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电力推进系统在船舶中的应用与研究摘要：本文对船舶电力推进系统进行介绍，分析了船舶电力推进系统的原理和特点，并针对船舶电力推进术介绍其发展现状。
关键词：船舶；电力推进；现状前言：电力推进系统已有上百年历史，受到各种因素的制约，发展缓慢。
到20世纪80年代起，供电系统、推进电机及信息技术的迅猛发展，使得电力推进装置打破了长期徘徊局面，电力推进系统得到大力的发展。
近年，在特种船及海工装备领域，我国电推技术的应用日益广泛，所配套的电力推进系统，以ABB、西门子等成套进口为主。
在电推船舶核心装置电力推进系统的研发配套领域，我国相关单位的自主研发刚刚起步，大型船舶的电推进装置，目前仍以成套进口为主。
尤其是在供电系统、配电系统、推进系统方面的集成设施及配套模块相对缺乏，行业标准化也未系统形成。
随着开发研究的逐步完善，电推船舶建造及应用会在未来发生变化，船舶推进及建造模式也将随之发生改变。
一、电力推进原理随着技术进步，提出了发展综合全电力推进系统（IPS）概念，将船舶的电力系统和推进系统组成一个整体，把动力机械能转化为电能，提供给推进设备和船上其它设备使用，使船舶日用供电和推进供电一体化，实现能源的综合利用和统管理习船舶综合全电力推进系统包括：发电、输电、配电、变电、推进、储能、监控和电力管理。
是现行船舶平台的电力和动力两大系统发展的综合：它不是电力推进加自动电站的简单组合，而是从概念到方案、组成、配置、技术等方面均发生重大变化，给未来的船舶带来一场革命电力推进船舶，主要指船舶的主推进系统是由电动机所带动的。
它利用发电机（一般为柴油机发电机组、燃气轮机发电机组或涡轮机发电机组）把其它形式的能量转变成电能，再通过电动机把电能转换成机械能，实现了能量的非机械方式传递。
典型电力推进系统船的系统原理框图如下：G—主发电机；EG—应急发电机；Q—主开关；MSB—主配电板；ESB—应急配电板；M—电动机；T—变压器；VFD-变频器 BT -----侧推 MT----主推进器二、电力推进系统的特点1.电力推进系统的优点（1）可靠性好：由于投入工作原动机可调，因此可保证各发电机组在最佳工作状态。
2024年舰船综合电力推进系统市场分析现状概述舰船综合电力推进系统是指将发动机、发电机和电池等各种组件结合起来，通过电力传动系统驱动舰船的推进装置，提供动力支持。
本文将对舰船综合电力推进系统市场的现状进行分析。
市场规模随着舰船领域的发展，舰船综合电力推进系统市场逐渐扩大。
根据市场研究报告，预计未来几年内，舰船综合电力推进系统市场将保持稳定增长。
这主要受到舰船制造商对更高效、更可靠的动力系统的需求推动。
市场驱动因素1. 环保意识增强舰船综合电力推进系统的发展得益于环保意识的提高。
舰船业界正积极响应减少碳排放的呼吁，采用电力推进系统可以减少化石燃料的使用，降低环境影响。
2. 能源效率提升相较于传统动力系统，舰船综合电力推进系统具有更高的能源利用率。
通过将多个电机和发电机与蓄电池结合，可以实现能量回收和能量优化分配，提高舰船的整体能源效率。
3. 舰船性能提升舰船综合电力推进系统的采用有助于提升舰船的性能。
这种系统可以实现动力输出的精确控制，提供更灵活、更可靠的动力支持，增加舰船的机动性和操作性。
市场前景舰船综合电力推进系统市场前景广阔。
随着技术的不断进步，这种系统将变得更加先进、高效。
预计未来几年内，这一市场将迎来更多的投资和创新。
舰船综合电力推进系统有望成为舰船设计的标配，并在军用和民用舰船领域广泛应用。
市场竞争格局目前，舰船综合电力推进系统市场竞争激烈。
全球范围内存在多家知名舰船综合电力推进系统供应商，它们通过技术研发和产品创新来争夺市场份额。
竞争主要集中在性能、可靠性、价格和售后服务等方面。
总结舰船综合电力推进系统市场目前呈现稳定增长趋势，未来前景广阔。
环保意识的提高、能源效率的提升以及舰船性能的提升是驱动市场增长的主要因素。
然而，市场竞争激烈，供应商需要不断创新和改进以满足客户需求。
2023年舰船综合电力推进系统行业市场调研报告一、引言随着近年来中国军队现代化建设的快速推进，舰船装备产业也得到了不断发展，在这个过程中舰船电力综合推进系统起到了不可忽视的作用。
本文将从市场调研的角度探讨舰船综合电力推进系统的市场情况。
二、市场概况1、市场规模目前，舰船综合电力推进系统市场规模巨大，其中主要包括发电系统、配电系统、推进系统等。
据统计，2019年中国舰船综合电力推进系统市场规模达到了145亿元，预计到2025年将达到300亿元左右。
2、市场结构在舰船综合电力推进系统市场中，国内企业占据着绝对优势。
其中，中国船舶重工集团公司、中国船舶工业集团公司、哈尔滨电气集团公司等企业是市场的主要参与者，占据了市场的绝大部分份额。
此外，国外企业也在市场中占有一定份额，如通用电气公司、阿尔斯通公司等。
3、市场需求随着中国军队现代化建设的需求不断提高，舰船综合电力推进系统在维护海洋权益、保障战略安全等方面具有重要作用。
另外，在民用市场方面，船舶需求不断增加也对舰船综合电力推进系统市场提供了潜在需求。
三、市场驱动因素1、国防需求随着中国军队现代化建设的不断推进，军事装备的需求也越来越旺盛。
尤其是在保护海洋权益、维护国家领土完整等方面，舰船综合电力推进系统的作用愈加重要。
2、能源环保趋势在环保与可持续发展的大背景下，舰船综合电力推进系统逐渐成为未来的发展趋势。
相较于传统燃油动力的推进系统，电力推进系统不仅能够降低污染排放，还可以提高燃油的利用率。
3、电力技术的不断进步随着电力技术的不断发展，新一代的电力推进系统也越来越成熟。
相较于传统的电力推进系统，新一代电力推进系统的效率更高、占用空间更小、可靠性更强。
四、市场趋势1、技术创新未来舰船综合电力推进系统市场的主导企业将会是那些拥有着核心技术的企业。
也正因如此，行业内的企业将会更加注重技术创新，不断提高自身的研发能力，以掌握更多市场份额。
2、应用拓展除了作为军事装备的推进系统，舰船综合电力推进系统还可以应用于民用领域，如民用商业船舶、游艇等。
船舶电力推进系统的现状与未来内容提要• 引言• 历史——回顾船舶电力推进的发展• 现状——船舶电力推进的主要形式• 未来——全电船的提出与发展• 新能源船舶与我们的研究工作• 结束语1. 引言• 发展背景• 问题与挑战研究背景自世界上第一艘以蒸汽机为动力的船舶问世以来，以热机(比如:柴油机、汽轮机以及燃汽轮机等)为动力直接驱动螺旋桨的机械推进系统成为目前船舶推进的主要方式，在船舶动力装置中占据了主导地位。
问题与挑战(1)船舶内燃机机械推进系统仍存在噪音大、调速范围小和灵活性差等问题难以解决。
与机械推进系统相比，采用电动机直接驱动螺旋桨的船舶电力推进系统则具有调速范围广、驱动力矩大、易于正反转、体积小布局灵活、安装方便、便于维修、振动和噪音小等优点。
(2)特别是近年来，随着电力电子器件、变流技术、传动控制系统以及新能源和新材料等高新技术的飞速发展，船舶电力推进系统正在经历着巨大变革。
而船舶电力推进系统作为大功率电力传动控制系统的重要应用领域之一，却由于其专业的特殊性未得到应有的关注和重视，致使国内在这方面的研究与国外先进水平的差距更加明显。
(3)随着全球石油资源的耗尽，内燃机将逐步退出历史舞台，人们必须在石油没有用完的约60年时间内找到新的能源及其动力装置。
这是人类在进入21世纪所面临的巨大问题和挑战之一，因此，人们一直在努力寻找能源利用效率高、不污染环境并可以再生的新能源及其利用方式。
本文试图从系统结构、变流模式、控制方法和电力电子器件的应用等方面综述船舶电力推进系统的历史、现状与发展，并在此基础上，根据作者多次参加国际合作和交流的体会，提出了船舶电力推进系统未来发展中值得重视的一些问题，以便同行研究借鉴，并希望有更多的学者关注和投身到电力电子与传动控制这一新的研究领域中来。
2. 历史——回顾船舶电力推进的发展• 船舶电力推进的历史可以追溯到1860年，世界上第一艘以蓄电池为动力，电动机直接驱动的电力推进潜水艇投入使用。
第24 卷第 3 期（总第141 期）船舶Vol.24 No.3 2013 年 6 月SHIP amp BOAT June ，2013〔船舶电气与通信〕舰船综合电力推进技术的发展现状研究朱炜1 李辉辉 2 （1. 海军驻上海沪东中华造船（集团）有限公司军事代表室上海200129 ；2. 中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011 ）〔摘要〕详细阐述舰船综合电力推进系统及技术的内涵和特点，分析以美、英两国海军为代表的国外海军综合电力推进技术发展现状以及其涉及的推进电动机、变流器等关键技术，同时指出我国在发展综合电力推进技术过程中存在且急需解决的一些关键性问题。
〔关键词〕综合电力推进；系统组成；国内外发展比较；关键技术〔中图分类号〕U664.14 〔文献标志码〕A 〔文章编号〕1001-9855 （2013 ）03-0064-05 On development of ship integrated electric propulsion technology ZHU Wei LI Hui-hui （1. Navy Representatives Office of Hudong-zhonghua Shipbuilding Co. ，Ltd. ，Shanghai 200011 ，China ；2. Marine Design amp Research Institute of China ，Shanghai 200011 ，China ）Abstract：This paper describes in detail the meanings and characteristics of the integrated electric propulsionsystem and technology. It analyzes the development of the integrated electric propulsion system and the technologyof foreign navy ，represented by the US navy and the Royal Navy ，and also their key technology ，such aspropulsion motor and convertor. Moreover ，it points out the existing and urgent key problems during developingthe integrated electric propulsion system in our country.Keywords：integrated electric propulsion ；system composition ；development comparison at home and abroad ；key technology 由共同的发电机组供电，实现能源综合利用和统一0 引言管理，满足所有负荷如推进系统、日用负载、通信导航负载以及舰载武器需要的一种全电力系统。
舰船电⼒推进技术的发展现状电⼒推进是指由舰船的原动机（柴油机或燃⽓轮机或两者混合，甚⾄核动⼒装置）驱动发电机产⽣电能，再由电动机将电能转换为机械能驱动推进器实现舰船机动的⼀种推进⽅式。
⼀艘电⼒推进船舶，不管采⽤何种⽅式发电，电⼒不是像传统布置⼀样直接与驱动装置相连，但可为全船提供电⼒，这种⽅式能提供更⼤的供电灵活性、⾼效性和⽣存性。
舰船步⼊全电⼒时代就像当初从帆船时代步⼊蒸汽时代⼀样，是⼀个巨⼤的跨越。
⼀电⼒推进的优缺点1 电⼒推进的优点1）可以灵活布置船上⼤型机械设备；2）便于操控和航⾏；3）可降低运⾏噪声。
因为没有齿轮箱等⼤功率后传动机械装置和长轴系,明显降低了舰艇运⾏噪声，提⾼了乘员的舒适度，且提⾼了舰船的隐⾝性；4）如果电动机设计成低速(100～200 r/min)运⾏，并直接与推进轴连接，则可省去减速齿轮；5）与常规的机械推进⽐较，电⼒推进的重量和体积⼤⼤减少；6）电⼒推进系统能效更⾼；7）电⼒由冗余电缆传输，可靠性⾼，并可减少维护；8）节能环保。
所有原动机均以恒定速度运⾏于最佳⼯作状态，并可根据负载变化动态调整，明显降低能耗和排放；9）全电⼒舰船所需的舰员⼈数会⼤幅减少，进⼀步减少使⽤成本。
10）可使舰船成为电磁武器的搭载平台。
⼤型舰船变频调速电⼒推进在功率等级上与电磁武器基本相当，随着这种新型电⼒推进技术的⼯程化应⽤，将在电能管理和脉冲式电源变换等重⼤技术上为⼤功率雷达、电磁炮、电磁弹射等新装备装舰扫清障碍。
2 电⼒推进系统相对常规推进装置的不⾜之处1）电⼒推进系统的价格较传统推进装置更为昂贵，因⽽船舶建造的初投资将会增加；2）在原动机与螺旋桨之间增加的电器设备，如发电机、变压器、变频器和电动机等，加⼤了船舶全动⼒运⾏时的传输损耗；3）⼤量采⽤电⽓设备可能引起⼀些危害，如⽕灾和电⽹的谐波⼲扰等；4）由于船舶安装了多种新型设备，需要制定不同的运⾏、⼈员配备及维护策略，提⾼了对操作⼈员和维护⼈员的要求。
舰船电力推进系统优势及发展现状一、舰船电力推进系统行业优势船船推进方式是指船船从原动机到螺旋桨的功率传输方式，可分为机械推进和电力推进两大类.电力推进系统的主要优点在于占用空间小、操作灵活、推进功率和服务功率可自山转换，因此在海军舰船、豪华邮轮、海工船等特种船型应用较广，但由于其经济性较差，并没有在大型船舶上广泛应用.值得注意的是，不论机械推进还是电力推进，其原动机没有改变，还是以柴油机、燃气轮机或者蒸汽轮机作为船舶的主功率源.船舶推进方式分类和优劣势电力推进根据不同维度可分为多种类型.根据电力推进占比可分为混合电力推进和全电力推进，根据电动机的布局位置可分为吊舱式和非吊舱式，根据推进负载与非推进负载的电力管理和分配方式可分为综合电力推进等.电力推进方式分类由于电力推进技术具备明显优势，广泛适用于各类军船，也适用于各种大型客轮（豪华邮轮、渡轮）、特殊货轮（特别是LNG船、化学品船等）、海洋工程船（破冰船、铺缆船、挖泥船、测量船等）、海洋石油、天然气开采装备以及油气运输船等.对于民船和军船而言，电力推进技术的共同优越性有十点：1）增加有效载荷；2）降低振动；3）提高灵活性；4）增强可靠性；5）提高机动性; 6）减少维护保养量；7）节省燃油；8）提高自动化程度；9）延长设备寿命；10）技术升级.电力推进技术的主要优势U前电力推进方式中最有发展前景的是综合电力推进系统，综合电力推进系统所需功率范围为50-100W,主要系统包括供电系统、推进系统和监控系统三个分系统，主要的装置包括原动机，发电机，推进功率分配系统，推进电动机驱动装置，推进电动机，螺旋桨，非推进功率分配系统.从价值量来看，不含原动机的船舶价值量约为全船的15%左右，整套系统套价值量在千万到亿不等.综合电推系统的主要子系统舰船采用综合电力推进系统能够降低燃料消耗、节省舰船运行成本.舰船采用综合电力推进系统能够降低燃料消耗、节省舰船运行成本.在舰船的不同工作模式下，仅当舰船发动机接近满功率运行时采用机械推进的效率稍高，其余模式下采用电力推进的效率均高于机械推进.不同推进方式的推进效率比较不同推进方式的推进效率比较与乩大村堆切準比值＜*)隈血极电力加遗g"幼枫》枫从曲it二、舰船电力推进系统发展现状民品领域，电力推进应用率逐步提高，整个市场呈扩张趋势.从2010-2019年完工船舶各类推进方式占比来看，采用电力推进的完工船舶占比从2010年的3. 74%上升到2019年的4.96%,其中，2017、2018年船舶电力推进占比均超过7%, 2019年有所下降主要因为整体船舶市场处于低谷，特别是油价持续低迷，海工船船等主要应用电力推进船型订单量较少.采用电力混合推进方式的船舶占比也有较大提升，从2010年的0. 33%提高到2019年的0. 73%.2010-2019年完工船舶各类推进方式占比2010-2019年2010-2019年采用电力推进和混合艘数100.00% 90.00% 80.00% 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% 20.00% 10.00%2010-201^年采川电力推进和混合艘数■全电0.00%从应用船型来看，船船电力推进系统主要应用的船型为海工船、特殊船型和豪华邮轮• 111于造价较高、全功率效率较低等原因，电力推进系统在油船、散货船、集装箱船这三大主流船型应用较少，但山于其突出的操作性优势，故在海工船、特殊船型和豪华邮轮等船舶上应用率极高.从具体船型来看，2019年完丄的海工船中钻井船、地震探测船、科考船、R0V潜水支持船等船型100%都是采用了电力推进系统，在其他的海工船型中应用占比也基本达到50%以上；在特殊船型中，LNG再气化船、燃料船等船型100% 采用了电力推进系统，LNG船舶中电力推进系统占比也达到了67%；豪华邮轮是另一个电力推进系统应用的主要船型，2019年完工的豪华邮轮中，电力推进系统占比达到了85. 7%.2019年完工船舶中电力推进系统主要应用船型2010-2019年完工豪华邮轮数量（艘）2010-2019年完工g华邮轮数応（艘〉2010-2019年完工豪华邮轮推进方式占比2010-2019年完工豪华邮轮推进方式占比■全电推进•小型鏗轮（2万吨以下）■全电推进冲型蜉轮（2-5万吨）全电推进•大型哒（5~7万吨）■全电推迸•巨型密轮（7万从建造国家来看，欧洲完工的船舶采用电力推进的比例较高.一方面山于欧洲生产的船型主要为豪华邮轮、海工船以及特殊船型，这些船型较为适合应用电力推进系统，另一方面也因为全球主要的电力推进系统生产厂商均在欧洲，技术和产业链较为成熟.2019年中国完工的船舶电力推进占比仅为3. 94%,但从绝对量来讲，由于基数较大，中国完丄的电力推进船舶数量全球最高，占全球完工电力推进船舶的23. 36%.2019年中国完工船舶中电力推进船舶数量及占比2019年中国完工船舶中电力推进船船数量及占比2010 2011 2012 20132014 2015 2016 2017 2018 20192019年各国完工电力推进船舶占比2019年各国完工电力推进船舶占比■中国■挪威■韩国■意坤■韩国■具他从完工船型来看，中国完工船舶中采用电力推进的主要为海工船和特殊船型.2019年中国完工的海工船中有25艘采用了电力推进方式，特殊船型中有19艘采用了电力推进方式，3艘采用了混合动力推进方式.2019年中国完工船舶电力推进船型船型分类具体船型电力推进混合动力推进机械推进总计电力及混合动力占比海工船三用工作船1—7812. 50%潜水支持船2—2450. 00%12%中国2049年询将建造10艘航母，LI前中国已造航母型号为002,后续2020-2049年将建造8艘航母，若对标美航母作战群水面舰艇价格，则造价为2592亿美元，平均每年129.6亿美元对应900. 72亿人民币（按照6. 93中美汇率计算）.按照20%船舶动力系统造价占比计算，则未来中国航母作战群军用舰船动力系统总采购规模约为180. 14亿元，若中国也建造非航母作战配套舰艇，则此为军用电力综合推进系统采购额的保守估计.未来中国航母作战群军用舰船综合电力推进系统投入预佔未来市场空间方面，军品方面，预计未来十年军船市场电力推进市场空间为31.35亿美元，约合人民币220亿元。
中国舰船综合电力推进系统行业市场环境分析1. 前言舰船综合电力推进系统作为一种新兴的船舶动力系统，将传统的机械推进方式与先进的电力技术相结合，为舰船提供高效、灵活的推进能力。
本文将对舰船综合电力推进系统的市场环境进行分析。
2. 市场规模与趋势2.1 市场规模舰船综合电力推进系统市场由于其独特的技术优势和广泛的应用领域，呈现出快速增长的趋势。
根据市场调研数据，2019年全球舰船综合电力推进系统市场规模达到X亿美元，预计到2025年将达到XX亿美元。
2.2 市场趋势随着环保意识的增强和能源效率的要求，舰船综合电力推进系统在船舶行业中的应用将越来越广泛。
同时，舰船综合电力推进系统的研发和技术创新也在不断推动市场的发展。
未来市场将呈现出以下趋势：•新能源：舰船综合电力推进系统适应可再生能源的利用要求，将更多地采用新能源（如风能、太阳能等）作为动力源，实现船舶的绿色运行。
•智能化：随着人工智能技术的发展，舰船综合电力推进系统将逐渐智能化，通过自主控制和优化算法实现舰船动力系统的智能化管理，提高能效和安全性。
•模块化设计：为了降低安装和维护成本，舰船综合电力推进系统将更多地采用模块化设计，方便安装和替换，提高系统的可靠性和可维护性。
3. 市场竞争状况3.1 主要竞争对手目前，舰船综合电力推进系统市场的竞争格局比较分散，主要竞争对手包括：•A公司：作为舰船综合电力推进系统领域的领军企业，A公司凭借其技术实力和产品质量在市场中占据了较大份额。
•B公司：B公司在舰船综合电力推进系统方面具有独特的技术优势，致力于不断创新和研发。
•C公司：C公司作为新进入者，凭借其市场敏锐度和灵活性，在市场中迅速崛起，并与传统企业展开激烈竞争。
3.2 竞争策略为了在竞争激烈的市场中占据优势，舰船综合电力推进系统企业需要采取以下竞争策略：•技术研发：不断创新和改进技术，提高产品的性能和可靠性，适应市场需求的变化。
•品牌建设：加强品牌宣传和市场推广，提升品牌知名度和美誉度，树立企业形象。
舰船电力推进技术的发展现状电力推进是指由舰船的原动机（柴油机或燃气轮机或两者混合，甚至核动力装置）驱动发电机产生电能，再由电动机将电能转换为机械能驱动推进器实现舰船机动的一种推进方式。
一艘电力推进船舶，不管采用何种方式发电，电力不是像传统布置一样直接与驱动装置相连，但可为全船提供电力，这种方式能提供更大的供电灵活性、高效性和生存性。
舰船步入全电力时代就像当初从帆船时代步入蒸汽时代一样，是一个巨大的跨越。
一电力推进的优缺点1 电力推进的优点1）可以灵活布置船上大型机械设备；2）便于操控和航行；3）可降低运行噪声。
因为没有齿轮箱等大功率后传动机械装置和长轴系,明显降低了舰艇运行噪声，提高了乘员的舒适度，且提高了舰船的隐身性；4）如果电动机设计成低速(100～200 r/min)运行，并直接与推进轴连接，则可省去减速齿轮；5）与常规的机械推进比较，电力推进的重量和体积大大减少；6）电力推进系统能效更高；7）电力由冗余电缆传输，可靠性高，并可减少维护；8）节能环保。
所有原动机均以恒定速度运行于最佳工作状态，并可根据负载变化动态调整，明显降低能耗和排放；9）全电力舰船所需的舰员人数会大幅减少，进一步减少使用成本。
10）可使舰船成为电磁武器的搭载平台。
大型舰船变频调速电力推进在功率等级上与电磁武器基本相当，随着这种新型电力推进技术的工程化应用，将在电能管理和脉冲式电源变换等重大技术上为大功率雷达、电磁炮、电磁弹射等新装备装舰扫清障碍。
2 电力推进系统相对常规推进装置的不足之处1）电力推进系统的价格较传统推进装置更为昂贵，因而船舶建造的初投资将会增加；2）在原动机与螺旋桨之间增加的电器设备，如发电机、变压器、变频器和电动机等，加大了船舶全动力运行时的传输损耗；3）大量采用电气设备可能引起一些危害，如火灾和电网的谐波干扰等；4）由于船舶安装了多种新型设备，需要制定不同的运行、人员配备及维护策略，提高了对操作人员和维护人员的要求。
以下为机械推进和综合电力推进的原理图。
图1 机械推进系统示意图图2 综合电力系统示意图二综合电力推进电力推进最早应用在商船上，特别是豪华游船上。
其中以英国对电力推进的研究最为突出。
三个主要的欧洲电力推进供应商分别为：Alstom、ABB和西门子公司。
电力推进从功能上可分为2类：一是混合电力推进，即在以大功率机械直接推进为主的动力系统中加入小功率电力推进，舰船在低速巡航时采用电力驱动，满足舰船巡航时的经济性和低噪声需求，更高航速下采用直接驱动；二是综合电力推进，舰上的所有原动机都用于产生电力，然后分配至推进、船上用电和作战系统。
即在舰船运行的全速范围内完全由电动机驱动推进器。
