[发明专利]一种用于新能源船舶的混合动力电池系统

说明书

本发明公开了一种用于新能源船舶的混合动力电池系统，其特征在于，包括顺序连接的电气驱动单元、能源储存单元、充电控制装置和能量供给单元，所述电气驱动单元包括逆变器和与逆变器连接的电动机组；所述能源储存单元包括互为并联的锂离子电池组，其中一个锂离子电池组为主供电电源，当其为新能源船舶进行供电时，其他锂离子电池组为备用储能电源；所述充电控制装置包括充电控制单元和与充电控制单元连接的外部充电设备和继电器组；所述能量供给单元为燃料电池组。这种系统可以克服锂离子电池续航里程短、充电较慢以及燃料电池功率输出不稳定、寿命较短的问题，能为新能源船舶提供充足的动力。

技术领域

本发明涉及动力技术，具体是一种用于新能源船舶的混合动力电池系统。

背景技术

近年来，随着全球范围内环境保护和能源可持续发展的要求，开发利用新型的能源动力已迫在眉睫。与此同时，国家对新能源船舶领域提出了更高的要求。开发环保、节能及可持续发展的新能源动力技术已提上日程。而锂离子电池和燃料电池组合形成的混合动力电池系统可以同时满足环保、节能以及可持续发展的要求，已广泛应用于新能源船舶领域。

目前，锂离子电池和燃料电池单独的作为新能源船舶的动力电源，会有不同的局限性。例如，锂离子电池在实际使用过程中存在充电较慢、续航里程较短等问题；而燃料电池使用时存在启动较慢、功率输出不稳定，进而导致燃料电池寿命缩短等问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种用于新能源船舶的混合动力电池系统。这种系统可以克服锂离子电池续航里程短、充电较慢以及燃料电池功率输出不稳定、寿命较短的问题，能为新能源船舶提供充足的动力。

实现本发明目的的技术方案是：

一种用于新能源船舶的混合动力电池系统，与现有技术不同处在于，包括顺序连接的电气驱动单元、能源储存单元、充电控制装置和能量供给单元，所述电气驱动单元包括逆变器和与逆变器连接的电动机组；所述能源储存单元包括互为并联的锂离子电池组，其中一个锂离子电池组为主供电电源，当其为新能源船舶进行供电时，其他锂离子电池组为备用储能电源，从而达到“多备一用”的供电模式；所述充电控制装置包括充电控制单元和与充电控制单元连接的外部充电设备和继电器组；所述能量供给单元为燃料电池组。

所述燃料电池组为氢燃料电池组、金属空气电池组、碱性燃料电池组、磷酸燃料电池组、熔融碳酸盐燃料电池组、固体氧化物燃料电池组、质子交换膜燃料电池组或直接甲醇燃料电池组中的一种电池组或他们中任意几种电池组混合组合的电池组，燃料电池组作为能量供给单元的核心组成部分，其作用在于为锂离子电池组提供恒定的功率输出。

所述锂离子电池组为磷酸铁锂电池组、三元电池即镍钴锰酸锂电池组、锰酸锂电池组、磷酸锰锂电池组或磷酸锰铁锂电池组中的一种电池组或他们中任意几种电池组混合组合的电池组，锂离子电池组作为能源储存单元中的核心组成部分，其能量来源一方面来自燃料电池组的供给，另一方面可以通过外部充电设备直接供给。

所述外部充电设备为可充电的装置，如充电桩。

所述锂离子电池组的组数为至少3组。

上述混合动力电池系统中充电控制装置的作用在于由充电控制单元分别对燃料电池组和外部充电设备输出端的电压、电流进行反馈、管理、调节以及均衡处理，最终汇总到继电器接电，输出到锂离子电池组输入端。

与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：

（1）可以大幅度提高锂离子电池组的续航能力：单独使用锂离子电池组作为新能源船舶动力源时，受锂离子电池组能量密度低的局限性，使得锂离子电池组的续航里程较短，达不到新能源船舶对续航里程的需求，采取本技术方案的混合动力电池系统后，锂离子电池组可以在不同的使用模式下，分别通过燃料电池组或外部充电设备对其进行充电，从而达到新能源船舶领域对续驶能力的要求；