一、研究目的及意义

1.11.1国内外现状分析

随着陆地资源的枯竭,海洋逐渐成为世界各国抢先开发的资源要地，水面无人艇、水下航行器等小型航行器作为海洋开发过程中的重要工具得到各海洋强国的高度重视。动力系统是小型航行器的主要组成部分，直接影响航行器的续航能力和作业性能，因此设计性能优良的动力系统对提高航行器的整体性能十分重要。

目前航行器能源供给系统主要包括热动力、蓄电池和燃料电池。现代航行器广泛地采用柴油机热动力源，柴油机具有较高的热效率，成本较低，但作业时噪音较大，不满足航行器对于工作噪声的要求，且航行过程中造成污染排放，对于水质监测航行器的监测精度造成一定影响，因此，以热动力为主的动力源在有特殊要求的航行器上并不适用。锂电池具有重量轻、体积较小的特点，且无污染，由于小型航行器在体积及重量方面有较为严格的限定，现在多数小型航行器以锂离子电池为动力源，但储存电能少，不能满足航行器的长航时要求。燃料电池具有转换效率高、容量大、比能量高、功率范围广等优点，但若单独作为航行器的能源供给，也会受到温度维持、排除生成水等方面因素的制约，且单用燃料电池供能成本也较高。基于此，设计一种新能源电池与燃料电池搭配的混合动力系统将能很好的满足小型航行器的能源供给需要。

对于混合动力系统的研究，主要是通过设计搭配不同的混合能量源及不同能量源之间的连接方式，来针对能量输出能力、续航能力两个问题进行优化，最终可通过混动实现高功率、低耗能、高续航的能量供应。但目前设计出的混合动力装置都或多或少的存在一些问题。如赵勇在《通用飞行棋地面电磁弹射工程系统研究》中设计的“灰面鹫”混合动力系统，该系统依靠锂电池和燃料电池，为装置提供了强劲的动力支撑，但系统的能量优化较弱、耗能较大，因而续航能力得不到支撑。其后李彦辉等又对其进行了优化，使能量供应系统较为成熟，但也存在系统寿命难以保证、维护费用较高等瑕疵，因而也无法作为广泛使用的供能系统。

1.21.2研究目的

1）探究多种能量发生源混动的性能特点；

2）通过实验仿真分析，对能量供给进行优化；

3）指定典型航行器，设计满足其要求的混合动力系统；