[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

本發明實施例公開了一種混合電力推進系統，包括：供電模塊，包括燃料電池單元和蓄電池單元，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，燃料電池單元經過第一DC/DC變換器單元與直流母線連接；蓄電池單元經過第二DC/DC變換器單元與直流母線連接；能量綜合管理模塊，能量綜合管理模塊與供電模塊和變換器模塊連接，能量綜合管理模塊用于控制變換器模塊的導通狀態，能量綜合管理模塊還用于根據模式信號或速度信號調配燃料電池單元和蓄電池單元的能量輸出。本發明實施例提供的技術方案提高了電力系統的穩定性，保證了船舶上器件的使用特性和使用壽命，提高了節能減排的效果。

技術領域

本發明實施例涉及船舶電源技術領域，尤其涉及一種混合電力推進系統。

背景技術

船舶作為海上主要的交通工具，現有技術通常根據船舶的噸位、用途采用柴油機、蒸汽輪機或燃氣輪機作為主動力源，而柴油機、蒸汽輪機和燃氣輪機都是采用燃燒的方式產生能源，這一過程伴隨著大量的污染物排出，且能源轉換效率不高。為此，對船舶的供電系統以及供電策略的研究提出了更高的要求。

針對上述問題，目前提出了一種混合動力電源系統，包括多個相互串聯的電源模塊，每一該電源模塊包括一氫燃料電池單元以及一鋰離子電池單元，該氫燃料電池單元包括兩個以上相互串聯的燃料電池單體，該鋰離子電池單元包含一個或兩個以上相互并聯的鋰離子電池單體，其中，該氫燃料電池單元與該鋰離子電池單元并聯連接，用于給該鋰離子電池單元充電。放電初期，鋰離子電池單元作為主要的電源對外輸出，隨著鋰離子電池單元放電深度的增大，氫燃料電池單元輸出電流逐漸增大，最后，氫燃料電池單元對外輸出，鋰離子電池不再對外輸出，當該電源模塊輸出不足以維持輸出電流時，該電源模塊切斷對外輸出，此時，控制氫燃料電池單元為鋰離子電池單元充電，當充電后該電源模塊的輸出可以滿足輸出電流時，該電源模塊導通繼續對外輸出，鋰離子電池單元與氫燃料電池單元同時向外供電，當對外供電電流低于氫燃料電池單元最大輸出電流時，隨著放電的進行，氫燃料電池單元一方面向鋰離子電池單元充電，另一方面對外供電。氫燃料電池具有無污染、低噪聲和高效率的特點，從而解決了污染物排出，且能源轉換效率不高的問題。但是，最后氫燃料電池單元對外輸出，鋰離子電池不再對外輸出，當電源模塊輸出不足以維持輸出電流時，該電源模塊切斷對外輸出，會造成電力系統的不穩定，影響船舶上器件的使用特性和使用壽命，不能達到有效的節能減排。

發明內容

本發明實施例提供了一種混合電力推進系統，以提高電力系統的穩定性，保證船舶上器件的使用特性和使用壽命，提高節能減排的效果。

本發明實施例提供了一種混合電力推進系統，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。

可選的，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。