一种带复合储能的气电混联式船舶混合动力系统的制作方法

本发明涉及的是一种船舶动力系统领域，具体地说是船舶混合动力系统。

背景技术：

随着国际油价快速上涨，以及越来越严格的排放法规的实施，这就对船舶的经济性和排放性提出了更高的要求，节能减排已经成为国民经济发展中的重要任务。船舶是高能耗的运输工具，其节能减排技术成为大家关注和研究的热点之一。

作为未来的环境战略，我们以减少能源消耗和减少co2、sox、nox及pm排放为目标。有许多方法可以减少船舶的污染和排放，其中最好的方法是利用替代能源。天然气作为发动机的燃料是未来船舶发动机发展的必然趋势，天然气有着绿色环保、经济实惠、安全可靠的优点。但受现阶段天然气发动机技术水平不高的限制，天然气发动机存在动力响应性差、功率不足等缺点。

纯电动船舶电力推进系统是未来船舶技术研究的前沿，具有良好的经济性、操纵性、安全性、低噪声以及低污染等优点。然而，受发电方式、功率密度以及储能技术的影响，现阶段的纯电动船舶并不能达到高性能的速度、加速度和自控性，其续航能力也受其电池容量制约。

混合动力船舶兼有内燃机推进船舶和纯电力推进船舶的优点：相比于内燃机推进船舶，可根据负荷大小选择工作模式，保证所有工况下的燃油经济性，冗余性好；相比于纯电力推进船舶，初期投入成本低，且续航能力强。混合储能客服了燃料电池电能质量不高，蓄电池寿命短的缺点，提高了船舶电网电能质量，改善了船舶的混合动力技术，解决能源问题与技术不成熟之间矛盾，实现了燃料的高效利用，为船舶从传统的机械式推进过渡到纯电力推进提供了可行性方案，因此，发展混合动力船舶具有非常重大的意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供改善船舶的动力性、经济性和排放性的一种带复合储能的气电混联式船舶混合动力系统。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种带复合储能的气电混联式船舶混合动力系统，其特征是：包括第一气体机、第二气体机、第一发电机、第二发电机、第一电动机、第二电动机、齿轮箱、lng储液罐，所述齿轮箱包括第一-第六齿轮，第二齿轮分别与第一齿轮和第三齿轮相啮合，第五齿轮分别与第四齿轮和第六齿轮相啮合，第一气体机通过第一离合器连接第一齿轮，第一发电机通过第二离合器连接第二齿轮，第二发电机通过第三离合器连接第五齿轮，第二气体机通过第四离合器连接第六齿轮，第三齿轮通过第五离合器连接第四齿轮，第一电动机通过第六离合器连接第一齿轮，第二电动机通过第七离合器连接第六齿轮，第一螺旋桨连接第一电动机，第二螺旋桨连接第二电动机，lng储液罐通过lng气化换热装置分别连接第一气体机、第二气体机、燃料电池，超级电容、蓄电池、第一发电机和第二发电机分别通过各自的变电装置连接船舶电网，岸电装置和船舶负载连接船舶电网。

本发明还可以包括：

1、采用机械推进模式，所述机械推进模式包括气体机推进模式、气体机辅助发电推进模式；

气体机推进模式：第一离合器、第四离合器、第六离合器、第七离合器闭合，第一电动机、第二电动机电源断开，第一螺旋桨、第二螺旋桨分别由第一气体机、第二气体机驱动；或者，第一离合器闭合，第五离合器、第六离合器、第七离合器闭合，其它离合器断开，第一电动机、第二电动机电源断开，第一螺旋桨、第二螺旋桨由第一气体机驱动，或者，第四离合器闭合，第五离合器、第六离合器、第七离合器闭合，其它离合器断开，第一电动机、第二电动机电源断开，第一螺旋桨、第二螺旋桨由第二气体机驱动；

气体机辅助发电推进模式：第五离合器断开，其它离合器全部闭合，第一电动机、第二电动机电源断开，第一气体机带动第一螺旋桨和第一电动机，第二气体机带动第二螺旋桨和第二电动机，第一电动机、第二电动机所发电能汇入船舶电网；

或者，第五离合器断开，第二离合器断开，其它离合器闭合，第一电动机电源接通，第一气体机和第一电动机驱动第一螺旋桨，第二气体机驱动第二螺旋桨，第一发电机所发电能汇入船舶电网，或者，第五离合器断开，第三离合器断开，其它离合器闭合，第二电动机电源接通，第二气体机和第二电动机驱动第二螺旋桨，第一气体机驱动第一螺旋桨，第二发电机所发电能汇入船舶电网；

