[发明专利]一种船舶综合电力系统

权利要求书

1.一种船舶综合电力系统，燃料电池发电分系统、锂电池储能分系统、永磁推进分系统、配电分系统以及能量管理分系统；其特征在于：

燃料电池发电分系统采用燃料电池组作为主发电机组，配置锂电池储能分系统进行能量缓冲，锂电池储能分系统由钛酸锂电池单体通过串并联组成；燃料电池组将化学能转换为直流电能，为推进电机及全艇辅机提供电能；

燃料电池发电分系统发出的电能通过配电分系统构建的电力网络传递给锂电池储能分系统、永磁推进分系统及辅机、武器、探测、日常用电等其他用电设备，能量的监测与调度通过能量管理分系统实现。

2.根据权利要求1所述的船舶综合电力系统，其特征在于：

燃料电池组包括氧源系统、氢源系统、燃料电池模块、控制单元、DC/DC变换单元及反应物处理系统；燃料电池组在水下通过化学反应将化学能转换为直流电能，控制单元用于对化学反应进行控制，最终通过DC/DC变换单元转换为直流幅压电为推进电机及全艇辅机提供电能；氧源系统为燃料电池模块持续提供氧气，燃料电池模块进行化学反应将产生的热量一部分进入热量交换器，一部分对氢源系统进行加热，继而通过制氢装置为燃料电池模块提供氢气；反应物处理系统通过气水分离装置将化学反应产物进行分离为氢气和水。

3.根据权利要求1所述的船舶综合电力系统，其特征在于：

锂电池储能分系统采用钛酸锂电池单体通过串并联组成一组锂电池组，由多组锂电池组实现组合模块，并在出口设置断路器。

4.根据权利要求1所述的船舶综合电力系统，其特征在于：

永磁推进分系统采用低速大扭矩永磁推进电机，永磁推进电机采用内转子表贴式永磁同步电机；定子和变流调速装置采用水冷技术。

5.根据权利要求1所述的船舶综合电力系统，其特征在于：

配电分系统根据电能的不同规格要求配置静止式变电装置，变流装置主要由主电路、控制单元、电源模块、散热单元、通信单元组成，具有输入欠压保护、输出短路保护、过流保护、输出过压保护、过温保护功能，主机可通过CAN与外部进行通讯。

6.根据权利要求1所述的船舶综合电力系统，其特征在于：

配电分系统采取区域供配电的模式，动力电网设计成两个区域，每一区域均包含一台一台燃料电池模块装置、2组锂电池组，正常运行时独立向永磁推进电机的半组通道供电，当一组锂电池组出现故障停机时，两个区域可通过直流配电板内母联开关连接，保证供电可靠性。

7.根据权利要求1所述的船舶综合电力系统，其特征在于：

所述的能量管理分系统包含综合电力系统内部的能量管理装置、传感器和执行器件；能量管理装置接收控制指令并将其下发给对应的控制器和执行器件，同时接受并显示各设备的状态和运行参数；能量管理装置主要由加固计算机、加固液晶显示屏、信号调理单元、电源、可编程逻辑控制器、功能面板以及舷外的遥控面板组成。