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.     

太阳能空气动力艇混合储能装置中能量管理系统的设计与仿真研究

船舶电力推进系统在实际运用中具有明显优势,单一能量型储能装置难以有效应对其中分布式发电单元的输出功率间歇性和负载功率变化随机性波动的情况,给电网稳定运行带来了较大挑战。将锂电池和超级电容通过高执行效能的能量管理策略集合成混合储能装置,则能够很好地解决这一问题。论文通过引入对两种储能装置的充放电过程协调控制的逻辑环节,设计形成完善的四级联动式能量管理系统,建立基于MATLAB/Simulink的太阳能空气动力艇电力推进系统和混合储能装置的能量管理系统的仿真模型,分别对混合储能装置的充放电功率响应、内部功率分配、状态参数控制以及辐照强度同步变化的过程进行数据分析。研究结果表明:混合储能装置充放电控制的最大超调量低于30%,对负载波动的最大调节响应时间小于2.5 s,锂电池持续放电输出功率波动小于5%、放电电压变化率在3.5%以内,超级电容器能够实现对负载功率波动高频分量的瞬时响应。     

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。     

港口起重机大容量锂电池管理系统

为解决港口起重机新能源动力大容量高电压锂电池充放电管理问题,提出电池管理系统软硬件解决方案。单片机对电池单体电压、电流和温度等进行采样,将收集到的信号和故障等信息通过CAN总线发送到电池充放电可编程控制器中。根据安时积分算法计算电池剩余电量,并利用软件系统对大容量锂电池进行智能充放电管理,以提高电池的使用安全性、使用寿命和使用效率,降低电池使用成本。     

动力锂离子电池智能管理系统数据采集单元设计

分析了锂电池各运行参数的特点,设计了一种用于锂电池智能管理系统的数据采集方法,通过改进的测量方法实时测量锂电池组的单体电池电压、温度及充放电电流,并通过CAN总线传至上层节点,为锂电池的智能管理提供现场数据。着重介绍了该数采单元的设计原理以及软硬件设计。     

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。     

基于Labview的锂离子电池数据监测系统设计

本文针对锂电池在充放电过程中的数据监测的问题,设计了基于Labview平台的监测系统,利用OZ3705电池管理芯片采集电池的电流和电压,以及温度传感器采集温度,上位机与TS1102A单片机之间采用RS-232异步串行通信标准实现串口通信,利用上位机实时监测采集到的电池的电压、电流、温度数据。     

船用锂电池充放电装置设计

介绍了基于双向DC/DC变换器和AC/DC整流模块设计的锂电池充放电装置硬件回路，阐述了锂电池充放电装置的软件设计架构、主要功能，及软件控制策略。基于船用锂电池充放电装置的设计，选取锂电池组进行了充放电试验，试验结果验证了该充放电装置的有效性。     

某锂电池模组不同工况放电性能研究

某锂电池模组以不同工况进行放电测试,通过测量放电过程中温度变化及放电容量,对该锂电池模组不同倍率、不同功率下的放电性能进行研究。结果发现:该锂电池模组3 C放电最高温度达到63.1℃,0.2C放电最高温度31.7℃,3 C放电容量为0.2 C放电容量的97.3%,表明随着放电倍率的增大,电池模组的温度上升,放电容量下降;该锂电池模组5000 W放电最高温度达到56.3℃,500 W放电最高温度30℃,5000 W放电容量为500 W放电容量98.4%,表明随着放电功率的增大电池模组的放电容量下降。说明,锂电池以不同倍率、不同功率放电会产生不同温度,不同的温度对锂电池放电性能有重要影响。因此维持在合理的工作温度对锂电池放电性能很关键,本文通过锂电池模组不同工况放电性能研究,为该电池模组后期装备热管理设计提供试验支撑。     

锂离子电池仿真模拟及其应用综述

在可循环充放电的二次电池中,锂离子电池以其更高的能量密度和更好的电性能,成为全电动车(EV)、混合动力电动车(HEV)和储能等应用领域的首选电源。但由于锂离子电池存在安全性风险,且工作时对温度依赖性大,尚未在这些领域开展广泛的商业化应用。为发挥锂离子电池优良的电化学性能,并降低其安全问题风险,大容量锂离子电源系统需要设计优良的热管理系统,维持锂离子电池在合适温度区间工作,而仿真模拟技术则是辅助热管理系统设计的关键技术。本文综述了锂离子电池热仿真模拟的数学模型,锂离子电池在工作状态下温度预测的仿真模拟,及仿真模拟在电池组设计中的指导作用,并且提出电池组热模拟顺序的建议。     

车客渡船复合储能系统及能量管理策略设计与研究

针对严格的船舶碳排放要求和车客渡船特殊的航行工况,提出锂电池和超级电容组成的复合储能系统,并以系统经济最佳为目的设计复合储能系统的最优容量配置。基于锂电池和超级电容的特性,提出适用于车客渡船的能量管理策略。通过MATLAB/Simulink建立仿真模型,验证典型航行工况下复合储能系统容量配置和能量管理策略的可行性。仿真结果表明,复合储能系统的容量设计及能量管理策略可以满足典型航行工况和重载工况的需求。     

锂电池储能系统在穿梭油船上的应用

基于大连船舶重工集团自主研发的穿梭油船的船型特点,研究规范规则,与系统配套商进行技术交流,探索锂电池储能系统应用于该船型上的可行性和经济性。在此基础上,形成一套适用于穿梭油船的锂电池储能系统具体技术解决方案,并对其经济性、环保性进行评估。研究结果表明,锂电池储能系统可在穿梭油船上应用,虽然建造和维护成本会有较大增加,但在节能减排和运营经济性方面会有很好的表现,是未来穿梭油船发展的方向。     

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。     

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。     

新型智能锂离子电池组的研制

本文提出了一种新型智能化、高比能、高可靠性的锂离子电池组的研制方案。可对本体锂电池电压、电流、温度进行检测,并对锂电池在充放电过程中提供过压、过流、短路保护。另外该电池组还提供充放电、通讯及报警接口,通过显示模块实时显示单体端电压、电流、环境温度及故障信息等数据,并发出声光报警。     

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。     

一种电池储能功率转换系统研究

电池储能系统适合于电网调频调峰以及重要负荷应急保障等场合。在电池储能系统中,功率转换系统是储能电池与电网能量交互的接口。研究了一种适合大容量应用的电池储能并网逆变器的电路和控制策略,实现了电池充放电功率控制和电网侧功率四象限控制。构建了电池储能实验平台来验证提出的理论和方法。     

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.