或者，第一离合器断开，其它离合器全部闭合，第一电动机、第二电动机电源断开，第一螺旋桨、第二螺旋桨由第二气体机驱动，第一发电机、第二发电机处于工作状态，所发电能汇入船舶电网，或者，第四离合器断开，其它离合器全部闭合，第一电动机、第二电动机电源断开，第一螺旋桨、第二螺旋桨由第一气体机驱动，第一发电机、第二发电机处于工作状态，所发电能汇入船舶电网；

或者，第一离合器断开，第二离合器断开，其它离合器全部闭合，第一电动机、第二电动机电源断开，第一螺旋桨、第二螺旋桨由第二气体机驱动，第二发电机处于工作状态，所发电能汇入船舶电网，或者，第四离合器断开，第三离合器断开，其它离合器全部闭合，第一电动机、第二电动机电源断开，第一螺旋桨、第二螺旋桨由第一气体机驱动，第一发电机处于工作状态，所发电能汇入船舶电网。

2、采用电力推进模式，所述电力推进模式包括蓄电池推进模式、超级电容推进模式、燃料电池推进模式、气体机发电推进模式、混合供电推进模式、岸电充电模式；

蓄电池推进模式：第六离合器、第七离合器断开，第一螺旋桨、第二螺旋桨分别由第一电动机、第二电动机驱动，第一电动机、第二电动机所需电能由蓄电池通过船舶电网提供；

超级电容推进模式：第六离合器、第七离合器断开，第一螺旋桨、第二螺旋桨分别由第一电动机、第二电动机驱动，第一电动机、第二电动机所需电能由超级电容通过船舶电网提供；

燃料电池推进模式：第六离合器、第七离合器断开，第一螺旋桨、第二螺旋桨分别由第一电动机、第二电动机驱动，第一电动机、第二电动机所需电能由燃料电池通过船舶电网提供；

气体机发电推进模式：第五离合器闭合，其它离合器断开，第一发电机、第二发电机由第一气体机、第二气体机带动发电，所发电能由船舶电网向第一电动机、第二电动机提供，第一螺旋桨、第二螺旋桨由第一电动机、第二电动机驱动；

或者，第五离合器、第六离合器、第七离合器断开，第一发电机由第一气体机带动发电，所发电能由船舶电网向第一电动机、第二电动机提供，第一螺旋桨、第二螺旋桨由第一电动机、第二电动机驱动，或者，第五离合器、第六离合器、第七离合器断开，第二发电机由第二气体机带动发电，所发电能由船舶电网向第一电动机、第二电动机提供，第一螺旋桨、第二螺旋桨由第一电动机、第二电动机驱动；

或者，第六离合器、第七离合器断开，其它离合器闭合，第一发电机、第二发电机由第一气体机带动发电，所发电能由船舶电网向第一电动机、第二电动机提供，第一螺旋桨、第二螺旋桨由第一电动机、第二电动机驱动，或者，第六离合器、第七离合器断开，其它离合器闭合，第一发电机、第二发电机由第二气体机带动发电，所发电能由船舶电网向第一电动机、第二电动机提供，第一螺旋桨、第二螺旋桨由第一电动机、第二电动机驱动；

混合供电推进模式：第六离合器、第七离合器断开，第一螺旋桨、第二螺旋桨由第一电动机、第二电动机驱动，第一电动机、第二电动机所需电能由超级电容、蓄电池、燃料电池、第一发电机和第二发电机其中两个或以上组合起来通过船舶电网提供；

岸电充电模式：船舶靠岸停泊时，岸电装置外接电源为蓄电池充电和超级电容充电。

3、采用混合推进模式，所述混合推进模式包括气体机+电动机推进模式、气体机+电动机辅助发电推进模式；

气体机+电动机推进模式：第一离合器、第四离合器、第六离合器、第七离合器闭合，第一电动机、第二电动机电源接通，第一螺旋桨、第二螺旋桨分别由第一气体机、第二气体机、第一电动机、第二电动机驱动，第一电动机、第二电动机电源由船舶电网提供；

