目前的游艇主要是用燃油驱动和发电的,这就需要配置一套独立的发电系统,不仅效率低而且费用大。同时,游艇的普及给周边的环境带来水质、噪声和空气等污染,考虑到能源环境问题和各种法律、法规对游艇污染的相关规定,开发低能耗、低排放的绿色游艇已成为当今内河游艇业的首要任务。在此背景下,本文针对内河小型游艇,设计了以燃料电池、蓄电池和柴油发电机分别作为主辅动力和应急动力的游艇混合动力系统,并根据游艇自身特点,给出氢源解决方案,同时设计了适用于该混合动力系统的能量控制策略,通过对混合动力系统及其在能量控制策略下的仿真分析和对主辅动力设备输出特性的试验测试,验证了所设计混合动力系统及其控制策略的正确性和可靠性。本文具体工作内容如下:(1)根据燃料电池的工作特性和内河游艇的自身特点,确定游艇混合动力系统组成结构。基于此,通过对比分析及参数匹配计算,确定混合动力系统关键部件的组成类型及基本参数。另外,结合游艇自身特点,利用太阳能制氢方法提出游艇氢源解决方案。(2)分析了游艇在不同工况下的推进模式对能量的不同需求和以燃料电池和蓄电池作为主辅动力源的混合动力系统一般所采用的两种传统能量控制策略,设计了以游艇实际航行需求功率和蓄电池荷电状态为两个输入变量,以变换器前端参考功率输入信号作为输出变量的模糊逻辑能量控制策略。(3)根据混合动力系统的整体结构和参数匹配结果,基于Simulink仿真环境,建立完整的仿真模型,对混合动力系统关键部件的输出特性进行了仿真测试,同时,将本文所设计的模糊逻辑控制策略及两种传统能量控制策略嵌入整体仿真模型,得到一系列仿真结果。通过对仿真结果对比分析,验证了混合动力系统在模糊逻辑控制策略下运行的有效性及正确性,并且优于两种传统控制策略。(4)搭建试验测试台架分别对混合动力系统的主辅动力设备输出特性进行测试,试验测试结果与仿真测试结果具有一致性,进一步验证所设计混合动力系统的可靠性。