[發明專利]一種混合電力推進系統

有效

• 申請號: 202010974447.4
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112208737B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 張小玉;王希煒;劉博;桂勇
• 申請（專利權）人: 中船動力研究院有限公司
• 主分類號: B63H21/17
• 分類號: B63H21/17;B60L50/75;B60L58/40
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

1.一種混合電力推進系統，其特征在于，包括：

供電模塊，包括燃料電池單元和蓄電池單元，所述供電模塊用于向直流母線供電；

變換器模塊，包括第一DC/DC變換器單元和第二DC/DC變換器單元，所述第一DC/DC變換器單元的第一端與所述燃料電池單元連接；所述第一DC/DC變換器單元的第二端與所述直流母線電連接；所述第二DC/DC變換器單元的第一端與所述蓄電池單元連接；所述第二DC/DC變換器單元的第二端與所述直流母線連接；

能量綜合管理模塊，所述能量綜合管理模塊與所述供電模塊和所述變換器模塊連接，所述能量綜合管理模塊用于控制所述變換器模塊的導通狀態，所述能量綜合管理模塊還用于根據模式信號或速度信號調配所述燃料電池單元和所述蓄電池單元的能量輸出；船舶工作模式包括停泊模式、進出港模式、航行模式或半速模式中的至少一種；能量綜合管理模塊用于根據模式信號或速度信號確定船舶工作模式；

所述能量綜合管理模塊還用于在控制模式為停泊模式并接入岸電時，控制斷開所述燃料電池單元和蓄電池單元，若沒有岸電接入，當存在負載時，控制燃料電池和蓄電池開啟；所述能量綜合管理模塊還用于在所述控制模式為進出港模式時，控制啟動全部的燃料電池單元和蓄電池單元；并根據所述蓄電池單元SOC值調節所述燃料電池的輸出功率；所述能量綜合管理模塊還用于在所述控制模式為航行模式時，控制啟動全部的燃料電池單元和蓄電池單元；并控制所述燃料電池單元為主輸出功率，以及根據所述蓄電池單元的荷電狀態控制所述蓄電池單元的充放電；所述能量綜合管理模塊還用于在所述控制模式為半速模式時，控制啟動部分的燃料電池單元和蓄電池單元，并控制降低負載對輸出功率的需求；

在沒有模式信號或速度信號輸入時，所述能量綜合管理模塊還用于根據所述蓄電池單元SOC值控制所述燃料電池單元的輸出功率和開啟數量以控制所述燃料電池單元的能量輸出；若蓄電池單元的荷電狀態小于第一設定荷電狀態閾值，所述能量綜合管理模塊用于控制燃料電池單元中的燃料電池以大于第一設定功率閾值的輸出功率全部啟動；并根據蓄電池單元的荷電狀態調節燃料電池的輸出功率；若蓄電池單元的荷電狀態大于第二設定電荷閾值，所述能量綜合管理模塊用于控制燃料電池單元中的燃料電池以第一設定功率閾值恒定輸出，并根據蓄電池單元的荷電狀態確定所述燃料電池的開啟數量。

2.根據權利要求1所述的混合電力推進系統，其特征在于，所述燃料電池單元包括燃料電池和燃料電池控制器，所述燃料電池控制器與所述能量綜合管理模塊連接，所述燃料電池控制器用于向所述能量綜合管理模塊傳輸所述燃料電池的狀態信息，并根據所述能量綜合管理模塊回饋的指令信號控制所述燃料電池的能量輸出；

所述蓄電池單元包括蓄電池和蓄電池控制器，所述蓄電池控制器與所述能量綜合管理模塊連接，所述蓄電池控制器用于向所述能量綜合管理模塊傳輸所述蓄電池的狀態信息，并根據所述能量綜合管理模塊回饋的指令信號控制所述蓄電池的能量輸出。

3.根據權利要求1所述的混合電力推進系統，其特征在于，

所述燃料電池單元的個數為多個，所述蓄電池單元的個數為多個，所述燃料電池單元與所述第一DC/DC變換器單元一一對應設置，所述蓄電池單元與所述第二DC/DC變換器單元一一對應設置；其中，所述第一DC/DC變換器單元包括單向變換器，所述第二DC/DC變換器單元包括雙向變換器。

4.根據權利要求3所述的混合電力推進系統，其特征在于，還包括供氫單元，所述供氫單元包括多個氫氣瓶組，每個所述氫氣瓶組用于為一對所述燃料電池單元提供氫氣；

所述氫氣瓶組之間連接有手動開關，所述手動開關用于控制所述氫氣瓶組之間的連通狀態。

5.根據權利要求4所述的混合電力推進系統，其特征在于，還包括氫氣系統控制器，所述氫氣系統控制器與所述能量綜合管理模塊連接，用于控制所述氫氣瓶組的瓶口電磁閥的開閉。

6.根據權利要求5所述的混合電力推進系統，其特征在于，所述氫氣瓶組的瓶口與所述燃料電池單元之間還設置有比例調節閥，所述比例調節閥用于調節輸入所述燃料電池單元的氫氣通量。