[实用新型]一种低成本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低成本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，顶推船的燃料电池系统产生的电能接入直流母线，直流母线通过DC/DC给超级电容充放电，或通过第一逆变器与电机和推进器连接；或通过第二逆变器为顶推船上的第一生活负载供电，第一生活负载也可以通过外接电源设备供电。顶推船上经过第二逆变器后的电能，通过快速插头向驳船的第二生活负载供电，第二生活负载也可以通过外接电源设备供电。该系统采用燃料电池系统和超级电容作为能量源，超级电容可以快速功率响应，弥补燃料电池响应慢的不足，控制策略简单，没有采用锂电池，同时采用外接电源设备为整个系统供电，大幅度降低了整个系统的成本。

技术领域

本实用新型涉及清洁可再生能源在船舶电力推进中应用的领域，尤其涉及一种低成本船用燃料电池顶推船-驳船混合动力系统。

背景技术

传统的船舶主要以柴油机为主，对河流的污染较大，为了保护河流的生态环境，国家对新能源船舶领域提出了更高的要求，开发环保节能及可持续发展的新能源动力技术已提上日程。

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，锂电池成本较高，因此将超级电容和燃料电池组合成的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，而提供了一种低成本船用燃料电池顶推船-驳船混合动力系统。

本实用新型一种低成本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、超级电容、DC/DC、第一逆变器、电机、推进器、第二逆变器、第一生活负载和整船能量管理与控制系统；

顶推船上的燃料电池系统与直流母线连接；

顶推船上的DC/DC、第一逆变器和第二逆变器分别与直流母线连接；

顶推船上的直流母线通过DC/DC向超级电容充放电；

第一逆变器依次连接电机和推进器；

第二逆变器与第一生活负载连接；

顶推船上的直流母线通过第一逆变器给电机供能，进而带动推进器；

顶推船上的直流母线通过第二逆变器为第一生活负载供电；

所述驳船部分包括第二生活负载；

第二逆变器变换后的电能通过快速插头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、第一逆变器、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，达到节能减排的目的。

所述顶推船上的第一生活负载在靠岸时通过外接电源设备供电；

所述驳船上的第二生活负载在靠岸时通过外接电源设备供电。

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。

所述锂电池可以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。

所述生活负载是指冰箱、空调、照明等设备。