[发明专利]一种水下滑翔器能源系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种水下滑翔器能源系统及其控制方法。所述能源系统主要由质子交换膜燃料电池、超级电容器和温差热机构成；所述质子交换膜燃料电池为水下滑翔器的小功率持续负载持续地供电，其额外的电能通过开关P储存在超级电容器中；所述超级电容器利用其储存的电能，通过开关Q向水下滑翔器的大功率间歇负载供电；所述质子交换膜燃料电池的发电余热与冷海水协同驱动所述温差热机，从而驱动水下滑翔器产生滑翔运动。本发明既为水下滑翔器电负载提供紧凑、高效电源，又为其温差热机提供优质热源，使水下滑翔器具备全海域、低能耗、大航程作业能力。

主权项

一种水下滑翔器能源系统，包括质子交换膜燃料电池（PEMFC）、超级电容器（18）、温差热机和热交换器A（7）、热交换器B（6）；所述温差热机包括由管路连接的换能器（8）、蓄能器（9）、内皮囊（13）和外皮囊（14）；换能器（8）由圆筒形内、外耐压壳体构成，外壳体与内壳体之间为循环水，内壳体内装有热敏材料和液压油，热敏材料和液压油之间由密封隔板隔开，密封隔板随热敏材料体积变化在内壳体内轴向滑动；在内皮囊（13）与换能器（8）的内壳体之间设有单向阀A（10），在换能器（8）的内壳体和蓄能器（9）之间设有单向阀B（11）；其特征在于：所述热交换器A（7）和热交换器B（6）均位于水下滑翔器壳体的外部的机翼上；所述换能器（8）的位置低于所述热交换器A（7）；所述蓄能器（9）、内皮囊（13）和外皮囊（14）之间连接有三通电磁阀A（3）；所述换能器（8）的循环水出口通过三通电磁阀B（4）、三通电磁阀C（1）和泵（15）连接至所述质子交换膜燃料电池（PEMFC）的冷却循环水入口；所述换能器（8）的循环水入口通过三通电磁阀D（5）、三通电磁阀E（2）和露点加湿器（12）连接至所述质子交换膜燃料电池（PEMFC）的冷却循环水出口；所述换能器（8）循环水出口通过所述三通电磁阀B（4）连接至热交换器A（7）的一端，所述换能器（8）的循环水入口通过所述三通电磁阀D（5）连接至热交换器A（7）的另一端；所述质子交换膜燃料电池PEMFC的冷却循环水入口通过泵（15）和三通电磁阀C（1）连接至热交换器B（6）的一端，所述质子交换膜燃料电池（PEMFC）的冷却循环水出口通过所述露点加湿器（12）和所述三通电磁阀E（2）连接至热交换器B（6）的另一端；水下滑翔器的小功率持续负载（16）直接由所述质子交换膜燃料电池（PEMFC）供电；所述质子交换膜燃料电池（PEMFC）通过开关P给一超级电容器（18）充电，所述超级电容器（18）通过开关Q向水下滑翔器的大功率间歇负载（17）供电。