以下是针对平台供应船混合动力模式切换实验的设计要点及关键技术参考，综合搜索结果中的核心信息整理而成：

一、实验核心目标

无扰动切换验证

实现电动模式（纯电驱动）与混合模式（柴油机+电机协同）间的平滑过渡，避免电流/电压突变（4）。

关键指标：切换过程电网波动≤5%，机械冲击扭矩≤额定值120%（45）。

多模式兼容性测试

覆盖低速纯电、高速混动、制动能量回收、应急动力切换等典型工况（310）。

二、关键技术方案

1. 控制系统架构

变频器闭环控制

采用转速外环+电流内环矢量控制，通过PLC实时监测离合器状态、柴油机转速及电池SOC，动态调整输出频率（4）。

% Simulink仿真示例：切换逻辑（参考10）

if 离合器合排信号 == true && 柴油机转速 ≥ 阈值

切换控制模式为电流闭环;

逐步降低q轴电流至0;

end

能量管理系统（EMS）

基于负载需求智能分配动力源，例如：

低速/泊船时优先纯电模式；

高负荷时自动启动柴油机（610）。

1. 机械系统协同

离合器动态响应优化

齿轮箱侧离合器需在200ms内完成合排，并通过传感器反馈成功信号（4）。

双桨轴制动技术

紧急制动时，电动机反转制动与内燃机降速协同，缩短制动距离30%（3）。

1. 瞬态冲击抑制

电流渐变策略：q轴电流从正值线性归零，避免逆变器过流（4）。

d轴电流限幅：限制磁场分量突变，保护变频器（4）。

三重净化装置：针对NOx/SOx排放，结合EGR（废气再循环）+LPSCR（低压催化还原）系统（13）。

三、实验验证要点

性能测试项

测试项 合格标准 监测设备

模式切换时间 ≤2秒（13行业标杆） 高速示波器+扭矩传感器

电压波动率 ≤5%额定值（4） 电能质量分析仪

排放指标 NOx减排85%（313） 尾气分析仪

故障模拟测试

模拟电池组失效时柴油机0秒无缝接管动力（6）。

变频器过流保护触发阈值验证（4）。

四、实验平台搭建建议

数字化仿真先行

使用MATLAB/Simulink构建电机、柴油机、电池模型，预演切换算法（10）。

硬件在环（HIL）测试

集成实物变频器与模拟负载平台，验证控制逻辑鲁棒性（12甲醇燃料平台案例）。

实船测试场景

选择高海况区域验证系统抗干扰能力（9海洋湍流影响研究）。

五、行业前沿参考

燃料兼容性设计

预留甲醇/氨燃料接口，支持未来零碳升级（13）。

模块化电池换电

集装箱式电池组快速更换，缩短补给时间（2）。

提示：实验需优先满足《船舶新能源混合动力系统规范》（参考36），建议结合4的无扰动专利方法与10的Simulink模型进行迭代优化。完整技术细节可查阅原文链接。