。
参照图2,图2是本发明一个实施例提供的船舶动力系统选型装置的示意图。本发明实施例的船舶动力系统选型装置包括一个或多个控制处理器和存储器,图2中以一个控制处理器及一个存储器为例。
控制处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接,图2中以通过总线连接为例。
存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质,可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外,存储器可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非暂态存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中,存储器可选包括相对于控制处理器远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至该船舶动力系统选型装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
本领域技术人员可以理解,图2中示出的装置结构并不构成对船舶动力系统选型装置的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。
实现上述实施例中应用于船舶动力系统选型装置的船舶动力系统选型方法所需的非暂态软件程序以及指令存储在存储器中,当被控制处理器执行时,执行上述实施例中应用船舶动力系统选型装置的船舶动力系统选型方法。
此外,本发明的一个实施例还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,该计算机可执行指令被一个或多个控制处理器执行,可使得上述一个或多个控制处理器执行上述方法实施例中的船舶动力系统选型方法。
本领域普通技术人员可以理解,上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器,如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件,或者被实施为硬件,或者被实施为集成电路,如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上,计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的,术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外,本领域普通技术人员公知的是,通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据,并且可包括任何信息递送介质。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明,但是本发明不限于上述实施例,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种船舶动力系统选型方法,其特征在于,包括以下步骤:
获取发动机MAP图、电机MAP图、仿真运行策略、混动比集合、航行工况和优化目标权重,其中,所述混动比集合包括目标混动比,所述仿真运行策略用于表征船舶的功率需求与动力系统工作模式的映射关系;
根据所述航行工况、所述仿真运行策略、所述发动机MAP图和所述电机MAP图对船舶动力系统进行仿真得到多个仿真混动比下的第一仿真结果;
确定所述混动比集合中的目标混动比均与仿真后得到的至少一个所述仿真混动比中匹配,并确定所述目标混动比的第二仿真结果;
根据多个所述第二仿真结果和所述优化目标权重确定多个所述目标混动比下的适应度;
基于多个所述目标混动比的适应度优化所述仿真运行策略;
基于指定的所述目标混动比,根据所述航行工况、所述仿真运行策略、所述发动机MAP图和所述电机MAP图对船舶动力系统进行仿真得到多个储能系统容量下的第三仿真结果;
根据多个所述第三仿真结果和所述优化目标权重确定多个所述储能系统容量下的适应度;
基于多个所述目标混动比下的适应度和多个所述储能系统容量下的适应度确定选型结果。
2.根据权利要求1所述的船舶动力系统选型方法,其特征在于,所述混动比集合通过以下步骤获得:
获取预设的混动比区间和混动比优化精度;
根据所述混动比优化精度在所述混动比区间中取值,得到多个所述目标混动比。
3.根据权利要求1所述的船舶动力系统选型方法,其特征在于,所述仿真运行策略包括:
当发动机热效率低于热效率预设值且系统功率需求小于功率预设值,采用纯电力推进模式;
当发动机热效率低于热效率预设值且系统功率需求大于功率预设值,采用混合动力推进模式;
当发动机热效率大于热效率预设值,采用发动机推进模式。
4.根据权利要求3所述的船舶动力系统选型方法,其特征在于,所述根据所述航行工况、所述仿真运行策略、所述发动机MAP图和所述电机MAP图对船舶动力系统进行仿真得到多个仿真混动比下的第一仿真结果包括以下步骤:
根据所述航行工况确定当前时间步长的系统需求功率;
根据所述系统需求功率通过所述仿真运行策略确定船舶动力系统的当前时间步长的工作模式;
根据所述工作模式、所述发动机MAP图和所述电机MAP图对船舶动力系统进行仿真得到多个仿真混动比下的第一仿真结果。
5.根据权利要求4所述的船舶动力系统选型方法,其特征在于,所述根据所述工作模式、所述发动机MAP图和所述电机MAP图对船舶动力系统进行仿真得到多个仿真混动比下的第一仿真结果包括以下步骤:
当所述工作模式为纯电力推进模式,根据所述电机MAP图确定满足当前所述系统需求功率的最佳电机效率,并根据最佳电机效率对应的电机工况进行当前时间步长的仿真;
当所述工作模式为发动机推进模式,确定上一时间步长是否为发动机推进模式;当上一时间步长不是发动机推进模式,则将发动机转速设置为怠速并根据所述电机MAP图确定当前最佳发动机热效率的发动机功率,所述发动机功率不能满足所述系统需求功率的部分由电机功率补足,直到所述发动机功率满足所述系统需求功率进行当前时间步长的仿真;当上一时间步长为发动机推进模式,则确定在上一时间步长的第一转速可变区间,确定所述第一转速可变区间中的最佳发动机热效率的发动机功率,所述发动机功率不能满足所述系统需求功率的部分由电机功率补足,直到所述发动机功率满足所述系统需求功率进行当前时间步长的仿真;
当所述工作模式为混合动力模式,确定发动机当前的第二转速可变区间,确定所述第二转速可变区间中的最佳发动机热效率的发动机功率,所述发动机功率不能满足所述系统需求功率的部分由电机功率补足进行当前时间步长的仿真。
6.根据权利要求1所述的船舶动力系统选型方法,其特征在于,所述根据多个所述第二仿真结果和所述优化目标权重确定多个所述目标混动比下的适应度包括以下步骤:
将多个所述优化目标权重进行归一化处理;
根据归一化处理后的多个所述优化目标权重确定适应度函数;
根据所述适应度函数和多个所述第二仿真结果确定多个所述目标混动比下的适应度。
7.根据权利要求1所述的船舶动力系统选型方法,其特征在于,基于多个所述目标混动比下的适应度和多个所述储能系统容量下的适应度确定选型结果包括以下步骤:
选择适应度大于预设适应度下的目标混动比和储能系统容量作为所述选型结果。
8.根据权利要求7所述的船舶动力系统选型方法,其特征在于,所述船舶动力系统选型方法还包括以下步骤:
根据多个所述第二仿真结果确定不同适应度下的排放曲线、能耗曲线和经济性曲线;
根据所述排放曲线、所述能耗曲线和所述经济性曲线修正所述选型结果。
9.一种船舶动力系统选型方法装置,其特征在于,包括:
至少一个处理器;
至少一个存储器,用于存储至少一个程序;
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行,使得至少一个所述处理器实现如权利要求1至8任一项所述的船舶动力系统选型方法。
10.一种计算机可读存储介质,其中存储有处理器可执行的程序,其特征在于,所述处理器可执行的程序被由所述处理器执行时用于实现如权利要求1至8任一项所述的船舶动力系统选型方法。
CN202210259409.XA 2022-03-16 2022-03-16 船舶动力系统选型方法、装置及存储介质 Pending CN114722489A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210259409.XA CN114722489A (zh) 2022-03-16 2022-03-16 船舶动力系统选型方法、装置及存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210259409.XA CN114722489A (zh) 2022-03-16 2022-03-16 船舶动力系统选型方法、装置及存储介质