对于在生命周期内操作模式相对固定的舰船，通常来说，混合电力推进是最佳的选择。
如果操作模式会变化或生命周期内排水量将会发生显著增加的，则综合电力推进的灵活性会更有优势。
1 各国的综合电力推进项目介绍欧美国家的综合电力推进项目有：英、法海军的“综合全电力推进”（Integrated Full Electric Propulsion，IFEP），舰船推进和日常用电由同一发电系统供电，同时舰船的前进和后退完全由电力驱动；北约国家海军的“全电力舰”（All Electric Ship，AES），除推进用电和日常用电外，更进一步地使原先所有非电动如气动、汽动、液压驱动的辅机以及武器装备全部实现电气化；以及美国海军的“综合电力系统”（Integrated Power System，IPS），使用同一电源，在向推进系统供电的同时，还可向全船其他电力负载，如各种泵、照明系统等供电,从而不必再为其配备单独的发电设备，是用于未来水面战舰和潜艇的一种全电力构造。
其中，美国的综合电力系统项目成立于1995年，该系统的主合同商为洛克希德·马丁公司，其中很多设备由Alstom公司提供，2001~2005财年美国海军在该项目上投入的研发经费超过3亿美元。
图3 美国综合电力系统原理图综合电力推进系统的一个关键技术为电动机，大型舰船采用的电动机可分为五种基本类型：同步电动机、感应式电动机、永磁电动机、超导同步电动机和超导单极电动机。
其中同步电动机被认为在大型舰船应用方面技术最成熟。
另外海军和工业界一致认为，如果水面舰艇和潜艇需要在较高的航速（如30 kn）下航行，则同步电动机可能因体积和重量太大而不适合。
使用同步电动机较合适的船型是大型军辅船。
感应式电动机在大型舰船应用方面属第二成熟的，美海军的许多论证认为其用于水面战斗舰艇具备足够的功率密度，但用于潜艇上则不够紧凑、安静。
永磁电动机相比感应式电动机安静性更好，功率密度也有显著提高，适合用于水面舰艇和潜艇，但其技术成熟度不如感应式电动机。
超导同步电动机，如果成功开发，将具备比永磁永动机更高的功率密度和安静性。
超导单极电动机，同样具备比永磁电动机更高的功率密度和安静性。
美国海军从上世纪70年代中期开始开发超导单极电动机，但技术成熟度也不高。
表1 机械推进与使用不同电动机的综合电力系统（IPS）的比较图4 采用IPS的军舰示意图2 综合电力推进关键部件发动机（也称原动机）：美国水面舰艇多用燃气轮机、美国潜艇和大部分航母采用蒸汽轮机，由核反应堆产生热能，再产生蒸汽。
在其他最高航速要求不高的舰艇上则采用柴油机。
发电机：将发动机产生的机械能（高转速）转为电能。
配电盘：将电力分配至推进和非推进用电。
电动机控制器：根据舰上电力推进电动机的需要改变电能的压力和频率，从而达到操作要求并达到想要的航速。
电动机：将电动机控制器中的电能转变为适合螺旋桨的低转速。
推进器：以低转速推进船舶。
非推进电力分配系统：将剩余电能分配至不同的舰上非推进用电载荷。
该系统包括电缆、开关和电力转换设备。
3 交流与直流的比较对于在综合电力系统中选择交流电还是直流电这个问题，英国一项基于护卫舰综合电力系统的设计可作为参考。
该型舰在设计开始时选择了直流，设计人员认为采用直流电有如下原因：第一，该设计中采用结构紧凑复杂的循环燃气轮机，这种情况下，使用直流电，电力转换次数最少。
另外，发动机直接驱动发电机，无需使用齿轮箱，将综合电力系统减少尺寸和重量的优势最大化。
第二，电力从产生到分配至用电设备，均需要进行电力调整，采用直流电流，去除无效电力调整，效率更高。
1）电力产生时不同功率的发电机转速不同，如下，1250 kW：20000 r/m；6000~10000 kW：7000 r/m；21000~25000 kW（WR21型燃气轮机发电机）：3600 r/m。
其中1250 kW和6000~10000 kW发电机产生的电力将远高于标准的60 Hz（3600 r/m），即使采用转速为3600 r/m的WR21型燃气轮机，为取得最佳的燃料效率，需要根据载荷大小，调整发电机的速度。
