接前兩篇氫燃料電池系統在商用車以及電源類領域的應用討論之后，我們今天再簡單討論其在船用領域的應用。
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目前日本、韓國、歐美等國家已經對氫燃料電池在船舶上的應用在進行探索，當然我國也不例外，為了讓氫燃料電池在船舶上應用“有法可依”，中國海事局與2021年7月份出臺了《氫燃料動力船舶技術與檢驗暫行規則》征求意見稿。今天我們根據船舶的工況以及對應需求性能再結合《氫燃料動力船舶技術與檢驗暫行法規》做一些定性的討論說明。
從應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力（非提供船舶動力）；二是不僅提供電源也作為船舶的驅動動力。
實際應用層面兩者無本質區別，最大差異在于其需要的功率差異。當燃料電池作為船舶的動力提供時需要的功率會遠遠大于其僅作為船舶日常使用電力源時的功率；作為動力源時也多數是由多模塊兒燃料電池系統構成（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一般單體氫燃料系統即可滿足。《氫燃料動力船舶技術與檢驗暫行法規》主要是適用于船長20m及以上使用氫燃料電池作為主推進動力源的鋼質船舶（以下簡稱氫燃料動力船舶）。
下面就從船舶的工況來簡單討論其對應的性能需求。
一、船舶的工況。
2.作為驅動動力以及遠航船舶需求大功率以及長續航里程。
3.異常狀況發生時外界救援時效差，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，一般都會在船艙內布置動力系統部分。
6.船舶一般都會在-5℃以上航行，多數是在零度以上的行駛。
7.由于航道（尤其海航）氣候復雜多變，大的層面上對于整個動力系統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燃料電池系統陰極的影響。根據實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現大功率的輸出和能量供應。這個環節結合后面的安全保障和需求，保持每個單體系統或者模塊兒在各種突發狀態下或者工況需求下能夠解列、入列，又能獨立運行的控制策略和電氣隔離是非常重要的。
3.針對安全性層面的需求，開篇提到的《暫行法規》里面做了非常的詳細的要求具體包含：
1)相關系統布置的位置要求：居中且船體外緣保持一定距離來避免碰撞導致事故。
2）供氫系統管路的布置、連接頭、甚至雙壁管道等要求。
4）空間結構簡單化設計避免氫氣聚集的要求；通風系統以及惰化系統。
6）獨立系統解列保證保證每個子燃料電池系統的安全性、穩定性、獨立性。
以上具體內容參照《氫燃料動力船舶技術與檢驗暫行規則》。
4.對低溫冷啟動無太強烈需求，一般能實現零下10度啟動即可滿足。
5.氫燃料電池發電系統的性能及安全應符合公認標準并持有船用產品證書，且船用產品證書中已注明其“已完成船用系統發電性能附加試驗”。
6.快速響應的需求：當任一氫燃料電池發電裝置因故障停止供電時，其余氫燃料電池發電裝置應盡快自動起動并連接至主配電板，宜在失電后30s內完成，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現聯合供電。來改善動態響應能力。
結語：
1.作為燃料電池系統用作電源電力輸出是已經比較成熟的應用，也是其基本功能。但是考慮船舶的特殊工況，對其整個系統、相關輔件、布置安裝方式、控制、檢測、應急處理等都做出了非常苛刻的要求。
2.實際我們從《暫行規則》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用。
3.除了理論依據，真正的實際工程經驗更寶貴。大功率的燃料電池模塊組實現在船舶上應用任重而道遠，當下腳踏實地的嘗試性應用勢在必行。
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原文始發于微信公眾號（氫眼所見）：氫燃料電池系統不同應用場景下的性能需求——船用領域篇
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