燃料电池-锂电池混合动力船舶的能量管理优化

燃料电池-锂电池混合动力船舶的动力源是由燃料电池作为主电源,锂电池为辅助电源。对混合动力系统采用能量管理策略(EMS)进行研究,分配每个电源的输出功率。为了提高氢燃料经济性和系统寿命,提出一种基于功率解耦的外部能效最大化策略进行建模仿真分析,并与双闭环PI控制策略和外部能效最大化策略(EEMS)进行对比,以验证其有效性。结果表明,本文提出的策略能够满足船舶典型工况下的功率需求,并有效降低氢燃料消耗,提高锂电池的利用率,从而利用混合动力系统的特点提高了氢燃料经济性,也使整个系统能够总体高效运行。     

燃料电池和锂电池在船用领域的对比分析

本文首先比较燃料电池和锂电池的技术特点,然后以功率范围120～1200 kW,储能范围1～10 MWh的船用燃料电池和锂电池系统为对象,对比分析其重量、体积和价格,最后针对大功率、高储能的船型提出燃料电池和锂电池混合的动力方案.     

船舶用燃料电池-锂电池混合动力系统协同控制策略

船舶用燃料电池-锂电池混合动力系统是由燃料电池作为主电源,锂电池作为辅助电源。本文提出一种基于功率解耦的外部能效最大协同优化策略对混合能源进行输出功率分配,并与双闭环PI控制策略、传统外部能效最大化策略（EEMS）进行对比分析,以验证所提出协同控制策略的优越性。     

混合动力船舶的建模与能量管理

考虑到能源和环境的问题日益突出,开发低能耗、低排放的绿色船舶成为当今船舶工业的首要任务。设计混合动力船舶电力推进系统的架构,采用光伏电池和燃料电池等清洁能源与柴油发电机混合动力驱动船舶,加上蓄电池作为储能元件对多余的功率的吸收或缺少功率的补充。并且使用能量管理中心对其进行调度管理。     

燃料电池技术及其在船舶上的应用

以氢为燃料的燃料电池技术正快步迈向实用化，燃料电池装置在船舶上的应用研究取得了巨大的成就，采用燃料电池混合动力的潜艇已投入运行。本文对燃料电池技术的现状及在船舶上的应用前景进行了分析与介绍。     

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.     

船舶多清洁能源混合动力系统优化设计方法

多清洁能源混合动力系统可通过采用多种清洁能源有效提高船舶的绿色化水平,但多清洁能源的不同特点会增加混合动力系统配置优化设计的复杂性,目前缺少对多清洁能源混合动力系统优化配置方法的研究。对此,基于燃料电池、锂离子电池、超级电容和柴油发电机的混合动力系统形式,提出一种基于小波变换和遗传算法的多清洁能源混合动力系统优化配置方法。分析结果表明:提出的混合动力系统优化配置方法能在满足船舶最大功率需求的同时,提高船舶的经济性,降低二氧化碳排放,进而提高船舶的整体能效水平。     

UUV用动力锂电池综述

本文综述了动力锂电池应用于无人水下潜航器(UUV)的研究现状。通过与UUV传统动力电池、铝氧半燃料电池和燃料电池对比,分析了锂电池作为UUV动力能源的必然性。展望了UUV用动力锂电池未来的发展方向,包括提高单体电池比能量,加强电源系统安全性,建立模块化、标准化体系和应用于混合动力系统。     

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。     

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。     

全海深载人潜水器超高强度钢制载人球壳的极限强度分析与模型试验

载人耐压舱是保证载人潜水器安全性的最核心部件,文章主要针对上海海洋大学正在研制的万米载人潜水器开展载人球壳的极限强度理论分析和模型试验研究。该载人耐压球壳采用超高强度马氏体镍钢。有限元分析包括静应力分析和屈曲分析,获得了耐压球壳的极限强度和失效模式;在此基础上,设计了模型球进行了极限破坏试验。通过有限元分析结果和试验结果对比,获得了球壳极限破坏压力失效模式和加载过程中球壳表面应变的变化历程。试验结果和有限元结果基本一致,验证了设计方法对马氏体镍钢球壳的适用性。该研究为后续全海深耐压球壳的设计提供了可靠的试验和理论基础。     

