船用磷酸铁锂电池动力系统短路特性研究

文章主要描述船用磷酸铁锂电池动力系统的系统组成、原理及其短路特性,详细分析磷酸铁锂电池的PNGV模型、直流滤波器选型计算和直流变换器的工作原理。通过HPPC测试获取磷酸铁锂电池的PNGV模型参数,根据直流变换器的纹波特性选择其最优工作区域。最后从系统特性出发,分析磷酸铁锂电池动力系统短路的等效电路,针对电池侧和直流电网侧的短路情况进行深入研究,并通过MATLAB/Simulink平台仿真验证了理论分析的正确性。     

浅谈磷酸铁锂电池在航标能源系统中的应用

航标,在船舶航行过程中具有十分重要的作用。良好的航标助航效能对于确保船舶航行安全、保护海洋环境具有积极的促进作用。本文首先对磷酸铁锂电池的性能特点进行了概述,随后提出了航标能源系统发展现状。在此基础上,通过费效分析,得出了磷酸铁锂电池在航标能源系统中应用的可行性。旨在为航标工作人员提供一些拓宽新能源应用的思路,进一步拓宽航标能源新材料的应用。     

电动船磷酸铁锂电池舱的环境控制

随着船舶节能减排理念的逐步推广,电动船越来越受到船东欢迎,磷酸铁锂电池作为电动船主流能源之一,对存储空间环境有特殊要求.文章通过对船级社规范要求的解读分析,对磷酸铁锂电池舱的环境控制提出设计思路,并以某小型电动船为实例进行通风计算和系统布置.     

典型工况下的燃料电池船舶复合储能系统设计

针对燃料电池船的电能质量品质不高、蓄电池使用寿命短等问题,设计了由超级电容、磷酸铁锂电池组成的复合储能系统,并提出了基于功率分流式的能量管理策略。在MATLAB/Simulink环境下建立系统仿真模型,并采用自适应粒子群算法调用仿真模型,对复合储能系统的容量配置与能量管理策略的参数进行联合优化。仿真结果表明：优化后的复合储能系统可以满足船舶典型工况需求,并且能够缓冲负载波动对燃料电池与磷酸铁锂电池的冲击,使燃料电池工作在高效率区间,机动工况下船舶能量效率提高了3.17%；磷酸铁锂电池的充放电过程得到优化,能延长其使用寿命；母线电压波动减小,提高了电能质量。     

锂电池在RTG上的运用分析

对锂电池的主要性能参数进行分析,介绍磷酸铁锂电池、钛酸锂电池、三元锂电池、锰酸锂电池的性能特点。通过对RTG锂电池的功能分析及选用,解决传统RTG能耗和污染大、维护成本高等问题。     

船岸用储能电池充放电过程温度变化研究

储能锂电池系统在船舶和港口区域的应用和推广是交通水运领域减碳降排的重要措施。锂电池的工作特性决定了热管理在储能系统的重要性,而锂电池充放电过程中温度变化则是热管理系统设计的基点。本文从锂电池原理引出温度监控的重要性,然后针对不同品牌、不同批次的280 Ah磷酸铁锂电芯,选取7个测温区域,在不同环境温度、不同倍率下分别进行充放电温度测试实验研究,试验结果可为锂电池储能系统热管理设计提供支持,同时也可供同行参考。     

锂电池在混合动力船舶制动能量回收中的应用研究

针对传统电力推进制动过程中对直流母线电压的影响,制动电阻消耗全部制动能量造成浪费的问题,文中在研究了混合动力船制动回馈机理的基础上,采用锂电池作为制动能量的储能装置,通过双向DC-DC变换器为混合动力船舶提供推力或吸收制动过程的暂态能量,分析锂电池储能系统充放电控制策略,搭建仿真系统.结果验证了锂电池储能系统能够维持直流母线电压稳定,制动能量得到回收.     

磷酸铁锂电池与太阳能一体化航标灯融合技术研究

为进一步扩展一体化航标灯和磷酸铁锂电池组应用领域,本文通过对一体化航标灯光源、电路板进行改造,重新设计LED发光芯片的封装和散热,应用二次光学透镜提高光通率,改造电路板恒流驱动,提高负载功率,提升航标灯夜间视距至7.0KM,满足长江中下游及沿海的视距需求。同时,从电气和功率匹配角度研究新灯器与航标专用磷酸铁锂电池组、太...     

混合动力船舶锂电池保护板的设计与实现

本文介绍了一套基于8051微控制器的锂电池保护板系统的设计。本系统针对混合动力船舶的使用环境进行设计,可满足锂电池充放电过程的复杂性的需要,对锂电池单体及整组提供过充过流保护、高低温保护、放电短路保护等智能保护,具有可靠性高、功能强大、性价比高的优点。     

锂电池动力船舶研究进展

作为航运大国，我国船舶数量巨大且其中柴油机船舶占比较高，在“碳达峰和碳中和”战略目标牵引下，引入节能减排的纯电动船舶是大势所趋。锂电池（LIB）以能量密度高且安全性能好的优势在纯电动船舶储能系统中脱颖而出，目前锂电池船舶相关研究大多借鉴成熟的纯电动汽车技术，但两者运行需求与运行环境仍存差异，并不能一概而论，因此有必要对锂电池船舶的发展现状进行总结分析，梳理当前所面临的困难与挑战，为锂电池船舶的安全发展提供思路。基于对国内外锂电池船舶发展概况的调研，对船用锂电池性能优化和安全防护两方面的研究进展进行讨论，并对当前我国锂电池船舶发展利害因素进行梳理分析，着重分析船舶锂电池组管理系统及其面临的特有安全问题，对锂电池船舶今后的研究热点进行预测，以期能够为锂电池船舶安全研究提供有益的参考和借鉴。     

