随着船舶绿色革命的兴起,燃料电池作为动力源在船上应用成功,鉴于燃料电池电力推进船舶的诸多优点,其将会成为船舶动力的重要发展方向,以北欧为首的船舶工业发达国家都在积极开展燃料电池船舶项目的研究。国内在这方面的研究很少,进行燃料电池作动力源的船舶电力推进系统的仿真研究,分析系统的稳态及动态工作过程,探索系统的内在规律,对于指导燃料电池船舶电力推进系统的设计和应用具有现实意义。本文从燃料电池船舶的发展及应用状况、整船电力推进系统的构型设计及工作原理、系统数学模型建立、仿真模型构建及系统的仿真分析方面展开研究。所做主要工作为:第一,通过调研并收集国内外燃料电池船舶相关资料,分析了燃料电池船舶的优势及其发展应用状况。第二,以Alsterwasser燃料电池电力推进船舶为母型船,对整船电力推进系统进行了构型设计,并分析了其工作原理,确定系统相关主要参数,针对系统特性给出能量管理系统(PMS)的简化控制策略。第三,建立了船舶电力推进系统的主要数学模型,系统模型包含燃料电池系统模型、DC-DC变换系统模型、DC-AC变换系统模型、推进电机及其矢量控制系统模型、船桨系统模型、储能系统模型、能量管理系统控制模型。第四,利用saber仿真软件的MAST语言。和元器件模块,根据所建立的各子系统的数学模型构建其仿真模型,对各个子系统进行仿真测试。把各个子系统集成为基于燃料电池的整船电力推进系统的仿真模型,进行系统的联合调试,最终确定相关参数。对系统进行控制性能测试,验证整船电力推进系统的有效性和正确性。对船舶各种典型工况进行仿真实验,分析其仿真结果,探索燃料电池作动力源的船舶电力推进系统的可行性及其运行规律。