杭齿首款机电一体化船用混合动力齿轮箱成套系统推向市场

（图为杭齿开发的首款机电一体化船用混合动力齿轮箱成套系统。

左边为增强型船用齿轮箱，右边为高效永磁电机。

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8月30日，杭州前进齿轮箱集团股份公司在长江上游造船重镇重庆举行产品推荐暨用户见面会，正式宣布其开发的首款机电一体化船用混合动力齿轮箱成套系统推向市场，引起了与会的近百名造船界及航运界业内人士的高度关注。

一．增强型船用齿轮箱与高效电机组合，三种节能工作模式

该款混合动力齿轮箱系统由PTO增强型齿轮箱、PTI/PTO高效电机及混动控制柜组成，有动力输出（Power Take-off,PTO，即“轴带发电模式”）、动力输入（Power Take-in,PTI，即“混合动力模式”）、动力返回（Power Take-home,PTH，即“纯电推模式”）这三种工作模式可根据船舶运行实际情况进行自由切换。

动力输出（轴带发电）模式为基本工作模式，在这种工作模式下，船舶主机通过机电一体化齿轮箱驱动集成的电机，电机工作于发电模式。

当船舶“下水航行”时，主机的剩余功率大，可以使用这种转矩控制型轴带发电机使主机从怠速至额定转速范围内都能实现发电供电。

此时，也可电池组充电，待系统工作在混合动力模式下，蓄电池可放电提供能量，实现节能的目的。

动力输入模式，轴带发电机由船舶电网获取动力用于船舶推进。

这种模式可以根据船舶对于航速的需求，通过合理选择主机与轴发的功率分配，有效提高船舶的机动性能。

电力驱动解决方案可以额外提供船舶10%～15%（可根据用户要求配置）的发动机功率，适用于船舶负荷高峰值的运行工况。

通过这种额外的PTI接口，实现船舶“0”燃料和“0”排放。

动力返回模式下，由推进电机单独驱动螺旋桨，类似于电力推进系统。

该模式除在主机故障情况下“带你回家”，也可在主机正常而为达到节能目的时使用该模式。

例如，内河船舶处于“下水航行”航段水流较大，船舶仅需很小动力即可正常航行，该模式可以避免主机在低效区间运行，从而提升船舶经济性。

二．“高效、智能、可靠”，或将“引领传动新未来”

杭齿一位资深技术专家认为，机电一体化混合动力齿轮箱系统是一种高效、智能、可靠的传动解决新方案，或将引领国内船舶传动领域未来发展新潮流。

运营船舶传统的“主机＋普通齿轮箱”、“皮带轮轴发＋主机＋普通齿轮箱”动力系统模式虽然具有技术成熟，简单可靠，便于维护等优点，但在船舶实际运行过程中存在主机功率余量大（主要应对汛期上水），主机负载率低，主机油耗高且无法调节等诸多不足。

据统计，采用传统的动力系统模式，船舶上水时主机负载率仅为20%～30%，船舶下水时主机负载率则还要比上水时低10%～15%。

机电一体化混合动力齿轮箱成套系统，借鉴成熟的车载油电混合动力系统设计理念，把单位能量密度大的高效永磁电机引入船舶配套领域，通过一些专利技术与增强型船用齿轮箱有机结合为一个整体，整体船检认证，整个系统非常可靠。

通过混合动力齿轮箱系统与发电机组、电池组的不同组合，可以提供“主机＋机电一体化混合动力齿轮箱＋发电机组”、“主机＋机电一体化混合动力齿轮箱＋发电机组＋电池组”新型船舶动力技术路线，把运行船舶的主机的能效发挥到最高水平，从而实现主机最佳的油耗，最佳的能效。

该专家说，如果采用我们现有的机电一体化混合动力齿轮箱新型动力技术路线对现有的运营船舶进行动力系统改造，则改造后的每条船每个航次燃油预计可节省15%～30%。

此外，机电一体化混合动力齿轮箱系统配有多种传感器来监测齿轮箱和混合动力系统的工作状态及设备健康状况，EMS自动管理电能，PMS自动管理功率的分配。

采用5G基站技术，实现一体化齿轮箱的远程监控，在手机和电脑端等多个远程平台都可以流畅监控。

船舶动力系统是否可靠，是否节油，是广大船东关注的焦点。

随着船舶不断向智能化发展，动力系统是否也能智能化，也是广大船东未来必将关注的另一个焦点。

“高效、智能、可靠，机电一体化的混合动力齿轮箱动力成套系统或将引领船用传动领域的新未来。

”该专家说。

□ 特约记者周升友