[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

权利要求书

1.一种低成本船用燃料电池顶推船-驳船混合动力系统，其特征在于：

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。

2.根据权利要求1所述的低成本船用燃料电池顶推船-驳船混合动力系统，其特征在于：

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。

3.根据权利要求1所述的低成本船用燃料电池顶推船-驳船混合动力系统，其特征在于：

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。

4.根据权利要求1所述的低成本船用燃料电池顶推船-驳船混合动力系统，其特征在于：

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。

5.根据权利要求1-4任一项所述的低成本船用燃料电池顶推船-驳船混合动力系统，其特征在于：

所述混合动力系统的工作模式主要包括：驳船外接电源模式和顶推船外接电源模式、纯燃料电池模式、混合动力模式、增程式模式、应急模式；

所述驳船外接电源模式：当驳船没有与顶推船通过快速插头连接时，驳船通过岸边的外接电源进行供电；

所述顶推船外接电源模式：顶推船靠岸时，燃料电池系统关闭，顶推船上的第一生活负载通过外接电源设备供电；

所述纯燃料电池模式，是指燃料电池优先考虑工作在最佳功率区间，需求功率在燃料电池系统最佳功率区间内，超级电容不参与提供能量；

所述混合动力模式，若需求功率大于燃料电池系统最佳功率区间，则通过超级电容与燃料电池共同提供能量；

所述增程式模式，若需求功率小于燃料电池系统最佳功率区间，则燃料电池系统向超级电容充电；

所述应急模式，若超级电容能量超过顶限无法充电或者低于底线无法放电时，则通过调节燃料电池系统的功率以满足功率需求；

所述超级电容的能量顶限为总能量的95%，底线为总能量的5%。