一种船用燃料电池供电系统及燃料电池船技术方案

一种船用燃料电池供电系统及燃料电池船，船用燃料电池供电系统包括：气源，设置于甲板以上；空气压缩机，设置于甲板以下；空气过滤器，与空气压缩机的进气口连接；模块化燃料电池组件，其燃气输入端与气源连接，空气输入端与空气压缩机的出气口连接；换热装置，设置于船舱底部并与模块化燃料电池组件中冷却管系连接；配电系统，与模块化燃料电池组件的电输出端连接；控制系统，设置于控制室内并分别与配电系统、模块化燃料电池组件连接。本发明专利技术采用模块化设计提高了功率密度，能够运用到较大型的船舶中使用，且采用模块化设计之后也不再需要进行集成化安装，使船用燃料电池供电系统的安装更加灵活，能够更好的利用船舶内空间进行布置。行布置。行布置。

【技术实现步骤摘要】
一种船用燃料电池供电系统及燃料电池船


[0001]本专利技术属于船舶领域，具体涉及一种船用燃料电池供电系统及燃料电池船。

技术介绍

[0002]目前，我国乃至世界范围内的水上航运、客运船舶，仍主要以燃油内燃机作为主要供电源，主要是通过化石燃料燃烧、膨胀推动活塞做功，进而带动主轴转动，由此将化学能转化为机械能，进而通过发电机再转化为电能，供给船舶的用电需求。随着世界范围对环境保护重视的不断提高，对能源的要求也在逐步提高，清洁能源的发展势在必行。
[0003]随着清洁能源发电技术的快速发展，锂电池作为一种清洁、可靠的供电源已广泛应用到船舶领域。但是由于锂电池能量密度限制导致的装置较笨重、占地较大，以及在役期后的回收处理较为困难的问题，在大功率应用场景下的进一步推广还存在一定难度。相比于陆用固定式环境，船舶对空间高效利用的需求更高，锂电池体积大、重量高的特性更为凸显，因此目前锂电池主要用作备用电源使用，不作为主推进使用。因此，如何在船舶场境下合理使用清洁能源供电，提高空间利用率，提升供电总容量及整体供电能力是需要进一步探索的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种船用燃料电池供电系统，所述船用燃料电池供电系统解决了现有清洁能源发电技术难以满足船舶使用的问题。本专利技术还提出了一种燃料电池船。
[0005]根据本专利技术第一方面实施例的船用燃料电池供电系统，包括：
[0006]气源，设置于甲板以上；
[0007]空气压缩机，设置于所述甲板以下；
[0008]空气过滤器，与所述空气压缩机的进气口连接；
[0009]模块化燃料电池组件，其燃气输入端与所述气源连接，空气输入端与所述空气压缩机的出气口连接，所述模块化燃料电池组件用于产生电能；
[0010]换热装置，设置于船舱底部并与所述模块化燃料电池组件中冷却管系连接，用于为所述模块化燃料电池组件提供冷却；
[0011]配电系统，与所述模块化燃料电池组件的电输出端电性连接，用于为全船分配电力；
[0012]控制系统，设置于控制室内并分别与所述配电系统、模块化燃料电池组件电性连接。
[0013]根据本专利技术实施例的船用燃料电池供电系统，至少具有如下技术效果：通过气源、空气压缩机可以为模块化燃料电池组件提供足够的燃料气体，进而可以通过模块化燃料电池组件中的化学反应产生足够的电能。通过采用模块化设置的模块化燃料电池组件，可以便于对模块化燃料电池组件进行的安装和堆叠，从而可以提高燃料电池功率体积密度。通
过空气过滤器可以有效的提高进入空气压缩机中空气的清洁度，进而保证模块化燃料电池组件化学反应的持续稳定的执行。通过换热装置可以实现对模块化燃料电池组件的散热，进而保证模块化燃料电池组件的正常运行。通过配电系统可以输出满足全船需求的电压，并且可直接利用配电系统输出电压驱动船舶的电驱动系统。本专利技术实施例的船用燃料电池供电系统通过采用模块化设计提高了功率密度，能够运用到较大型的船舶中使用，且采用模块化设计之后也不再需要进行集成化的安装，使整个船用燃料电池供电系统的安装更加灵活，能够更好的利用船舶内空间进行布置，不需要对船舶的结构进行过多的修改，适合进行产业化推广。
[0014]根据本专利技术的一些实施例，所述配电系统包括：
[0015]单相DC变换器，其输入端与所述模块化燃料电池组件的电输出端电性连接；
[0016]配电柜，与所述单相DC变换器的输出端电性连接。
[0017]根据本专利技术的一些实施例，上述船用燃料电池供电系统还包括：
[0018]蓄电池单元；
[0019]双向DC变换器，其一端与所述蓄电池单元电性连接，另一端分别与所述模块化燃料电池组件的电输出端、所述配电柜电性连接。
