[发明专利]一种带燃料电池的气电混联式船舶混合动力系统

权利要求书

1.一种带燃料电池的气电混联式船舶混合动力系统，其特征是：包括气体机、电动机、发电机、燃料电池、齿轮箱，气体机的输出端通过永磁耦合器与齿轮箱的第一输入端相连，电动机的输出端通过第一离合器与齿轮箱的第二输入端相连，发电机的输入端通过第二离合器与齿轮箱的第一输出端相连，齿轮箱的第二输出端与螺旋桨相连，液化天然气罐与气体供给装置相连，气体供给装置连通气体机和燃料电池中，燃料电池、蓄电池、船舶负载、逆变器、整流器均与配电板电连，逆变器通过变频器与电动机电连，发电机与整流器电连，齿轮箱里与螺旋桨连接的齿轮和与永磁耦合器连接的齿轮之间设置第三离合器； 气体机、电动机、发电机、燃料电池的工作模式包括混合推进模式；

所述混合推进模式包括：气电混合推进模式、气电混合推进辅助发电模式；

(1)气电混合推进模式：气体机、电动机处于运行状态，其所需电力由燃料电池和蓄电池提供，汇入配电板后经逆变器、变频器输入，永磁耦合器闭合，第一离合器和第三离合器闭合，第二离合器断开，由气体机、电动机共同带动螺旋桨运转；

(2)气电混合推进辅助发电模式：气体机、电动机和发电机处于运行状态，其所需电力由气体机带动发电机来提供，经整流器汇入配电板后再经逆变器、变频器输入，永磁耦合器、第一-第三离合器均闭合，由气体机、电动机共同带动螺旋桨运转； 气体机为天然气发动机或双燃料发动机，电动机和发电机为永磁电机，燃料电池为可直接使用天然气作为燃料的熔融碳酸盐型燃料电池或固体氧化物型燃料电池或磷酸型燃料电池，蓄电池为铅酸蓄电池或锂离子电池。

2.根据权利要求1所述的一种带燃料电池的气电混联式船舶混合动力系统，其特征是：气体机、电动机、发电机、燃料电池的工作模式包括机械推进模式；

所述机械推进模式包括：气体机推进模式、气体机推进辅助发电模式；

(1)气体机推进模式：气体机处于运行状态，永磁耦合器闭合，第三离合器闭合，第一-第二离合器断开，由气体机带动螺旋桨运转；

(2)气体机推进辅助发电模式：气体机、发电机处于运行状态，永磁耦合器闭合，第二-第三离合器闭合，第一离合器断开，由气体机带动螺旋桨运转的同时带动发电机发电，经整流器汇入配电板。

3.根据权利要求1所述的一种带燃料电池的气电混联式船舶混合动力系统，其特征是：气体机、电动机、发电机、燃料电池的工作模式包括电力推进模式；

所述电力推进模式包括：燃料电池推进模式、蓄电池推进模式、气体机串联推进模式、混合供电推进模式、岸电充电模式；

(1)燃料电池推进模式：电动机处于运行状态，其所需电力由燃料电池提供，汇入配电板后经逆变器、变频器输入，永磁耦合器断开，第一离合器闭合，第二-第三离合器断开，由电动机带动螺旋桨运转；

(2)蓄电池推进模式：电动机处于运行状态，其所需电力由蓄电池提供，汇入配电板后经逆变器、变频器输入，永磁耦合器断开，第一离合器闭合，第二-第三离合器断开，由电动机带动螺旋桨运转；

(3)混合供电推进模式：电动机处于运行状态，其所需电力由燃料电池和蓄电池提供，汇入配电板后经逆变器、变频器输入，永磁耦合器断开，第一离合器闭合，第二-第三离合器断开，由电动机带动螺旋桨运转；

(4)气体机串联推进模式：气体机、电动机、发电机处于运行状态，其所需电力由气体机带动发电机以及燃料电池来提供，经整流器汇入配电板后再经逆变器、变频器输入，永磁耦合器闭合，第一-第二离合器闭合，第三离合器断开，由电动机带动螺旋桨运转；

(5)岸电充电模式：当船舶在港口和岸边停靠时，外接电源为蓄电池充电。