接前兩篇?dú)淙剂想姵叵到y(tǒng)在商用車以及電源類領(lǐng)域的應(yīng)用討論之后，我們今天再簡單討論其在船用領(lǐng)域的應(yīng)用。
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目前日本、韓國、歐美等國家已經(jīng)對(duì)氫燃料電池在船舶上的應(yīng)用在進(jìn)行探索，當(dāng)然我國也不例外，為了讓氫燃料電池在船舶上應(yīng)用“有法可依”，中國海事局與2021年7月份出臺(tái)了《氫燃料動(dòng)力船舶技術(shù)與檢驗(yàn)暫行規(guī)則》征求意見稿。今天我們根據(jù)船舶的工況以及對(duì)應(yīng)需求性能再結(jié)合《氫燃料動(dòng)力船舶技術(shù)與檢驗(yàn)暫行法規(guī)》做一些定性的討論說明。
從應(yīng)用方式來看目前基本是兩種：一是將燃料電池作為船舶的電力源提供船舶日常用動(dòng)力（非提供船舶動(dòng)力）；二是不僅提供電源也作為船舶的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力。
實(shí)際應(yīng)用層面兩者無本質(zhì)區(qū)別，最大差異在于其需要的功率差異。當(dāng)燃料電池作為船舶的動(dòng)力提供時(shí)需要的功率會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其僅作為船舶日常使用電力源時(shí)的功率；作為動(dòng)力源時(shí)也多數(shù)是由多模塊兒燃料電池系統(tǒng)構(gòu)成（為了獲得更大的功率輸出和能量供給），作為日常使用電力源時(shí)一般單體氫燃料系統(tǒng)即可滿足。《氫燃料動(dòng)力船舶技術(shù)與檢驗(yàn)暫行法規(guī)》主要是適用于船長20m及以上使用氫燃料電池作為主推進(jìn)動(dòng)力源的鋼質(zhì)船舶（以下簡稱氫燃料動(dòng)力船舶）。
下面就從船舶的工況來簡單討論其對(duì)應(yīng)的性能需求。
一、船舶的工況。
2.作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力以及遠(yuǎn)航船舶需求大功率以及長續(xù)航里程。
3.異常狀況發(fā)生時(shí)外界救援時(shí)效差，需要更多的自我安全保障措施或自救能力。
5.為了空間的有效利用，一般都會(huì)在船艙內(nèi)布置動(dòng)力系統(tǒng)部分。
6.船舶一般都會(huì)在-5℃以上航行，多數(shù)是在零度以上的行駛。
7.由于航道（尤其海航）氣候復(fù)雜多變，大的層面上對(duì)于整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)還是有較多的變載需求。
二、性能需求
1.考慮海面高濕度以及空氣中包含成分對(duì)燃料電池系統(tǒng)陰極的影響。根據(jù)實(shí)際狀況考慮是否需要去做一些特殊處理。
2.透過多模塊兒的組合去實(shí)現(xiàn)大功率的輸出和能量供應(yīng)。這個(gè)環(huán)節(jié)結(jié)合后面的安全保障和需求，保持每個(gè)單體系統(tǒng)或者模塊兒在各種突發(fā)狀態(tài)下或者工況需求下能夠解列、入列，又能獨(dú)立運(yùn)行的控制策略和電氣隔離是非常重要的。
3.針對(duì)安全性層面的需求，開篇提到的《暫行法規(guī)》里面做了非常的詳細(xì)的要求具體包含：
1)相關(guān)系統(tǒng)布置的位置要求：居中且船體外緣保持一定距離來避免碰撞導(dǎo)致事故。
2）供氫系統(tǒng)管路的布置、連接頭、甚至雙壁管道等要求。
4）空間結(jié)構(gòu)簡單化設(shè)計(jì)避免氫氣聚集的要求；通風(fēng)系統(tǒng)以及惰化系統(tǒng)。
6）獨(dú)立系統(tǒng)解列保證保證每個(gè)子燃料電池系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性、獨(dú)立性。
8）不會(huì)產(chǎn)生泄漏或泄漏不會(huì)產(chǎn)生氫氣聚集的原則。
9）各種狀態(tài)監(jiān)測(cè)、控制、ESD、CSD的需求。
以上具體內(nèi)容參照《氫燃料動(dòng)力船舶技術(shù)與檢驗(yàn)暫行規(guī)則》。
4.對(duì)低溫冷啟動(dòng)無太強(qiáng)烈需求，一般能實(shí)現(xiàn)零下10度啟動(dòng)即可滿足。
5.氫燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的性能及安全應(yīng)符合公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)并持有船用產(chǎn)品證書，且船用產(chǎn)品證書中已注明其“已完成船用系統(tǒng)發(fā)電性能附加試驗(yàn)”。
6.快速響應(yīng)的需求：當(dāng)任一氫燃料電池發(fā)電裝置因故障停止供電時(shí)，其余氫燃料電池發(fā)電裝置應(yīng)盡快自動(dòng)起動(dòng)并連接至主配電板，宜在失電后30s內(nèi)完成，最長不超過45s。
7.可以采用容量不低于燃料電池裝置的電池組來實(shí)現(xiàn)聯(lián)合供電。來改善動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力。
結(jié)語：
1.作為燃料電池系統(tǒng)用作電源電力輸出是已經(jīng)比較成熟的應(yīng)用，也是其基本功能。但是考慮船舶的特殊工況，對(duì)其整個(gè)系統(tǒng)、相關(guān)輔件、布置安裝方式、控制、檢測(cè)、應(yīng)急處理等都做出了非常苛刻的要求。
2.實(shí)際我們從《暫行規(guī)則》來看，幾乎通篇都是基于安全的角度去要求氫燃料電池在船舶上的應(yīng)用。
3.除了理論依據(jù)，真正的實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)更寶貴。大功率的燃料電池模塊組實(shí)現(xiàn)在船舶上應(yīng)用任重而道遠(yuǎn)，當(dāng)下腳踏實(shí)地的嘗試性應(yīng)用勢(shì)在必行。
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原文始發(fā)于微信公眾號(hào)（氫眼所見）：氫燃料電池系統(tǒng)不同應(yīng)用場(chǎng)景下的性能需求——船用領(lǐng)域篇
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