[0020]根据本专利技术的一些实施例，所述配电系统还包括与所述配电柜、所述双向DC变换器、所述单相DC变换器电性连接的外置升压逆变器，用于对所述双向DC变换器、所述单相DC变换器输出的电压进行升压逆变。
[0021]根据本专利技术的一些实施例，所述模块化燃料电池组件和所述空气压缩机设置于同一个舱室。
[0022]根据本专利技术的一些实施例，所述空气过滤器与所述空气压缩机设置于不同的舱室。
[0023]根据本专利技术的一些实施例，所述模块化燃料电池组件、空气压缩机皆有多个，多个所述模块化燃料电池组件堆叠于一个舱室内，多个所述模块化燃料电池组件与多个所述空气压缩机一一对应连接。
[0024]根据本专利技术的一些实施例，所述气源包括至少一个氢气罐。
[0025]根据本专利技术第二方面实施例的燃料电池船，包括船体以及设置于所述船体内的：
[0026]如上述的船用燃料电池供电系统；
[0027]与所述配电系统电性连接的驱动电机；
[0028]齿轮箱，与所述驱动电机的输出轴连接；
[0029]螺旋桨，与所述齿轮箱连接；所述驱动电机和齿轮箱共同用于驱动所述螺旋桨运转。
[0030]根据本专利技术实施例的燃料电池船，至少具有如下技术效果：通过采用上述的船用燃料电池供电系统，能够提供整个船舶所需要的电力，且足以驱动驱动电极带动整个齿轮箱和螺旋桨的运行。同时，采用上述模块化的船用燃料电池供电系统，能够更好的适用于船舶本身的结构进行安装和设计，不需要使用过多的结构改造。集中化的空间来布置船用燃料电池供电系统，极大的保证了船舶自身应当具备的功能的实现。
[0031]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0032]本专利技术的上述或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0033]图1是本专利技术实施例的船用燃料电池供电系统的布局示意图。
[0034]附图标记：
[0035]气源110、空气压缩机120、空气过滤器130、模块化燃料电池组件140、换热装置150、
[0036]控制系统210、单相DC变换器221、配电柜222、蓄电池单元231、双向DC变换器232、
[0037]驱动电机310、齿轮箱320、螺旋桨330。
具体实施方式
[0038]下面详细描述本专利技术的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0039]在本专利技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0040]在本专利技术的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船用燃料电池供电系统，其特征在于，包括：气源(110)，设置于甲板以上；空气压缩机(120)，设置于所述甲板以下；空气过滤器(130)，与所述空气压缩机(120)的进气口连接；模块化燃料电池组件(140)，其燃气输入端与所述气源(110)连接，空气输入端与所述空气压缩机(120)的出气口连接，所述模块化燃料电池组件(140)用于产生电能；换热装置(150)，设置于船舱底部并与所述模块化燃料电池组件(140)中冷却管系连接，用于为所述模块化燃料电池组件(140)提供冷却；配电系统，与所述模块化燃料电池组件(140)的电输出端电性连接，用于为全船分配电力；控制系统(210)，设置于控制室内并分别与所述配电系统、模块化燃料电池组件(140)电性连接。2.根据权利要求1所述的船用燃料电池供电系统，其特征在于，所述配电系统包括：单相DC变换器(221)，其输入端与所述模块化燃料电池组件(140)的电输出端电性连接；配电柜(222)，与所述单相DC变换器(221)的输出端电性连接。3.根据权利要求2所述的船用燃料电池供电系统，其特征在于，还包括：蓄电池单元(231)；双向DC变换器(232)，其一端与所述蓄电池单元(231)电性连接，另一端分别与所述模块化燃料电池组件(140)的电输出端、所述配电柜(222)电性连接。4.根据权利要求3所述的船用燃料电池供电系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜昊成，曹桂军，许军起，付苏明，余万德，宁雷，
申请(专利权)人：深圳市氢蓝时代动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：