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114722489A true CN114722489A (zh) 2022-07-08

Family

ID=82238440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210259409.XA Pending CN114722489A (zh) 2022-03-16 2022-03-16 船舶动力系统选型方法、装置及存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114722489A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117559509A (zh) * 2024-01-11 2024-02-13 中国海洋大学 一种船舶柴光储最佳功率匹配方法及装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117559509A (zh) * 2024-01-11 2024-02-13 中国海洋大学 一种船舶柴光储最佳功率匹配方法及装置
CN117559509B (zh) * 2024-01-11 2024-05-14 中国海洋大学 一种船舶柴光储最佳功率匹配方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6242873B1 (en) Method and apparatus for adaptive hybrid vehicle control
CN105958603A (zh) 一种电池的充电方法和装置
CN112265535B (zh) 一种扭矩的确定方法、装置、设备和存储介质
CN110843535B (zh) 车辆动力匹配方法、装置、设备及存储介质
CN111391819B (zh) 一种增程器控制方法、装置、设备及存储介质
CN114722489A (zh) 船舶动力系统选型方法、装置及存储介质
CN113460026A (zh) 一种功率分配方法、装置、设备及汽车
CN116691645A (zh) 基于导航信息的增程器的控制方法、装置及存储介质
CN115431953A (zh) 串联式混合动力汽车的油电分配方法、装置、车辆及介质
US20210107449A1 (en) Cyber-physical energy optimization control system and control method for hybrid electric vehicle
CN111873818A (zh) 增程器能量管理方法、装置、车辆和存储介质
CN116373840A (zh) 一种混合动力汽车在线自适应能量管理方法及系统
CN110531638A (zh) 基于整车仿真模型的phev部件工况数据统计与工况构建方法
CN114329908A (zh) 一种基于聚类工况点的电驱效率计算方法
CN115230538A (zh) 燃料电池汽车能量管理方法、装置、电子设备及存储介质
CN114987286A (zh) 一种车辆动力电池的保温方法、装置、车辆及存储介质
Sciberras et al. 16. Optimization of Hybrid Propulsion Systems
CN114021313B (zh) 混合动力车辆自学习方法、装置及存储介质
KR20230136795A (ko) 연비 개선을 위한 차량 제어 장치 및 방법
CN118323087A (zh) 扭矩控制方法、装置、电子设备及混动车辆
US20230249575A1 (en) Server, vehicle, and communication control method
CN115825623A (zh) 一种新能源汽车电平衡的试验方法、装置及设备
CN117818575A (zh) 控制方法及装置、设备、计算机可读存储介质
CN117818614A (zh) 控制发动机扭矩的方法、装置、电子设备及存储介质
CN117662742A (zh) 一种车辆档位调整方法、装置、设备和存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination