船舶動力控制方法技術

本發明專利技術提供了一種船舶控制方法，可通過如指令數據、潮汐數據、時間數據、水文數據、定位數據或氣象數據等對于水上航行影響甚巨的因素，隨時改變船舶動力輸出及分配比例，達到最佳動力控制與能源運用的船舶動力系統及其控制方法。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種為船舶設計的船舶動力控制策略，尤指一種可自由在順境策略及逆境策略間切換，以達到最佳能源利用效果的船舶動力控制策略。
技術介紹
自從如油電混合等雙動力系統問世之后，能源分配的動力控制便顯得相當重要，許多和雙動力或混合動力的動力控制的相關專利技術如雨后春筍一般冒出。但目前所見的專利技術幾乎都屬于陸上載具的運用，少數的人將陸上載具的整套動力控制方法直接運用于船舶上，但如此一來除了無法讓船舶擁有最好的動力控制之外，間接地也造成了能量不必要的浪費。一般將陸上載具的動力控制系統主要是因在船舶的設計上，人員對于動力的相關操作與陸上載具類似，相同的是通過離合器以及油門來控制載具的前進，但實際上陸上與水上需要考慮的環境因素是大為不同的，一般陸上的載具可能會面臨到需要不同動力控制的情況通常是載具本身的負載量(例如載重)、重力對上下坡的影響以及剎車時所需的摩擦力等；但在水上會遇到的狀況可謂與陸上截然不同。在水上的情況下，負載量本身對于船舶的影響相較于陸上并非甚巨，主要是因為水會對船舶等載具產生浮力；此外，有關前進時所受到的阻力，陸上與水上也不可相提并論，通常路上載具受到的阻力會與載具的速度成線性正比增加；若是船舶等水上載具則是呈現指數型正比增加，兩者的動力控制策略所要因應解決的問題實質上存在著相當大的落差。此外，水上的天氣以及水文變化往往會較陸地來劇烈且多變，單靠陸上載具所用的動力控制策略并無法完美適應水上會面臨的情況。縱使陸上載具運用到類似模糊法則的觀念來改善此一問題，畢竟在環境遭遇不同的情況下，實質上很難運用在水上的情況，雖以機率性決定動力控制策略屬于一個廣泛的概念，但目前并未見得一種專為水上載具設計且合理的動力控制策略。
技術實現思路
為解決
技術介紹
中所提及的問題，本專利技術提供了一種船舶動力系統及其控制策略。所述船舶動力控制策略，包含一順境策略以及一逆境策略，該順境策略依照一第一電量狀態及一第二電量狀態選擇一第一航行模式，而該逆境策略依照該第一電量狀態、該第二電量狀態、一第三電量狀態以及一閾值選擇一第二航行模式。其中，該第一電量狀態高于該第三電量狀態，該第三電量狀態高于該第二電量狀態，該順境策略及該逆境策略間可彼此切換，當船舶所需的動力超過一閾值且維持一第一時間，切換至該逆境策略，該逆境策略維持一第二時間，自動切換至該順境策略。此外，本專利技術在另一實施例中還提供了一種船舶動力控制方法，首先執行步驟(A)，使用者在一船舶上選取一模式，接著執行步驟(B)，該模式選擇為一復合動力模式，最后執行步驟(C)，該船舶中的一控制器判斷一動力分配。該船舶動力控制方法中的該動力分配包含前述船舶動力控制策略中的一順境策略及一逆境策略。另，根據前述船舶動力控制策略，本專利技術還提供了一種船舶航線規劃方法，首先執行步驟(I)，在一船舶中的一運算模塊選定一起點及一終點，接著執行步驟(II)，該運算模塊擬定多個航線，再執行步驟(III)，該運算模塊根據每一該多個航線模擬運行前述的一船舶動力控制策略，最后執行步驟(IV)，該運算模塊從該多個航線中選定一最佳航線并顯示于一顯示模塊。附圖說明圖1(a)是本專利技術船舶動力控制策略順境策略的控制流程圖。圖1(b)是本專利技術船舶動力控制策略順境策略的動力分配圖。圖1(c)是本專利技術船舶動力控制策略逆境策略的控制流程圖。圖1(d)是本專利技術船舶動力控制策略逆境策略的動力分配圖。圖2是本專利技術船舶動力控制方法的流程圖。圖3(a)是本專利技術船舶航線規劃方法的流程圖。圖3(b)是本專利技術船舶航線規劃方法的實例示意圖。圖4是運用于本專利技術的船舶動力系統結構示意圖。具體實施方式為能了解本專利技術的技術特征及實用功效，并可依照說明書的內容來實施，茲進一步以如圖式所示的較佳實施例，詳細說明如后：請同時參照圖1(a)～1(d)及圖4，圖1(a)是本專利技術船舶動力控制策略順境策略的控制流程圖；圖1(b)是本專利技術船舶動力控制策略順境策略的動力分配圖；圖1(c)是本專利技術船舶動力控制策略逆境策略的控制流程圖；圖1(d)是本專利技術船舶動力控制策略逆境策略的動力分配圖；圖4是運用于本專利技術的船舶結構示意圖。請先參照圖4，如圖4所示，本實施例用以示范的船舶動力系統10的結構包含發電引擎300、多個充電器600、電池管理系統400、變頻器500、馬達700、控制器100、直流/直流轉換器800(DC/DCConverter)、多個監控模塊900以及運算模塊101。其中該多個充電器600與該發電引擎300連接，該電池管理系統包含多個電池401，且該多個電池401與該多個充電器600連接，該變頻器500包含一整流器501，且該變頻器500分別與該多個電池401及該發電引擎300連接，多個監控模塊900與該控制器100連接，而該馬達700則與該變頻器500連接，此外，該多個充電器600與該多個電池401更通過一直流/直流轉換器(DC/DCConverter)與電池401’連接，較多個電池401不同的是，電池401’為鉛酸電池。發電引擎300產生的電力由變頻器500中的整流器501轉換為直流電，并與來自多個電池401或電池401’所提供的直流電一并提供馬達700動力；監控模塊900則可以是陀螺儀、壓力計、風速風向計、濕度計、水流傳感器或其組合，亦可為水文測量系統，具有如測深、旁掃、淺剖等功能，能夠提供控制器100給予船舶最好的動力控制策略切換參考。與控制器100連接用以提醒當前船舶所面臨外界的情況；而該控制器100分別與該發電引擎300、該多個電池401以及該變頻器500連接，該運算模塊101與該控制器100連接；此外，還有一操車器201與控制器100連接，而在本實施例中是利用電池管理系統400控管多個電池401的充電狀態，此外還可依據用戶需求增設電路保護板等充電常用的組件，本專利技術不以此為限。該船舶動力系統10中，該運算模塊101為工業用計算機、單芯片或其組合，該控制器100為可程序邏輯控制器(ProgrammableLogicController,PLC)、微控制器(MicrocontrollerUnit,MCU)或其組合，而該多個電池401可選自鋰離子電池、鋰聚合物電池、磷酸鋰鐵電池或其組合，可依據船舶動力系統10其需求設計；而運算模塊101還與顯示模塊200連接，該顯示模塊200可以是LCD、LED的觸控屏幕，用以顯示當前該船舶動力系統10的各個軟硬件狀態、航線、GPS定位數據或其他較為重要的參數。此外，若運用該船舶動力系統10的水上載具為郵輪或觀光用船等，該多個電池401還可與多個酬載連接，所述的酬載(Hotelload)是船上的耗電用品，例如吊車、水泵、動態定位系統(Dynamicpositioningsystem)、遙控載具(remotelyoperatedvehicle,ROV)、微波爐、冷氣、冰箱、冰庫等需要消耗電能的用品，本專利技術不以此為限。接著將上述船舶動力系統10套用至如圖1(a)～圖1(d)所示的實施例，也就是船舶動力控制策略；該船舶動力控制策略包含兩大模式，分別為順境策略與逆境策略，該順境策略依照第一電量狀態及第二電量狀態選擇第一航行模式。而該逆境策略則依照該第一電量狀態、該第二電量狀態、一第三電量<本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種船舶動力控制策略，其特征在于，包含：一順境策略，依照一第一電量狀態及一第二電量狀態選擇一第一航行模式；以及一逆境策略，依照該第一電量狀態、該第二電量狀態、一第三電量狀態以及一閾值選擇一第二航行模式；其中，該第一電量狀態高于該第三電量狀態，該第三電量狀態高于該第二電量狀態；該順境策略及該逆境策略間可彼此切換，當船舶所需的動力超過一閾值且維持一第一時間，切換至該逆境策略，該逆境策略維持一第二時間，自動切換至該順境策略。

【技術特征摘要】
2015.09.24 TW 1041315611.一種船舶動力控制策略，其特征在于，包含：一順境策略，依照一第一電量狀態及一第二電量狀態選擇一第一航行模式；以及一逆境策略，依照該第一電量狀態、該第二電量狀態、一第三電量狀態以及一閾值選擇一第二航行模式；其中，該第一電量狀態高于該第三電量狀態，該第三電量狀態高于該第二電量狀態；該順境策略及該逆境策略間可彼此切換，當船舶所需的動力超過一閾值且維持一第一時間，切換至該逆境策略，該逆境策略維持一第二時間，自動切換至該順境策略。2.如權利要求1所述的船舶動力控制策略，其特征在于，該第一電量狀態為80％，該第三電量狀態為50％；該第二電量狀態為20％。3.如權利要求1所述的船舶動力控制策略，其特征在于，該第一航行模式包含一第一充電模式及一第一電力驅動模式。4.如權利要求1所述的船舶動力控制策略，其特征在于，該第二航行模式包含一第二充電模式、一增程動力模式以及一第二電力驅動模式。5.如權利要求3所述的船舶動力控制策略，其特征在于，當船舶的電量狀態達到或低于該第二電量狀態時，選擇該第一充電模式；當船舶電量狀態達到或高于該第一電量狀態時，選擇該第一電力驅動模式。6.如權利要求4所述的船舶動力控制策略，其特征在于，當船舶產生的動力持續小于該閾值或其電量狀態達到或低于該第二電量狀態時選擇該第二充電模式；當船舶的電量狀態介于該第三電量狀態與該第二電量狀態之<...

【專利技術屬性】
技術研發人員：林志宏，林鴻熙，陳圣樺，蔡仁富，許孝友，周顯光，許凱評，
申請(專利權)人：財團法人船舶暨海洋產業研發中心，
類型：發明
國別省市：中國臺灣;71