摘 要摘 要响应我国能源发展规划，以绿色游艇的开发作为突破口，促进产业传统结构升级，探讨燃料电池船舶在实际中的应用，寻求整个船舶行业在能源动力方面更迭的可能性。氢能优点明显，高效率和低排放且氢燃料电池技术也更加纯熟。在这种情况下，将燃料电池（FC）作为电源集成在混合能源系统中将游艇进行改造将是一个有趣的方案。不同的能源管理策略对游艇推进动力系统的燃油消耗，动态性能和使用寿命影响很大。本文介绍了一种用于低功率船的混合动力系统，分析了该系统的结构配置，由质子交换膜燃料电池（PEMFC）和电池组等组成，并寻求了相应结构的数学模块。这些模块在MATLAB/ SIMULINK环境中实现建模。根据选定的原型船的典型驱动周期分析了动态性能和功率分配。在该系统中，提出了基于运行状态的高效能量管理系统（EMS）并设计。该能量管理策略确定系统每个组件的工作点，以最大限度地提高系统效率，优化电力每个能源单位之间的分配。仿真结果表明所提出的能源管理策略能够满足游艇动力需求，减少燃料电池的动态负荷，并优化性能，燃油经济性和混合动力系统的效率。关键词燃料电池；游艇；能量管理；仿真
目 录
第一章 绪论1
1.1 课题研究背景与意义1
1.1.1 船舶污染1
1.1.2 氢能的开发与利用现状2
1.1.3 游艇行业现状3
1.1.4 研究意义4
1.2 氢燃料电池概述4
1.2.1 燃料电池分类5
1.2.2 氢燃料电池特点6
1.3 氢燃料电池能量管理系统研究现状6
1.3.1 国内现状7
1.3.2 国外现状7
1.4 本文主要研究内容8
第二章 游艇动力系统结构配置与分析方法10
2.1 原型游艇的参数选取10
2.2 游艇混合动力系统结构配置与数学模块10
2.2.1 氢燃料电池系统(发电装置)10
2.2.2 电池组(储能装置)12
2.2.3 DC / DC转换器13
2.2.4 电机负载14
2.3 燃料电池推进系统的控制策略14
2.4 MATLAB操作流程
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15
2.5 本章小结16
第三章 能量管理系统设计17
3.1能量管理策略概述17
3.2 能量管理系统设计17
3.2.1 参数选定17
3.2.2 蓄电池系统基于负载功率的运行状态18
3.2.3 基于运行状态能量管理策略18
3.2.4 能量管理控制逻辑20
3.3 本章小结21
第四章 游艇混合动力系统仿真模型23
4.1 游艇混合动力系统各部分建模23
4.1.1 氢燃料电池系统(发电装置)建模23
4.1.2 电池组(储能装置)建模25
4.1.3 DC / DC转换器建模26
4.1.4 能量管理系统建模26
4.2 整条船的电力推进系统建模27

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