一种改进的船用燃料电池顶推船-驳船混合动力系统及其控制方法
本发明公开一种改进的船用燃料电池顶推船?驳船混合动力系统及其控制方法，顶推船系统包括超级电容、第一DC/DC、燃料电池系统、第二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；驳船系统包括锂电池、第三逆变器、第二生活负载。系统采用燃料电池、超级电容和锂电池方案，可以满足单独驳船工作时的能量需求；单独顶推船工作时，超级电容和燃料电池系统配合工作，能够更好地满足推进系统变化的功率需求；顶推船和驳船连接在一起工作时，燃料电池、超级电容和锂电池互相配合，能够更好地满足功率和能量需求，能够减少锂电池的使用，降低对燃料电池系统的性能要求，大幅度降低了整个系统的成本。
船用燃料电池具有能量密度高、零排放、低噪音、运转平稳等优点，近年来燃料电池在船舶上的应用越来越受到关注。如果可以开发出一种改进的船用燃料电池顶推船驳船混合动力系统，其可控性更强、经济适用性更高，应用前景会非常广阔。
燃料电池在航运业和渔业中尤其具有应用前景，因为其可减少船舶对污染严重的柴油燃料的依赖，避免对大气和海洋生态系统造成破坏，还可为船员提供更安全、清洁的工作环境。如果可以开发出一种改进的船用燃料电池顶推船驳船混合动力系统，使其更适应各种不同载重货船，将有助于推广这些船只使用更清洁的燃料；除了传统燃料外，可再生能源也是在新能源的开发中另一大热门，如果改进的船用燃料电池顶推船驳船混合动力系统可以与可再生能源如风能、太阳能进行恰当的配合，形成有效的能量储存与转换利用，也有很大的发展空间。
总之，改进的船用燃料电池顶推船驳船混合动力系统可以作为一种可持续性强、适用性广的水运工具，在未来有很好的发展前景。
（1）将燃料电池系统安装在顶推船，与乘客或者货物所在的驳船分开，既能提升安全性，又能提高燃料电池系统顶推船的利用率；
（2）将燃料电池系统和超级电容布置在顶推船上，锂电池布置在驳船上，在顶推船和驳船没有连接的时候，顶推船和驳船都有能量供应，保证各自的能量需要，顶推船还能通过超级电容进行快速功率调节；当顶推船和驳船连接的时候，燃料电池、锂电池和超级电容相互配合，则可以采用增程式、混合动力等多种模式运行，优先通过超级电容进行功率调节，保证动力性的快速响应，降低对燃料电池和锂电池的要求，提升节能效果；
（3）在顶推船和驳船连接的时候，第二生活负载可以通过第二快速插头从顶推船获得能量，此时第三逆变器处于关闭状态，采用一个逆变器即可实现对顶推船和驳船生活负载功能，减少了能源浪费；当顶推船和驳船处于断开时，第二生活负载通过第三逆变器从锂电池获得能量，提升了其环境适应性。第二生活负载可以从不同路径获得能量来源，提升了其灵活性；
（4）通过外接充电设备对锂电池充电，通过外接电源设备对顶推船、驳船的生活负载供电，外部能量补充，减少氢燃料的消耗，降低了成本；
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李庆余
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