或者，第一离合器、第五离合器、第六离合器、第七离合器闭合，其它离合器断开，第一电动机、第二电动机电源接通，第一螺旋桨、第二螺旋桨分别由第一气体机、第一电动机、第二电动机驱动，第一电动机、第二电动机电源由船舶电网提供，或者，第四离合器、第五离合器、第六离合器、第七离合器闭合，其它离合器断开，第一电动机、第二电动机电源接通，第一螺旋桨、第二螺旋桨分别由第二气体机、第一电动机、第二电动机驱动，第一电动机、第二电动机电源由船舶电网提供；

或者，第一离合器、第六离合器闭合，其它离合器断开，第一电动机、第二电动机电源接通，第一螺旋桨由第一气体机和第一电动机驱动，第二螺旋桨由第二电动机驱动，第一电动机、第二电动机电源由船舶电网提供，或者，第四离合器、第七离合器闭合，其它离合器断开，第一电动机、第二电动机电源接通，第二螺旋桨由第二气体机和第二电动机驱动，第一螺旋桨由第一电动机驱动，第一电动机、第二电动机电源由船舶电网提供；

或者，第一离合器、第六离合器闭合，其它离合器断开，第二电动机电源接通，第一螺旋桨由第一气体机驱动，第二螺旋桨由第二电动机驱动，第二电动机电源由船舶电网提供，或者，第四离合器、第七离合器闭合，其它离合器断开，第一电动机电源接通，第二螺旋桨由第二气体机驱动，第一螺旋桨由第一电动机驱动，第一电动机电源由船舶电网提供；

或者，第一离合器、第四离合器、第五离合器闭合，第六离合器闭合，第一螺旋桨由第一气体机、第二气体机驱动，第二螺旋桨由第二电动机驱动，第一电动机所需电能由船舶电网提供，或者，第一离合器、第四离合器、第五离合器闭合，第七离合器闭合，第二螺旋桨由第一气体机、第二气体机驱动，第一螺旋桨由第一电动机驱动，第二电动机所需电能由船舶电网提供；

气体机+电动机辅助发电推进模式：第五离合器断开，其它离合器全部闭合，第一电动机、第二电动机电源接通，第一气体机和第一电动机共同驱动第一螺旋桨，第一发电机处于工作状态，所发电能汇入船舶电网，第二气体机和第二电动机共同驱动第二螺旋桨，第二发电机处于工作状态，所发电能汇入船舶电网；

或者，第一离合器闭合，第五离合器、第六离合器、第七离合器闭合，第二离合器、第三离合器都闭合或二者其一闭合，第一电动机、第二电动机电源接通，第一螺旋桨、第二螺旋桨由第一气体机、第一电动机、第二电动机共同驱动，第一电动机、第二电动机所需电能由船舶电网提供，或者，第四离合器闭合，第五离合器、第六离合器、第七离合器闭合，第二离合器、第三离合器都闭合或二者其一闭合，第一电动机、第二电动机电源接通，第一螺旋桨、第二螺旋桨由第二气体机、第一电动机、第二电动机共同驱动，第一电动机、第二电动机所需电能由船舶电网提供；

或者，第一离合器、第二离合器、第六离合器闭合，其他离合器断开，第一发电机处于工作状态，第一螺旋桨由第一气体机驱动，第二螺旋桨由第二电动机驱动，第二电动机所需电能由船舶电网提供，或者，第三离合器、第四离合器、第七离合器闭合，其他离合器断开，第二发电机处于工作状态，第二螺旋桨由第二气体机驱动，第一螺旋桨由第一电动机驱动，第一电动机所需电能由船舶电网提供；

或者，第一离合器、第二离合器、第六离合器闭合，其它离合器断开，第一发电机处于工作状态，第一螺旋桨由第一气体机和第一电动机驱动，第二螺旋桨由第二电动机驱动，第一电动机、第二电动机所需电能由船舶电网提供，或者，第三离合器、第四离合器、第七离合器闭合，其它离合器断开，第二发电机处于工作状态，第二螺旋桨由第二气体机和第二电动机驱动，第一螺旋桨由第一电动机驱动，第一电动机、第二电动机所需电能由船舶电网提供；

或者，第一离合器、第四离合器、第五离合器闭合，第二离合器、第三离合器闭合或二者其一闭合，第六离合器闭合，第二电动机电源接通，第一气体机、第二气体机驱动第一螺旋桨，第一发电机和第二发电机或二者其一处于工作状态，所发电能汇入船电网，第二电动机驱动第二螺旋桨，或者，第一离合器、第四离合器、第五离合器闭合，第二离合器、第三离合器闭合或二者其一闭合，第七离合器闭合，第一电动机电源接通，第一气体机、第二气体机驱动第二螺旋桨，第一发电机和第二发电机或二者其一处于工作状态，所发电能汇入船电网，第一电动机驱动第一螺旋桨。