基于面元法的船舶螺旋桨附连水质量与阻尼计算方法研究

在船舶轴系振动或桨轴流固耦合分析中,螺旋桨在流场中所引起的附连水质量与阻尼是很重要的参数。但实际计算中螺旋桨附连水质量常常用螺旋桨自身质量乘以一个经验系数得到,而附加阻尼往往被忽略。针对这些不足,文章利用螺旋桨水动力分析中常使用的面元法,构建了螺旋桨随轴系在水中振动时的附加质量与阻尼数值计算方法。目前求解附加质量的经典方法是基于运动物体引起流体动能变化来求解,但该方法不能求解附加阻尼。文中证明了所提出的方法与经典方法是完全等价的,同时利用该方法还可以求解附加阻尼。最后以球体、椭球体及螺旋桨为对象给出几个算例,并与解析解或其它文献计算结果比较,误差均在合理范围内,表明文中提出的方法的有效性。     

螺旋桨梢涡及梢涡空泡数值模拟

以PPTC(Potsdam Propeller Test Case)桨为研究对象,探索了螺旋桨梢涡及梢涡空泡的数值模拟方法。通过梢涡区域的划分及网格加密,对螺旋桨无空化流场进行了数值模拟,成功捕获了梢涡;然后基于均质混合流模型和Zwart-Gerber-Belamri空化模型对空化流场进行了数值模拟;并将计算结果与试验数据进行了广泛的比较和分析,以校验计算网格和计算方法。研究表明:无论片空泡还是梢涡空泡的计算结果均与试验观测吻合良好;同时,所得螺旋桨推力和扭矩系数也与试验值符合良好;有效地实现了梢涡捕捉及梢涡空泡模拟。同时指出,水中含气率对推力和扭矩系数的影响大于空泡形态。     

上海港口经济驱动因素和演化过程分析

港口经济系统演化过程遵循着一般产业的生命周期模式。基于港口经济发展的演化模式和动力机制,提出上海港口经济评价指标体系,运用因子分析法并在SPSS的帮助下提取因子,分析1991～2005年上海港口经济的主导驱动因素,得出上海港口经济主要是由腹地经济、国际贸易、港口运作规模以及港口投资和经营能力等因素决定,在此基础上进而计算综合因子得分,考察上海港口经济演化过程。分析结果与1991～2005年间上海港口经济实际运行状况吻合,这说明该经济评价指标和分析方法具有实用性。     

建设上海港集装箱快速运输通道的建议与设想

分析了上海港集装箱运输的现状。提出了在上海周边建设多个集装箱中转站,中转站与码头之间建设轨道专线的建议。集装箱经中转站就可进入各个码头。外来集卡不进入上海市内,将改善上海市城市环境、交通拥堵和安全状况,提高港口内集装箱装卸自动化程度和运输的安全性。     

加速上海国际航运中心建设 提升上海海事产业和海洋经济发展水平

通过对当前上海经济运行情况的分析,指出了推进上海海洋经济发展所面临的机遇和挑战,并提出了从建设现代航运服务、做大做强船舶产业、提高海洋科技实力三方面来提升海事产业和海洋经济水平。     

宁波—舟山港与上海港竞争与合作探讨

随着宁波—舟山港的一体化运作和上海洋山港及上海国际航运中心的建设,两港发展问题日益受到关注。分析了两港相互竞争的必然性和必要性,以及两港相互合作的必要性和可行性,提出了促进宁波—舟山港与上海港竞争与合作的相关建议。     

上海港东北亚战略和国际化战略的实施

全球国际集装箱运输的发展,给上海港的发展带来了机遇与挑战.上海港提出的东北亚战略和国际化战略,就是要依托上海港口的优势,为客户提供港口装卸两端延伸物流服务,从而充分利用港口物流资源,将上海港建成东北亚地区的集装箱枢纽港;同时,发展腹地,走向国际,以国际物流为重点,以综合运输网和信息网为支持,加速现代化国际型全功能的、世界一流的国际航运中心的建设.     

谈谈“十五”期间上海的港航建设

“十五”是将上海建设成为国际航运中心的关键时期。围绕着这一目标，上海将继续大规模地进行港航建设。本文对一些“十五”期间将实施的主要项目作一介绍。     

上海与舟山市建立联合港区的设想

为了适应改革开放的新形势,上海港正在积极兴建新的万吨级泊位,同时对老码头进行技术改造,建立新作业区,鼓励货主自建专用码头和筹建新港区等。但作者认为,由于受长江口航道的水深限制,上海港难以成为西太平洋的枢纽大港。为了充分发挥上海市的优势,又弥补自然条件的不足,作者建议上海与拥有自然深水区域的毗邻舟山市开展横向合作,在舟山岛西南的野鸭山水域建立联合港区,建议由上海的电力企业、海运局、港务局和舟山市建立煤炭联运集团,由上海的钢铁企业、远洋运输公司、港务局、梅山钢铁公司和舟山市建立钢铁矿石联运集团。