一种带电解槽的船舶气电混合动力系统技术方案

本发明专利技术公开了一种带电解槽的船舶气电混合动力系统。该系统包括天然气发动机、第一离合器、第二离合器、齿轮箱、可逆电机、发电驱动器、直流母线、磷酸铁锂电池、氢燃料电池、电解槽和天然气存储罐，通过天然气发动机作为机械动力系统，与电力动力系统进行结合，解决了发动机功率不足，续航里程短的问题。不仅如此，本发明专利技术一方面通过电解槽向天然气发动机提供氢气，改善了天然气燃烧速度慢、热值低等缺点，另一方面，采用了直流组网的方式，省去了配电板和部分变压器，使得动力系统的体积和重量大大降低。本发明专利技术可广泛应用于新能源技术领域内。本发明专利技术可广泛应用于新能源技术领域内。本发明专利技术可广泛应用于新能源技术领域内。

【技术实现步骤摘要】
一种带电解槽的船舶气电混合动力系统


[0001]本专利技术涉及新能源
，尤其是一种带电解槽的船舶气电混合动力系统。

技术介绍

[0002]天然气作为船舶发动机的燃料，其优点包括资源丰富、排放污染低、价格低廉等，与其他化石类燃料相比较而言，在开采、生产、储藏、运输、使用等全生命周期内产生的污染物排放量最少，但存在能量密度低等缺点。因此，纯电动船舶动力系统成为近年来研究的热点，与传统燃油船舶相比，纯电动船舶动力系统有着零排放、船型结构简单、传动效率更高、运营成本低等方面的优势，但也存在续航里程较短等问题。
[0003]综上，相关技术中存在的问题亟需得到解决。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于：提供一种带电解槽的船舶气电混合动力系统。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是：
[0006]一种带电解槽的船舶气电混合动力系统，其特征在于，包括天然气发动机、第一离合器、第二离合器、齿轮箱、可逆电机、发电驱动器、直流母线、磷酸铁锂电池、氢燃料电池、电解槽和天然气存储罐，其中，所述天然气发动机的第一输入端与所述天然气存储罐连接，所述天然气发动机的输出端通过所述第一离合器与所述齿轮箱连接，所述齿轮箱的第一输出端通过所述第二离合器与所述可逆电机连接，所述可逆电机与所述发电驱动器连接，所述发电驱动器与所述直流母线连接，所述直流母线与所述磷酸铁锂电池连接，所述天然气发动机的第二输入端与所述氢燃料电池，所述氢燃料电池与所述电解槽连接。
[0007]进一步地，所述系统还包括汽化器，所述汽化器的输入端与所述天然气存储罐连接，所述汽化器的输出端与所述天然气发动机的第一输入端连接，所述汽化器用于将液化天然气进行汽化。
[0008]进一步地，所述系统还包括岸电电源，所述岸电电源的输出端通过整流器与所述直流母线连接，所述岸电电源用于对所述磷酸铁锂电池进行充电。
[0009]进一步地，所述系统还包括第一直流变压器和第二直流变压器，所述直流母线与所述第一直流变压器连接，所述第一直流变压器与所述氢燃料电池连接，所述直流母线与所述第二直流变压器连接，所述第二直流变压器与所述电解槽连接。
[0010]进一步地，所述系统还包括尾气吸收装置，所述尾气吸收装置设置在所述天然气发动机的废气出气口处，所述尾气吸收装置用于处理尾气。
[0011]进一步地，所述系统还包括螺旋桨，所述螺旋桨与所述齿轮箱的第二输出端连接。
[0012]进一步地，所述系统还包括储能变流器，所述直流母线与所述储能变流器连接，所述储能变流器与所述磷酸铁锂电池连接。
[0013]进一步地，所述系统还包括发电驱动器，所述直流母线与所述发电驱动器连接，所
述发电驱动器与所述可逆电机连接。
[0014]进一步地，所述系统还包括氢气存储装置，所述氢气存储装置的第一输出端与所述天然气发动机的第二输入端连接，所述氢气存储装置的第二输出端与所述氢燃料电池连接，所述氢气存储装置的输入端与所述电解槽连接。
[0015]进一步地，所述可逆电机包括发电机工作模式和电动机工作模式。
[0016]本专利技术的有益效果是：一种带电解槽的船舶气电混合动力系统，包括天然气发动机、第一离合器、第二离合器、齿轮箱、可逆电机、发电驱动器、直流母线、磷酸铁锂电池、氢燃料电池、电解槽和天然气存储罐，通过天然气发动机作为机械动力系统，与电力动力系统进行结合，提高了发动机的功率，延长了发动机的续航里程。不仅如此，本专利技术一方面通过电解槽向天然气发动机提供氢气，改善了天然气燃烧速度慢、热值低等缺点，另一方面，采用了直流组网的方式，省去了配电板和部分变压器，使得动力系统的体积和重量大大降低。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或者现有技术中的技术方案，下面对本专利技术实施例或者现有技术中的相关技术方案附图作以下介绍，应当理解的是，下面介绍中的附图仅仅为了方便清晰表述本专利技术的技术方案中的部分实施例，对于本领域的技术人员来说，在无需付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取到其他附图。
