燃料电池锂电池混合动力船舶建模与仿真

全电动绿色船舶除了使用电力,还越来越多地采用替代能源,如燃料电池、太阳能电池等。本文建立船舶混合动力推进系统,采用燃料电池和锂电池并联作为混合动力。在功率不足时,锂电池提供额外的功率以满足负载需求。为了模型比较贴合实际,使用真实数据对混合动力系统的子部件进行建模,生成Simulink模型并进行仿真。     

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。     

潜艇锂离子电池的发展与集成

铅酸电池作为储能电池在过去一百多年里广泛应用于舰艇上,铅酸电池的可靠性在应用中得到了充分的证实,但其能量和功率密度低、析氢等固有缺陷致使储能电池的发展受到局限。近年,锂离子电池的发展使储能电池性能得到显著提升,但其集成和应用存在着安全性的严重挑战。Thyssen Krupp船舶系统公司研制出适用于潜艇的大容量锂离子电池系统集成设计理念和解决方案,克服了安全性问题,使艇用电池性能提高,能满足更强作战力的潜艇需求。相比传统铅酸电池,锂离子电池容量提升30%,放电倍率提升2倍,另外,锂离子电池可免维护,提高了运行灵活性。本文采用实例对锂离子电池技术在潜艇上的发展与集成进行介绍,总结了艇用锂电池的必要性和应用难点。     

锂电池动力船舶的轮机系统设计

随着国家对节能减排的大力提倡以及新能源技术的发展,储能电池开始逐步作为动力源应用在船舶上,其中尤以锂电池应用最为广泛.该文对各主要船级社(如:DNV·GL、ABS和CCS)关于锂电池动力船舶轮机系统的相关规范要求进行了归纳,给出了设计要点与实船应用案例.     

混合储能技术在船舶电网中的应用

在船舶电力系统中,船舶大功率负载的变化除了会引起船舶电网剧烈的波动,增加船舶原动机的机械应力和热应力,还会增加船舶燃料的消耗。为保证船舶电网的安全稳定,本文采用混合储能单元技术。本文分析船舶电力系统的调速系统和励磁系统,锂电池与超级大电容的充放电电路。根据锂电池和超级大电容的特性,采用粒子群算法优化混合储能单元容量。利用Matlab/Simulink仿真了含混合储能单元的船舶电力系统。仿真结果表明混合储能单元能够明显的抑制船舶电网波动,增强系统的稳定性。     

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。     

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。     

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。     

锂电池储能系统在绞吸挖泥船的应用分析

对国内主流的绞吸挖泥船按照动力系统配置特点进行分类,对各类典型船舶从动力系统与锂电池储能系统应用结合方面开展相关研究,分析各类绞吸挖泥船与锂电池储能系统应用结合的可行性,为后续实船与锂电池储能系统的应用结合提供依据。     

锂电池储能柜海运名称识别和包装要求浅析

本文基于对锂电池海运相关国际规则的解读,介绍了大型锂电池储能柜系统的特点,分析了联合国编号及运输名称的确定和包装规定的适用等方面问题,对大型锂电池储能柜系统海上安全运输提出相关建议。     

AUV动力电池技术的应用现状及展望

从能量密度、循环寿命和安全性等方面介绍常用动力电池的特点,主要类型包括铅酸电池、锌银电池等传统电池和锂电池、燃料电池等新型电池。结合AUV的发展前景,对AUV对动力电池的发展要求进行分析,对AUV的充电方式进行总结,介绍锂电池管理系统的功能,以期能为新能源驱动的AUV研究提供一定参考。     

储能系统在分布式发电中的应用

当今以风能、太阳能为代表的可再生能源,因其储量丰富、环境友好等特点,得到人们日益广泛的重视。基于可再生能源的分布式发电是可再生能源利用的一种主要方式,然而,由于可再生能源的间歇性,导致了分布式发电系统的稳定性、可靠性以及电能质量问题,在这种情况下,储能系统应运而生。本文介绍了蓄电池、超级电容、燃料电池以及飞轮等几种常见的储能技术,简要分析各自的工作原理,比较了它们之间的优缺点,并以蓄电池和超级电容为例,分析混合储能系统的构成方式,最后通过Buck/Boost双向变换器与直流母线相连接,给出了一系列适合于分布式发电系统的隔离型Buck/Boost双向变换器,并比较了它们之间的优缺点。     

