1. 研究目的与意义（文献综述）

随着全球化石油能源的日益枯竭和环境污染的日益严重，如何实现工程机 械的节能和改善工程机 械的排放质量已经引起工程机械生产厂家和用户的广 泛关注。

节能和环保是当今世界倡导的主题。随着科学技术的不断进步和世界各国对于节能降耗的渴望，油电混合动力技术近年 来受到工程机械领域的高度重视，已经成为工程机械节能降耗的一个重要研究方 向。国内外越来越多的研究团队和研究机构对油电混合动力工程机械进行了大量的研究，并取得了大量的研究成果油电混合动力系统是指采用化学能和电能进行组合，主要包括发动机 、发电机 、蓄电池/超级电容、电动机 等，其中发动机 用于实现将燃油的化学能转化为机 械能，还能够带动发电机 进行发电，蓄电池/超级电容用于存储发电机 输出的电能。根据能量源的组成结构分类，可分为串联式、并联式和混联式油电混合动力系统。

舶数量的急剧增长，排放性问题引起了国内外专家学者及政府机构的广泛关注，国际海事组织（imo）和地方区域性保护组织对船舶尾气排放做了严格的规定，尤其是 2016 年实施的《marpol》公约第三阶段对船舶排放提出了更加严格的要求；新造船舶能效设计指数（eedi）强调了建设绿色、环保、高效的新型船舶。燃油动力船舶具有其固有的优势，但其很难满足日益严格的国际海事法规的要求，因此迫切需要开发新型动力船舶满足日益严格的相关排放性要求。柴电混合动力船舶是柴油机和轴带发电机（船舶电站）混合推进的新型推进方式^[1]，包含 pto/pti 运行模式，船舶正常航行时使用轴带发电机，可充分利用主机的储备功率，使主机运行在高效率状态，可提升主机利用率 10%～15%，而且轴带发电机可以完全或者部分替代发电机，大大提高了船舶运营的经济性；加速、港口、内河航行等机动航行时，与柴油机共同推进，大大增强了船舶的操纵性；港口、冰区等环保特殊要求的区域，采用 pti 模式，使船舶能够满足严格的国际法规；主机发生故障丧失动力时，采用电力推进模式，大大提高了动力系统的可靠性。船舶动力设备是船舶安全航行的生命保障，因此其可靠性、环保性、经济性、操纵性受到船东、船级社、国际海事组织的普遍关注，柴电混合动力系统可满足船舶多工况下经济运行的需求，具有以下优点：1）大幅改善船舶动力系统低负荷工况时的经济性，提高全工况范围能量综合利用率、减小装机功率，工况越复杂越有利；2）可以实现多种复杂工况的优化匹配，在不同工况下发挥不同动力型式的优势，操纵性好；3）实现动力系统冗余设计，安全性高；4）不同运行工况，柴油机可始终在较高负荷区间工作，燃油燃烧质量好、减少废气排放，节能环保。

2. 研究的基本内容与方案

在国外，有不少机构提出了一些方法及理论，世界上第一艘柴电和燃料电池混合动力系统的u31号潜艇已于2003年在德国基尔港试航成功。2010年1月，意大利和斯洛维尼亚联合研制了greenlne33混合动力游艇，该游艇混合了电池组，柴油机和太阳能动力。国内在混合动力船舶起步比较晚，成功的例子不多上海海事大学于2005年研制成功第一艘燃料电池实验船“天翔一号”。

1. 对结构形式的合理选择：使得相应的柴电混合动力系统在保证经济性的同时达到较好的节能效果。

2. 控制策略的优化研究：在充分了解和分析工程械的负载特性的基础上，对柴电混合动力工程机械的控制策进行优化研究，使得柴电混合工程机械能够达到期望的节能效果。

3. 研究计划与安排

第1~3 周：完成5000汉字以上的相关外文资料翻译，译文通顺、达意。

第4~5 周：结合论文题目和前期工作做出进度计划，写出开题报告。

第 6~8 周：完成柴油机-超级电容混合电力推进系统的设计。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]刘会勇,熊冶平,赵青.油电混合动力工程机械研究现状及发展趋势[j].机床与液压,2017,45(15):166-171.

[2]胡义,陈炳文,徐振峰.基于ahp-云模型的混动船舶动力系统综合评估[j].舰船科学技术,2017,39(15):79-84.

[3]林靖坤. 柴电混合推进系统动力分配优化控制研究[d].大连海事大学,2017.