[0018]图1为本专利技术实施例提供的一种带电解槽的船舶气电混合动力系统的连接示意图。
具体实施方式
[0019]本部分将详细描述本专利技术的具体实施例，本专利技术之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本专利技术的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本专利技术保护范围的限制。
[0020]在本专利技术实施例的描述中，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、以下、以内等理解为包括本数，“至少一个”是指一个或者多个，“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。如果有描述到“第一”、“第二”等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
[0021]需要说明的是，本专利技术实施例中设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属
技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本专利技术实施例中的具体含义。例如，术语“连接”可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。
[0022]在本专利技术实施例的描述中，参考术语“一个实施例/实施方式”、“另一实施例/实施方式”或“某些实施例/实施方式”、“在上述实施例/实施方式”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少两个实施例或实施方式中。在本公开中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的示实施例或实施方式。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或实施方式中以
合适的方式结合。
[0023]需要说明的是，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0024]随我国经济迅速发展，能源需求和空气污染问题日益受到关注。动力系统的经济性、排放性以及动力装置的要求不断提高。一般来说，会采用天然气作为船舶发动机的燃料，天然气有着资源丰富、排放污染低、价格低廉等优点，其燃烧后基本没有微粒排放，并且燃烧后的CO生成量也很少，与其他化石类燃料相比较而言，天然气虽然在开采、生产、储藏、运输、使用等全生命周期内产生的污染物排放量最少，但存在能量密度低等缺点。因此，以天然气发动机作为船舶唯一动力源的动力系统有着能量密度低，动态响应速度较慢，低速运行时能耗和排放较高等缺点。而纯电动船舶动力系统与传统燃油船舶相比有着零排放、船型结构简单、传动效率更高、运营成本低等方面的优势，但也存在动力性较差、续航能力较弱等问题。
[0025]参照图1，为此，本申请提出了一种带电解槽的船舶气电混合动力系统，包括天然气发动机1、第一离合器2a、第二离合器2b、齿轮箱3、可逆电机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带电解槽的船舶气电混合动力系统，其特征在于，包括天然气发动机、第一离合器、第二离合器、齿轮箱、可逆电机、发电驱动器、直流母线、磷酸铁锂电池、氢燃料电池、电解槽和天然气存储罐，其中，所述天然气发动机的第一输入端与所述天然气存储罐连接，所述天然气发动机的输出端通过所述第一离合器与所述齿轮箱连接，所述齿轮箱的第一输出端通过所述第二离合器与所述可逆电机连接，所述可逆电机与所述发电驱动器连接，所述发电驱动器与所述直流母线连接，所述直流母线与所述磷酸铁锂电池连接，所述天然气发动机的第二输入端与所述氢燃料电池，所述氢燃料电池与所述电解槽连接。2.根据权利要求1所述的一种带电解槽的船舶气电混合动力系统，其特征在于，所述系统还包括汽化器，所述汽化器的输入端与所述天然气存储罐连接，所述汽化器的输出端与所述天然气发动机的第一输入端连接，所述汽化器用于将液化天然气进行汽化。3.根据权利要求1所述的一种带电解槽的船舶气电混合动力系统，其特征在于，所述系统还包括岸电电源，所述岸电电源的输出端通过整流器与所述直流母线连接，所述岸电电源用于对所述磷酸铁锂电池进行充电。4.根据权利要求1所述的一种带电解槽的船舶气电混合动力系统，其特征在于，所述系统还包括第一直流变压器和第二直流变压器，所述直流母线与所述第一直流变压器连接，所述第一直流变压器与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张尊华，张丞，陈迪松，邵超凡，阮智邦，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：