本发明的优势在于：

本发明提出一种带复合储能的气电混联式船舶混合动力系统，设置有气体机、发电机、电动机，功率覆盖范围广，可以满足船舶在各种工况下的动力需求，并能使气体机和电机更好的工作在高效率区，从而降低了发动机的燃料消耗，提高了船舶的经济性和排放性，同时有效改善了船舶航行时的动力响应，提升了船舶的加减速性能和倒船性能。

多种动力源的布置方案提高了船舶的可靠性和适用性，通过各个离合器的闭合及断开，本发明所提供的混合动力系统可以实现多种工作模式，有效提高了船舶混合动力系统的效率，可根据实际动力需求和船舶航行环境，选择适合的工作模式

蓄电池具有调峰填谷功能，可以均衡船舶负载。电池在需要高功率的时段提供电力，并在需要较少的电力时进行充电，可以保证发动机高效运行并降低装机功率。电池可以从陆地电网充电，这样能减少燃料消耗和排放，而且蓄电池可以在柴油发电机发生故障时提供备用电源，然而系统采用单一蓄电池供电，在运行过程中会经常出现功率大幅波动的情况，此时单一蓄电池难以满足性能要求并且存在寿命缩短的问题

超级电容具有因具有充放电快、功率大的特点，可应用于电动机启动、加速过程中的能量快速释放。在船舶电网或配电网的电力调节中，可将超级电容器作为储能装置用于动态电压补偿系统，稳定电能质量，对于船舶电网的安全、经济运行以及降低能耗等方面均有重要意义。

燃料电池具有排放低、噪声小、低振动、能量效率高等优点，然而，燃料电池动态特性差，功率的快速波动会严重影响自身的使用寿命，并且造成母线电压波动，降低电能质量。

本系统提供的带有复合储能的船舶混合动力系统，克服了燃料电池瞬态特性差、蓄电池功率密度低、超级电容能量密度低的缺点，复合储能达到了理想的配置，是燃料电池承担功率需求的平稳部分，由超级电容与磷酸铁锂电池组合成的复合储能系统承担功率需求的波动部分；船舶可以不用安装发电用的柴油辅机，船舶负载的电力供给可主要由燃料电池和轴带电机代替，紧急情况还可使用蓄电池代替，故可有效节省船舱空间以及减少一定的初期投入。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1，本发明一种带超级电容的气电混联式船舶混合动力系统，包括超级电容1、蓄电池2、船舶负载3、岸电装置4、蓄电池变电装置5、超级电容变电装置6、船电网7、燃料电池变电装置8、燃料电池9、发电机变电装置10、lng气化换热装置11、lng储液罐12、气体机13a、13b、发电机14a、14b、离合器15a、15b、15c、15d、15e、15f、15g齿轮箱16、电动机17a、17b、螺旋桨18a、18b。其连接关系为：气体机13a、13b通过离合器15a、15d与齿轮箱16输入端相连，电动机17a、17b与齿轮箱16输出端相连，螺旋桨18a、18b与电动机17a、17b输出端相连，发电机14a、14b通过离合器15b、15c与齿轮箱16输出端相连，lng储液罐12通过气化换热装置11与气体机13a、13b相连，超级电容1、蓄电池2和发电机14a、14b分别通过变电装置6、5、10与船舶电网7相连，岸电装置4和船舶负载3与船舶电网7相连。

本实施例中，气体机13a、13b优选天然气发动机或双燃料发动机，发电机14a、14b电动机17a、17b优选具有高效率、高功率密度、寿命长等优点永磁电机，超级电容1为双电层电容器、赝电容或者混合型电容器，蓄电池3优选功率密度高、体积重量小的磷酸铁锂电池，燃料电池9为固体氧化物型燃料电池。lng气化换热装置11优选具有多级冷能换热的耐超低温换热器，同时需要耐超低温冷媒。

本发明的工作模式主要包括机械推进模式，电力推进模式，混合推进模式。

1.机械推进模式

机械推进模式可分为：气体机推进模式、气体机辅助发电推进模式。

气体机推进模式：在该种工作模式下，离合器15a、15d、15f、15g闭合，电动机17a、17b电源断开，螺旋桨18a、18b分别由气体机13a、13b驱动；或者，离合器15a(或者15d)闭合，离合器15e、15f、15g闭合，其它离合器断开，电动机17a、17b电源断开，螺旋桨18a、18b由气体机13a(或者13b)驱动。

