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，實現節(jié)能的目的。動力輸入模式，軸帶發(fā)電機由船舶電網獲取動力用于船舶推進。這種模式可以根據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，從而實現主機最佳的油耗，最佳的能效。該專家說，如果采用我們現有的機電一體化混合動力齒輪箱新型動力技術路線對現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。