[实用新型]一种简化的船用燃料电池顶推船-驳船混合动力系统

说明书

本实用新型公开一种简化的船用燃料电池顶推船‑驳船混合动力系统，系统分为顶推船部分和驳船部分。顶推船部分包括燃料电池系统、DC/DC、锂电池、第一逆变器、第一生活负载、第二逆变器、电机、推进器和整船能量管理与控制系统；驳船部分包括第二生活负载；顶推船上的第一逆变器变换后的电能通过快速插头与驳船上的第二生活负载供电连接，为驳船上的第二生活负载供电；快速插头布置在顶推船或者驳船上。本系统只采用一个锂电池布置在顶推船上，通过燃料电池和锂电池共同对外部所有负载供电，能够降低对燃料电池系统的性能要求，还能提升燃料电池系统的寿命，同时采用外接充电设备和外接电源设备为整个系统供电，大幅度简化了整个系统结构。

技术领域

本发明涉及清洁可再生能源在船舶电力推进中应用的领域，尤其涉及一种简化的船用燃料电池顶推船-驳船混合动力系统。

背景技术

单独的锂电池作为船舶动力系统，存在续航里程短，质量重等问题；而单独的燃料电池系统作为船舶动力系统，存在启动较慢、功率输出不稳定、寿命低等问题，因此将锂离子电池和燃料电池组合成的混合动力电池系统可以同时满足环保、节能以及可持续发展的要求，广泛用于新能源船舶领域。由于氢燃料系统的安全性备受关注，因此将氢燃料动力系统安装在顶推船，与乘客或者货物所在的驳船分开，既能提升安全性，又能提高氢燃料动力系统顶推船的利用率。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，而提供了一种简化的船用燃料电池顶推船-驳船混合动力系统。

本实用新型一种简化的船用燃料电池顶推船-驳船混合动力系统，所述混合动力系统包括顶推船和驳船部分；

所述顶推船部分包括燃料电池系统、DC/DC、锂电池、第一逆变器、第一生活负载、第二逆变器、电机、推进器和整船能量管理与控制系统；

顶推船上的燃料电池系统产生的电能经过DC/DC电压转变后接入直流母线；

顶推船上的锂电池、第一逆变器和第二逆变器分别与直流母线连接；

第一逆变器与第一生活负载连接；

第二逆变器依次连接电机和推进器；

顶推船上的直流母线对锂电池充放电；

顶推船上的直流母线通过第一逆变器为第一生活负载供电；

顶推船上的直流母线通过第二逆变器控制电机，进而带动推进器；

所述驳船部分包括第二生活负载；

顶推船上的第一逆变器变换后的电能通过快速插头与驳船上的第二生活负载供电连接，为驳船上的第二生活负载供电；快速插头布置在顶推船或者驳船上；

所述燃料电池系统、DC/DC、锂电池、第一逆变器和第二逆变器分别与整船能量管理与控制系统连接；整船能量管理与控制系统采集信息，并控制与其连接的各系统，根据各个系统所处状态，及时调整工作模式。

所述顶推船上的锂电池和第一生活负载，以及驳船上的第一生活负载连接外接充电设备充电或者外接供电设备供电。

所述电机与推进器为一组单推进系统，或者为二组双推进器系统。

所述燃料电池系统包括质子交换膜燃料电池、空气供应系统、氢气供应系统、氮气吹扫系统、冷却水系统、氢气瓶及控制系统等。

所述锂电池是磷酸铁锂电池或者其他类型的锂电池，包括电池管理系统。

所述的简化的船用燃料电池顶推船-驳船混合动力系统，其工作模式主要包括：纯电锂电池模式、纯燃料电池模式、增程式模式、混合动力模式、驳船外接电源模式、顶推船外接能源模式和应急模式。

所述纯电锂电池模式：燃料电池系统关闭，锂电池为推进器、第一生活负载和第二生活负载供电。