储能系统在智能型无人系统母船的应用

对电力推进科考船在科考作业时由于负载波动给电力系统带来技术难题进行分析,提出在电力系统中加入磷酸铁锂储能单元的解决办法,以实现利用储能单元具有的削峰填谷能力,使电力系统的运行趋于稳定。同时,以智能型无人系统母船为例,介绍储能系统兼具动力电池系统在船舶进出港时实现纯电力推进的零排放关键技术。提出含磷酸铁锂储能单元的电力推进配电系统的配置方案及其充放电调度控制方式,为工程人员设计类似科考船提供解决方案和参考。     

Energy efficiency optimization analysis of fuel cell/lithium battery hybrid ship based on whale optimization algorithm北大核心CSCD

[目的]为提升船舶的能源利用率,对多因素影响下的燃料电池/锂电池混合动力船舶能效优化方法进行分析。[方法]基于Matlab/Simulink仿真建模软件,建立对象船舶的能效仿真模型,研究通航环境要素对船舶能效的影响。考虑动力源特性和船舶功率需求,提出基于模糊逻辑的功率分配策略,以优化系统能量流动。然后在此基础上,以系统总能耗最低为优化目标,建立考虑多因素的船舶航速非线性优化模型,采用鲸鱼优化算法开展优化模型动态寻优,并进行不同航行方法和航行时间约束下的能效优化分析。[结果]结果显示,在总航行时间不变的情况下,采用所提的考虑多因素的船舶能效优化方法可以降低船舶5.04%的总能耗和13.16%的燃料电池氢气总消耗。[结论]所述方法对船舶节能减排具有积极的作用,同时对提高船舶续航力和经济性具有重要意义。     

燃料电池船舶复合供能系统控制策略设计与仿真

针对燃料电池船舶复合供能系统中的燃料电池功率波动问题和储能单元电池荷电状态（State of Charge,SOC）极端分化问题,依据系统拓扑结构,提出基于负载功率频率分解与模糊逻辑控制法相结合的复合供能系统控制策略设计。采用实例仿真验证该设计的优势。结果表明,该设计可有效保持燃料电池输出功率平滑,对储能单元SOC具有良好的均衡控制效果。     

混合动力场桥的综合性分析

为节能减排,混合动力场桥由小发电机组和蓄电装置共同组成动力源,以锂电池蓄电装置作为场桥平常状态的主要供电系统。介绍混合动力场桥的节能原理及其与传统RTG的区别。对混合动力场桥供电系统功率计算加以说明。混合动力的使用,实现了一种新型的低功率动力源节能场桥。     

水下自航器用锂／二氧化锰电池组的散热处理

大型锂/二氧化锰电池组作为水下自航器的动力电源,以中高倍率电流工作时,会产生大量的废热,若不及时将废热传递至外界环境（海水）时,将对电池组的安全性产生恶劣影响。文中分析了锂/二氧化锰电池的热源和电池组的传热过程,并测量了电池的热功率,通过模拟电池组的废热功率探索了散热处理方法对电池组温度的影响。在水下自航器用锂/二氧化锰电池组设计时,采用综合散热处理方法能够合理控制电池组的温度,且有一定的温度冗余量。     

新能源电力推进对比分析

文章基于全球低碳节能政策,研究并概述了直流微网新能源电力推进系统及其关键技术,对比了以太阳能、蓄电池、氢燃料电池等为主动力的电力推进系统,并分析其性能、综合效率及实际船舶应用,对推进绿色船舶、节能减排等具有重要的实际意义。     

锂电池/超级电容器在电力推进船舶中的应用综述

针对电力推进船舶面临的由负载波动带来的难题,提出了在船舶电力推进系统中加入储能单元的解决办法。比较了常见储能元件的特性,阐述了船用锂电池和超级电容器技术发展的现状,分析了两者的应用前景。提出了含混合储能系统的电力推进船舶交流母线和直流母线的两种拓扑结构并说明了各自的优缺点及应用中所面临的问题,为后继开展更为深入的研究提供借鉴与参考。