因此，必须采用某种形式的电力调整，将发电机产生的电力连接至统一的电力系统。
2）电力分配至用电设备a、变速电动机驱动例如泵在工作时，为提高使用效率，需要根据不同的工况，调整泵的运转速度，这也需要某种形式的电力调整。
b、变压电动机驱动除变速驱动时，按频率要求调整电压外，在定速感应电动机驱动的情况，还可按载荷调整电压以提高效率。
通过增加感应电动机的滑差，降低电压至效率最高的点，来提高效率。
这种技术也需要进行某种形式的电力调整。
c、武器系统供电对武器系统进行供电通常是将标准供电直接转化为系统所需的专用的供电，这也需要进行电力调整。
电力从发电机至用电设备的过程为：首先将发电机中输出的非标准频率电流进行整流，然后将其转为固定的60 Hz。
大部分用电设备也需进行同样的电力调整：先对60 Hz的输入电流进行整流，然后转为用电设备所需的频率和电压。
如果采用交流电，在电力传输链中，存在大量的无效转化（发电机电力调整的尾端）和无效整流（用电设备电力调整之初），一半的电力调整都浪费了。
若电力以直流电形式进行分配，则允许用电设备直接将电力转为所需，去除了电力调整中的无效步骤，效率更高。
但直流的缺点是使用价格昂贵且重量重，因此带价格适中的交流分配及直流中枢的混合低压系统将成为近期的选择。
不过随着技术的发展，解决了价格和重量的问题，直流将成为今后的首选。
三采用电力推进的舰船简介1 英国“勇敢”级防空驱逐舰综合电力推进系统英国皇家海军的“勇敢”级（45型）防空驱逐舰采用综合电力推进（IEP），2009~2011年已有4艘服役，目前还有2艘已下水，计划2012~2013年服役。
该舰满载排水量7570 t，总长152.4 m，是世界上首艘采用IEP 系统的水面舰艇。
舰上采用两台罗尔斯·罗伊斯WR21型先进循环燃气轮机交流发电机（21000 kW）和两台瓦锡兰12V200型柴油发电机（2000 kW），以4160 V的电压向舰上的一套高压系统提供电力。
高压电源再向两台Converteam公司（原Alstom公司）的先进感应电动机（每台输出功率20000 kW）提供电力，舰上的非推进用电包括生活用电和武器系统用电，通过变压器以440 V和115 V的电压供应。
表2 “勇敢”级驱逐舰动力推进系统组成注：数据来源《简氏年鉴》。
WR-21型燃气轮机是结合了压缩机中间冷却和废热回收技术的航空派生燃气轮机，比过去使用的船用燃气轮机效率高得多，特别是在中低压时。
该型燃气轮机能提供与LM2500发动机几乎相同的功率输出，但只消耗相当于中速柴油机的燃料量，相比一台简单的循环燃气轮机约节省了25~27%的燃料。
采用综合电力推进系统虽然成本较高，但可以保证舰体底部双轴螺旋桨的转速恒定，军舰航行稳定且安静。
该舰的舰型较长，水动力性能优良，再加上电力推进的高功率密度，使得该舰在2007年试航时，设计航速在70秒内可达29 kn，120秒内可达31.5 kn。
如以18 kn的巡航速度航行，续航力达7000 nm，相当于从英国横跨大西洋到美国的距离。
该舰采用综合电力推进系统的优点有：①可将电动机布置在靠近螺旋桨的位置，缩短了轴线，无需使用齿轮箱或调距桨。
②可将原动机（柴油发电机和燃气轮机交流发电机）布置在远离轴线的较便利的位置，减少了空间损失，同时可增加用于机器维护和更换的通道。
③在舰船服役的大部分时间内可根据情况自由调配推进和非推进用电，从而大大减少发动机的运转时间和排放。
图5 45型驱逐舰综合电力推进系统示意图2 美国DDG-1000“Zumwalt”级驱逐舰美国“Zumwalt”级驱逐舰采用综合电力系统（IPS），最初计划建造32艘，后减至24艘，再减至12艘，10艘，7艘，目前是计划建造3艘，由通用动力巴斯钢铁公司建造，预计分别于2015年、2016年和2017年服役。
该级舰最初的概念设计是基于采用永磁同步电动机的综合电力系统，但由于永磁同步电动机需要较长时间研发、论证，在2005年该舰的设计方案仍选择了Converteam公司的先进感应电动机（AIM）。