磷酸铁锂电池在小型游览船上适用性分析

我国湖上游览船数量众多,为了减小湖泊的污染,很多湖泊禁止使用带有污染排放的旅游船舶,鼓励使用电力推进船舶。当前,电力推进旅游船的主电源主要采用铅酸蓄电池,铅酸蓄电池的安全性差,能量密度低,寿命短,易造成环境污染,在小型游览船上应用具有一定的安全隐患。磷酸铁锂电池相对安全,且重量轻,电池易于管理。通过对比,建议在小型游览船上使用磷酸铁锂电池作为主电源。     

船舶电力调速系统暂态稳定性分析

针对当前船舶电力调速系统暂态控制性差、误差数值高的问题进行研究,结合模糊PID原理对船舶电力调速系统暂态稳定性进行分析。通过对电力调速系统结构进行优化,对励磁机运行参数进行反馈处理,获取船舶电力调速系统暂态数值,并对数值稳定性等级进行划分、针对不同等级的稳定性数值设置相应的电压控制和调整方法,从而实现对船舶电力调速系统暂态稳定性的转分析。最后通过实验证实,船舶电力调速系统暂态稳定性分析结果准确性相对更高,可有效保障传递电力调速系统安全稳定的运行。     

基于模糊神经网络的船用锂电池故障诊断的研究

本文针对锂电池组成的船舶储能系统,分析锂电池的故障模式和表现特征,建立基于模糊神经网络锂电池组故障诊断模型,通过实验数据进行模型训练并进行仿真。仿真结果证明所提出的模型的正确性,实现锂电池的故障预警,提高系统运行稳定性。     

超级电容电池在长江下游数字航道航标上的应用研究

针对航标用磷酸铁锂电池内阻大,吸收光伏发电效率低的问题,本文利用超级电容电池内阻低,吸收光伏发电效率高,低温放电性能好和循环寿命长的优势,通过对长江下游数字航道航标配电要求的设计,选用容量为27Ah/14.40V的超级电容替代磷酸铁锂电池,经过冬季低温和连续阴雨天的探索试验,研究发现超级电容电池在连续5d暴雪及连续-7℃的低温极端天气情况下,电压最低为13.89V,剩余电量还有9.8Ah,达到了其作为长江下游数字航道航标上推广应用的价值。     

基于燃料电池船舶混合电力推进系统的功率追踪控制策略

为提升混合电力推进船舶的续航能力，针对小型船舶巡航负荷的特点，组建以锂电池为动力源、燃料电池为增程单元的混合电力推进系统。选取典型船舶确定试验平台运行工况，设计与其相匹配的增程式燃料电池混合动力系统，并搭建质子交换膜燃料电池与锂电池混合电力推进系统的试验台架。以适配巡航工况为目的，基于锂电池荷电状态（SOC）调节功率追踪，获取燃料电池与锂电池间的能量分配策略。研究结果表明，该功率追踪控制策略能实现母线功率输出与模拟船舶工况间的适配。当将锂电池作为主要动力源时，系统发电单元的转换效率可维持在85%左右；当将燃料电池作为主要动力源时，系统发电单元的转换效率仅维持在75%左右。由此说明，以锂电池为动力源、燃料电池为增程单元的混合电力推进系统的设计是合理的。     

船用电池系统主动均衡控制研究

描述船用电池系统的特点,详细分析船用磷酸铁锂电池的Shepherd模型、双向反激直流变换器原理和基于LTC3300-1的主动均衡电路.通过实测和仿真,验证该电池模型的正确性;通过设计和仿真,验证该主动均衡电路的可行性.从系统建模的角度出发,分析纯电池动力船舶和混合动力船舶电池系统的主动均衡控制变量和控制策略,并通过Matlab/Simulink平台仿真验证理论分析的正确性.     

无人救助艇的动力与控制系统选型

基于无人救助艇的性能要求,重点介绍动力与控制系统选型过程和原因。该艇选择磷酸铁锂电池为电源,并采用全电力推进、远程无线遥控控制技术。该无人救助艇的应用,增添了海洋救助方式。     

基于卡尔曼滤波法的船用磷酸铁锂电池SOC仿真估算

针对已应用于船舶的磷酸铁锂电池包，根据其充放电性能测试数据，选择一种合适的电池模型对其电池单体进行建模与仿真。对卡尔曼滤波算法进行理论分析，并采用该算法对已建立的电池模型进行单体电池荷电状态（SOC）估算，采用MATLAB/Simulink软件进行算法仿真验证。仿真结果表明，卡尔曼滤波法对SOC的估算精度较高，对初值依赖小，自适应能力强，但对电池模型精度要求较高。     

基于TRIZ理论解析正极材料磷酸铁锂的研究进展

新能源锂电池的研究是当今世界各国研究的热点,而电极材料的基础科研是研发出可替代传统能源的关键所在.TRIZ理论是一种广泛应用于工程领域的“发明问题解决理论”,本文创新性地将TRIZ理论的思想引入到锂电池的正极材料磷酸铁锂的基础研究中.本文通过分析表明基础材料的研发中处处包含TRIZ的思维方式.     

基于小波包-模糊控制的燃料电池混合动力船舶能量控制策略

由于负载波动导致混合动力船舶存在燃料电池电能质量下降及蓄电池使用寿命缩短的问题,因此,针对该问题首先对船舶动力系统进行模拟改装。采用超级电容、磷酸铁锂电池构成复合储能系统,设计基于小波包及模糊控制的能量控制策略,通过搭建动力系统及能量控制策略的Simulink仿真模型对所提控制策略有效性进行验证。仿真结果表明,该控制策略能够有效地优化电池充放电过程,延长电池使用寿命、降低燃料电池输出功率的波动及稳定母线电压提高电能质量。