气体机辅助发电推进模式：在该种工作模式下，离合器15e断开，其它离合器全部断开，电动机17a、17b电源断开，气体机13a带动螺旋桨18a和电动机14a，气体机13b带动螺旋桨18b和电动机14b，电动机14a、14b所发电能汇入船舶电网7；或者，离合器15e断开，离合器15b(或者15c)断开，其它离合器闭合，电动机17a(或者17b)电源接通，气体机13a(或者13b)和电动机17a(或者17b)驱动螺旋桨18a(或者18b)，气体机13b(或者13a)驱动螺旋桨18b(或者18a)，发电机14a(或者14b)所发电能汇入船舶电网7；或者，离合器15a(或者15d)断开，其它离合器全部闭合，电动机17a、17b电源断开，螺旋桨18a、81b由气体机13b(或者13a)驱动，发电机14a、14b处于工作状态，所发电能汇入船舶电网7；或者，离合器15a(或者15d)断开，离合器15b(或者15c)断开，其它离合器全部闭合，电动机17a、17b电源断开，螺旋桨18a、81b由气体机13b(或者13a)驱动，发电机14b(或者14a)处于工作状态，所发电能汇入船舶电网7。

2.电力推进模式

电力推进模式可分为：蓄电池推进模式、超级电容推进模式、燃料电池推进模式、气体机发电推进模式、混合供电推进模式、岸电充电模式。

(1)蓄电池推进模式：在该种工作模式下，电动机17a、17b与齿轮箱16间的离合器15f、15g断开，螺旋桨18a、18b由电动机17a、17b驱动，电动机17a、17b所需电能由蓄电池2通过船舶电网7提供。

(2)超级电容推进模式：在该种工作模式下，电动机17a、17b与齿轮箱16间的离合器15f、15g断开，螺旋桨18a、18b由电动机17a、17b驱动，电动机17a、17b所需电能由超级电容1通过船舶电网7提供。

(3)燃料电池推进模式：在该种工作模式下，电动机17a、17b与齿轮箱16间的离合器15f、15g断开，螺旋桨18a、18b由电动机17a、17b驱动，电动机17a、17b所需电能由燃料电池9通过船舶电网7提供。

(4)气体机发电推进模式：在该种工作模式下，电动机17a、17b与齿轮箱16离合器15f、15g断开，离合器15e闭合，其它离合器断开，发电机14a、14b由气体机13a、13b带动发电，所发电能由船舶电网7向电动机17a、17b提供，螺旋桨18a、18b由电动机17a、17b驱动；或者，电动机17a、17b与齿轮箱16离合器15f、15g断开，离合器15e断开，发电机14a(或者14b)由气体机13a(或者13b)带动发电，所发电能由船舶电网7向电动机17a、17b提供，螺旋桨18a、18b由电动机17a、17b驱动；或者，电动机17a、17b与齿轮箱16离合器15f、15g断开，其它离合器闭合，发电机14a、14b由气体机13a(或者13b)带动发电，所发电能由船舶电网7向电动机17a、17b提供，螺旋桨18a、18b由电动机17a、17b驱动。

(5)混合供电推进模式：在该种工作模式下，电动机17a、17b与齿轮箱16离合器15f、15g断开，螺旋桨18a、18b由电动机17a、17b驱动，电动机17a、17b所需电能由超级电容1、蓄电池2、燃料电池8和发电机14a、14b其中两个或以上组合起来通过船舶电网7提供。

