1. 研究目的与意义（文献综述）

1．1国内外研究现状

因为能源危机还有全球变暖等环境问题的出现，imo对船舶要求日益严格，以多能源船舶为代表的新能源船舶的研究越来越受到关注。就多能源船舶的设计与研究国较国内起步较早。早在20世纪早在 20 世纪 80 年代，日本在风帆助行航船舶上取得突破性进展，在1980 年建造了第一艘配有普通翼帆的“新爱德丸”邮轮。对太阳能船舶的研究，从1994年第一届世界太阳能船舶大赛算起，其瑞士于1997年正式将太阳能客运船投入使用。

除此之外，还有2000年2000 年 11 月，澳大利亚悉尼开发出世界第一艘太阳能/风能多能源双体客船“太阳水手”号（solar sailor）试水成功、2006 年月16日，经历了 63 天的航行，于 2007 年 2月7 日，瑞士以太阳能为动力的“太阳21号”成功横渡大西洋抵达纽约、2010年2月10日，由台湾光宝科技旗下光宝动力储能为高雄市设计建造，号称亚洲最大的太阳能船的“太阳能爱神之船Ⅱ”号双体船下水并投入运营等。

2. 研究的基本内容与方案

1)多电混合系统储能装置的设计：（1）考虑到燃料电池的输出功率不足这一问题，利用蓄电池的充电效率高的特性来弥补这一缺点，而且蓄电池还具有寿命长、适用温度范围宽、自放电低、低内阻、无记忆效应、可实现快速充电、安全性高、可靠性高、成本低以及可重复使用等特性。除此之外，为了使主能源能更好的满足船舶所需要的功率，再加上超级电容来辅助蓄电池储能，而且超级电容还具有法拉级的超大电容量，比同体积的电解电容器容量大2000～6000倍，功率密度比电池高10～100倍，可以大电流充放电，充放电效率高，充放电循环次数可达105次以上，并且免维护。所以准备构造以燃料电池、蓄电池、超级电容所组成的多电混合系统储能装置。

2)电池的选材：（1）燃料电池：燃料电池按电解质种类不同，可分为五类：磷酸型燃料电池（pafc），熔融碳酸盐燃料电池（mcfc），固体氧化物燃料电池（sofc），碱性燃料电池（afc）和质子交换膜燃料电池（pemfc），在这几种电池中质子交换膜燃料电池（pemfc）具有工作温度低（）、响应时间快（）、无腐蚀性的特点，结合水面工况，质子交换膜燃料电池系统轻便、负载可适性强、频繁启动便利，是目前最适宜用于船舶的燃料电池类型，所以选取质子交换膜燃料电池（pemfc）。（2）蓄电池：在蓄电池中磷酸铁锂电池具有不可比拟的优势，无论从安全性、价格、寿命等方面都是优于其他电池，所以选取磷酸铁锂电池。

3)复合储能装置的结构设计：考虑经济性，以及对多变工况的对应能力后，选取半主动式构型。由于超级电容的具有快充快放的充放电特性，可以很好的应对船舶的脉冲负载，因此，将dc/dc变换器与超级电容相连，可以很好的提高超级电容的使用率，所以采用半主动式中dc/dc变换器与超级电容的构型。

3. 研究计划与安排

第1周：完成英文文献的翻译工作。

第2-3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究当今混合动力系统的常用能源类型与其能源分配策略。确定方案，完成开题报告。

第4－7周：对混合动力系统的数学建模及matlab进行相关学习。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]吴赟松. 燃料电池输出特性建模与实验分析[d].西南交通大学,2016.

[2]冯玉龙. 典型船用氢燃料电池动力系统特性测试分析[d].集美大学,2016