[发明专利]一种燃料电池和锂电池组组合的船舶动力系统

说明书

本发明涉及一种燃料电池和锂电池组组合的船舶动力系统，包括储氢系统，储氢系统与氢能燃料电池系统相连，氢能燃料电池系统通过DCDC转换器与电源分配单元相连，锂电池系统通过双向DCDC转换器与电源分配单元相连，电源分配单元通过DCAC转换器与船用负载单元相连；电源分配单元通过主推进电机控制器与电机相连；还包括控制管理系统，控制管理系统与氢能燃料电池系统、锂电池系统和主推进电机控制器相通信连接。本发明能实现稳定的动力，并能提高对船舶稳定、持续和环保的输出。

技术领域

本发明涉及船舶及游艇的动力总成领域，尤其涉及一种燃料电池和锂电池组组合的船舶动力系统。

背景技术

近年来，随着全球范围内环境保护和能源可持续发展的要求，开发利用新型的能源动力已迫在眉睫。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。而锂离子电池和燃料电池组合形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，已广泛应用于新能源船舶领域。

这其中，船舶占全球二氧化碳总排放量的3％，氮氧化物总排放量的31％，因此，船舶行业有着巨大的减排的动力来推动产业的升级，特别是随着新能源技术尤其是氢能源燃料电池技术的发展，船舶由传统燃油动力向新能源特别是氢能源燃料电池动力转型势在必行。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种燃料电池和锂电池组组合的船舶动力系统。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种燃料电池和锂电池组组合的船舶动力系统，包括第一储氢系统和第二储氢系统，所述第一储氢系统的输出端与第一氢能燃料电池系统的输入端相连，所述第一氢能燃料电池系统的输出端与第一DCDC转换器的输入端相连，所述第一DCDC转换器的输出端与电源分配单元的第一路输入端相连，所述第二储氢系统的输出端与第二氢能燃料电池系统的输入端相连，所述第二氢能燃料电池系统的输出端与第二DCDC转换器的输入端相连，所述第二DCDC转换器的输出端与电源分配单元的第二路输入端相连；

还包括第一锂电池系统和第二锂电池系统，所述第一锂电池系统的输出端与第一双向DCDC转换器的输入端相连，所述第一双向DCDC转换器的输出端与电源分配单元的第三路输入端相连，所述第二锂电池系统的输出端与第二双向DCDC转换器的输入端相连，所述第二双向DCDC转换器的输出端与电源分配单元的第四路输入端相连；

所述电源分配单元的第一路输出端与第一DCAC转换器的输入端相连，所述第一DCAC转换器的输出端与船用负载单元的输入端相连；所述电源分配单元的第二路输出端与第一主推进电机控制器的输入端相连，所述第一主推进电机控制器的输出端与第一电机的输入端相连；所述电源分配单元的第三路输出端与第二主推进电机控制器的输入端相连，所述第二主推进电机控制器的输出端与第二电机的输入端相连；

还包括控制管理系统，所述控制管理系统与第一氢能燃料电池系统和第二氢能燃料电池系统相通信连接，所述控制管理系统与第一锂电池系统、第二锂电池系统、第一主推进电机控制和第二主推进电机控制器相通信连接。

优选地，所述的一种燃料电池和锂电池组组合的船舶动力系统，所述第一储氢系统和第二储氢系统均包括氢气瓶组、防爆保护装置及辅助系统，所述氢气瓶组上设置有防爆保护装置，所述述氢气瓶组通过氢气管路与辅助系统相连。

优选地，所述的一种燃料电池和锂电池组组合的船舶动力系统，所述辅助系统包括空气压缩机、加湿器、压力调节装置、气体流量控制器、温控器和功率调节器，所述空气压缩机、压力调节装置、气体流量控制器和功率调节器通过氢气管路与氢气瓶组相连，所述加湿器通过温控器设置在氢气瓶组的周边。

优选地，所述的一种燃料电池和锂电池组组合的船舶动力系统，所述第一氢能燃料电池系统和第二氢能燃料电池系统均包括若干独立的燃料电池单元和与其对应匹配的燃料电池单元的燃料电池控制器，所述燃料电池单元与燃料电池控制器相连，所述燃料电池控制器与控制管理系统相通信连接。