(6)岸电充电模式：在该种工作模式下，船舶靠岸停泊时，岸电装置4外接电源为蓄电池2充电和超级电容1充电。

3.混合推进模式

混合推进模式可分为：气体机+电动机推进模式、气体机+电动机辅助发电推进模式。

(1)气体机+电动机推进模式：在该种工作模式下，离合器15a、15d、15f、15g闭合，电动机17a、17b电源接通，螺旋桨18a、18b分别由气体机13a、13b和电动机17a、17b驱动，电动机17a、17b电源由船舶电网7提供；或者，离合器15a、15e、15f、15g闭合(或者离合器15d、15e、15f、15g闭合)其它离合器断开，电动机17a、17b电源接通，螺旋桨18a、18b分别由气体机13a(或者13b)和电动机17a、17b驱动，电动机17a、17b电源由船舶电网7提供；或者，离合器15a、15f(或者15d、15g)闭合，其它离合器断开，电动机17a、17b电源接通，螺旋桨18a(或者18b)由气体机13a(或者13b)和电动机17a(或者17b)驱动，螺旋桨18b(或者18a)由电动机17b(或者17a)驱动，电动机17a、17b电源由船舶电网7提供；或者，离合器15a、15f(或者15d、15g)闭合，其它离合器断开，电动机17b(或者17a)电源接通，螺旋桨18a(或者18b)由气体机13a(或者13b)驱动，螺旋桨18b(或者18a)由电动机17b(或者17a)驱动，电动机17b(或者17a)电源由船舶电网7提供；或者，离合器15a、15d、15e闭合，离合器15f(或者15g)闭合，螺旋桨18a(或者18b)由气体机13a、13b驱动，螺旋桨18b(或者18a)由电动机17b(或者17a)驱动，电动机17a(或者17b)所需电能由船舶电网7提供。

(2)气体机+电动机辅助发电推进模式：在该种工作模式下，离合器15e断开，其它离合器全部闭合，电动机17a、17b电源接通，气体机13a和电动机17a共同驱动螺旋桨18a，发电机14a处于工作状态，所发电能汇入船舶电网7，气体机13b和电动机17b共同驱动螺旋桨18b，发电机14b处于工作状态，所发电能汇入船舶电网7；或者，离合器15a(或者15d)闭合，离合器15e、15f、15g闭合，离合器15b、15c闭合(或者闭合15b、15c其中一个)，其它离合器断开，，电动机17a、17b电源接通，发电机14a、14b(或者14a、14b其中一个)处于工作状态，螺旋桨18a、18b由气体机13a(或者13b)和电动机17a、17b共同驱动，电动机17a、17b所需电能由船舶电网7提供；或者，离合器15a、15b、15f(或者15d、15c、15g)闭合，其他离合器断开，发电机14a(或者14b)处于工作状态，螺旋桨18a(或者18b)由气体机13a(或者13b)驱动，螺旋桨18b(或者18a)由电动机17b(或者17a)驱动，电动机17b(或者17a)所需电能由船舶电网7提供；或者，离合器15a、15b、15f(或者15d、15c、15g)闭合，其它离合器断开，发电机14a(或者14b)处于工作状态，螺旋桨18a(或者18b)由气体机13a(或者13b)和电动机17a(或者17b)驱动，螺旋桨18b(或者18a)由电动机17b(或者17a)驱动，电动机17a、17b所需电能由船舶电网7提供；或者，离合器15a、15d、15e闭合，离合器15b、15c(或者15b、15c其中一个)闭合，离合器15f(或者15g)闭合，电动机17b(或者17a)电源接通，气体机13a、13b驱动螺旋桨18a(或者8b)，发电机14a、14b(或者14a、14b其中一台)处于工作状态，所发电能汇入船电网7，电动机17b(或者17a)驱动螺旋桨18b(或者18a)。

机械推进模式适用于当船舶离开港口或码头后，进入海域稳定航行时，以及对船舶排放和噪声要求不高的区域；电力推进模式适用于船舶进出港口或码头，船舶加减速、倒船、靠岸，以及对船舶排放和噪声有较高要求的区域；混合推进模式适用于船舶对推进功率或航速有一定需求时。

超级电容具有功率密度大、循环寿命长、储能效率高、无需维护等优点，可解决船舶电网发电设备的输出功率不稳定和不可预测的问题。超级电容器可以对系统起到瞬时功率补偿的作用，并可以在发电中断时作为备用电源，以提高供电的稳定性和可靠性。又因为其具有充放电快、功率大的特点，超级电容器可应用于电动机启动、船舶突然加速过程中的能量快速释放。燃料电池具有长时间放电的特点，但是电能质量不高，蓄电池具有较好的电能品质，但是容量有限，且循环寿命有限，采用蓄电池和超级电容的复合储能方法，克服了单一储能的缺点，提高了船舶电网的可靠性。

采用本发明提供的带复合储能的气电混联式船舶混合动力系统可以不用布置发电用的船舶柴油辅机，船舶负载3所需要的电力主要由燃料电池9提供，发电机14a、14b工作在发电机模式发电时也可提供部分电力，在发电机14a、14b工作的情况下给电动机17a、17b和船舶负载3供电的优先级为：发电机14a、4b大于燃料电池9大于超级电容1大于蓄电池2。