[发明专利]一种潜航器混合动力系统及潜航器

说明书

本发明提供了一种潜航器混合动力系统及潜航器，涉及水下动力推进系统领域，潜航器混合动力系统包括燃料电池模组、蓄电池模组、动力模组及控制模组，燃料电池模组与蓄电池模组连接，燃料电池模组用于向蓄电池模组进行供电，蓄电池模组与动力模组连接，蓄电池模组用于电能的储存，并供动力模组工作，动力模组用于驱动潜航器运动，控制模组与燃料电池模组、蓄电池模组及动力模组分别连接。潜航器混合动力系统既可以充分利用燃料电池模组通过燃料燃烧所产生的能量启动迅速的优点，又可利用蓄电池模组电力输出快，控制稳定的优点，结构相对简单，具有低噪、清洁、能量利用率高的优点，从而实现潜航器在水下进行长时间航行的需求。

技术领域

本发明涉及水下动力推进系统领域，尤其涉及一种潜航器混合动力系统及潜航器。

背景技术

随着社会的不断进步，人们对自然资源的需求也在不断增加，陆地和天空资源的开采无法完全满足人们的需求，因此，以海洋为主的水下资源的探索及开采得到各类行业的关注。而在海洋探索中，使用最为广泛的探索装置是水下潜航器。其中，无人潜航器由于无需人员驾驶，可通过遥控或自动控制的方式在水下进行航行，可以遵循计划的轨迹进行探索及开采，得到最为广泛的研究。而无人潜航器又可广泛应用于地球物理勘测，海底管道检查，海洋考古、救生、排除水雷等场景中。

在水下潜航器中，动力系统是整个潜航器的能源供应部分，因此，对水下潜航器性能的影响也是最大的。现有水下潜航器的能源动力装置大部分采用燃机或蓄电池，燃机结构复杂且噪声较大，不适用于水下航行器。蓄电池则多由锂电池构成，锂电池虽然结构简单，但由于现有的技术及本身材料的限制，导致锂电池的能量密度低，因此其续航时长较短，无法满足长续航运行的要求，不适用于近海、远洋等需长期工作的场所。此外，锂离子电池在长期使用过程中，易出现“过充过放”的现象，可能导致能源系统性能的衰退、过热、甚至出现燃烧爆炸的风险，给无人潜航器的运行带来巨大的安全隐患。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本申请提供一种潜航器混合动力系统及潜航器。

本申请提供的一种潜航器混合动力系统，用于潜航器中，所述潜航器混合动力系统包括燃料电池模组、蓄电池模组、动力模组及控制模组，所述燃料电池模组与所述蓄电池模组连接，所述燃料电池模组用于向所述蓄电池模组进行供电，所述蓄电池模组与所述动力模组连接，所述蓄电池模组用于电能的储存，并供所述动力模组工作，所述动力模组用于驱动所述潜航器运动，所述控制模组与所述燃料电池模组、所述蓄电池模组及所述动力模组分别连接。

在一种可能的实施方式中，所述燃料电池模组包括燃料罐、空气罐及反应室，所述燃料罐及所述空气罐分别与所述反应室连通，所述燃料罐用于向所述反应室提供燃料，所述空气罐用于向所述反应室提供空气，所述反应室与所述蓄电池模组连接，所述反应室通过燃料在其中反应燃烧产生电能，并将电能输送至所述蓄电池模组中。

在一种可能的实施方式中，所述燃料罐和所述空气罐均为可更换设备，所述燃料罐和所述空气罐均可拆卸地设于所述潜航器中。

在一种可能的实施方式中，所述蓄电池模组包括多个蓄电池组，所述燃料电池模组与多个所述蓄电池组分别连接，所述控制模组能够控制所述燃料电池模组对不同的所述蓄电池组进行充电，还可控制储存有电能的所述蓄电池组向所述动力模组进行供电。

在一种可能的实施方式中，所述动力模组包括电机及螺旋桨，所述电机与所述蓄电池模组电连接，所述电机的输出端与所述螺旋桨连接。

在一种可能的实施方式中，所述动力模组还包括燃烧室、涡轮及离合器，所述燃烧室与所述燃料罐及所述空气罐分别连通，所述涡轮与所述燃烧室连通，所述燃烧室中燃烧产生的燃气能够驱动所述涡轮转动，所述涡轮与所述螺旋桨连接，所述离合器分别与所述电机的输出端及所述涡轮连接，所述离合器能够控制所述电机及所述涡轮与所述螺旋桨的连接状态。