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.     

细水雾灭火在磷酸铁锂电池动力船舶上的应用

文章介绍了磷酸铁锂（LiFePO4）电池动力船舶上的电池热失控风险分阶段防控策略,明确了风险各阶段的划分和应对措施并分析了LiFePO4电池动力船上细水雾灭火系统主要技术参数对灭火效果的影响以及参数选定依据。结合实例,对兼具局部应用和全淹没方式的泵组开式细水雾灭火系统在LiFePO4电池动力船舶上的布置特点及其在电池热失控阶段的风险防控实施路径。对船用动力电池风险评估、细水雾灭火系统实体火灾模拟试验以及采用移动式高压细水雾灭火装置、手提式细水雾灭火器等,给出了相关规定的完善建议。     

船用锂电池热失控危害与防控对策研究

锂电池的安全性是目前船用锂电池系统的最关键问题。本文调研了国内外锂电池储能系统的事故案例并分析出主要事故模式,采用ARC绝热环境测试方法研究了不同体系电池的热失控特性,进行电池过充测试并研究了热失控后烟气的防护抑制措施。最终得出结论：磷酸铁锂电池具有最高的耐温能力和最低的热失控危害,而采用浸没防护的措施能够有效抑制热失控后产生的大量热量与烟气。此研究为船舶行业锂电池的安全应用提供了技术支撑。     

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.     

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。     

不同船型的内河纯电池动力船舶经济性分析

本文采用多学科交叉融合的分析方法,利用技术经济学中的经济适用性及效益分析理论,对内河纯电池动力船的经济适用性进行分析.重点面向干散货船、集装箱船、客船三种进行横向对比,分析了其三者运营经济性及全周期经济性,得出了纯电池动力在我国内河不同船型的适用性.     

船舶水动力性能试验研究数据管理系统

本文指出了应用现代数据库技术管理船舶水动力性能试验研究数据原重要性。介绍了船研所运输部内基于客户／服务器模式的网络数据库系统，该系统用于保存、管理及开发利用运输部长期积累的船模试验研究数据。文中描述了建立数据库系统的技术，特别是开发客户端浏览、查询系统和基于船模试验数据的船舶水动力性能预报程序所用到的可视化编程技术。     

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。     

纯电池动力船舶建造经验及发展现状

纯电池动力船舶指的是以蓄电池为推进电源的船舶,具备振动幅度小、运行噪音低、污染物质排放量少等应用特点,能够有效减少动力船舶带来的水污染和大气污染。为此,首先阐述了纯电池动力船舶国内外发展现状,其次总结了长江三峡通航管理局20米、30米级纯电池动力船舶建造经验及技术,以期为纯电池动力船舶建造及发展提供参考思路,从而推动航运业发展。     

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。     

混合动力船舶能量管理系统控制与优化

本文介绍使用频率方法改进混合电动船(HEB)能量管理系统,并对系统做适当优化。柴油发电机通过超级电容器和锂电池的配合出力来满足混合动力船的负荷需求。超级电容器和锂电池通过两个双向DC/DC连接到直流母线,柴油发电机使用三相pwm整流器连接到直流总线。DC/AC转换器连接到使用两个电动机作为推进器模拟混合动力船(HEB)在航行过程需求的推进负载。利用粒子群优化算法来整定柴油机调速系统PID控制器参数,使其有更快的速度响应。本文通过柴油发电机,超级电容器和锂电池这些电源的功率分配来满足动态负荷需求。理论结果通过MATALB/Simulink软件进行仿真验证。     

无动力船舶的避台安全管理

每年夏秋两季,西北太平洋上生成的若干强热带气旋或台风严重影响我国沿海,海上狂风巨浪,对航行及停靠船舶造成严重威胁。无动力船舶因其不能运用自身动力系统抵御风浪,成为海上避台工作的弱者,本文从无动力修造船舶现状及发展趋势入手,详细分析了无动力船舶避台工作中存在的安全隐患,并提出了合理的避台方式和安全管理对策。     

4000 kWh货船锂电池安全性分析

锂电池动力船舶与传统化石能源驱动的船舶相比动力系统工作原理有很大不同,存在的风险也不相同。本文分析船舶碰撞原理,确定4 000 kWh纯电动货船的碰撞工况,采用Abaqus对电动货船进行建模和碰撞数值仿真。使用Comsol对锂离子电池的单个电芯进行热失控仿真计算,将结果与实际的实验数据进行对比,确定热失控仿真计算的可行性。之后对电池模组进行热失控仿真,分析整个电池模组热失控后带来的影响,从而制定出锂电池货船控制热失控的措施。     

混合动力船舶能量管理控制策略设计与仿真

为了提高船舶的能源利用效率,降低排放,采用柴油发电机和燃料电池组成的混合动力为船舶提供电能,其中发动机为船舶提供基础载荷,当船舶功率负荷需求大于基础载荷时则由燃料电池组提供剩余的功率。针对这样的混合动力系统,设计船舶的能量管理系统的逻辑门限值控制策略和PID控制器。仿真结果表明,采用这种混合动力结构的船舶,可以提高柴油机的运行效率,所设计的PID控制器能很好地满足船舶的功率需求,提高系统的稳定性。     

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。     

船舶附加水动力组合节能技术研究进展

随着国际上石油价格飞涨,能源短缺,特别是MEPC第58次会议发布EEDI计算公式以及MEPC第62次会议正式通过《MARPOL73/78公约》附则Ⅵ修正案,世界各国都认识到了船舶节能减排的重要性。船舶节能技术得到广泛的关注。相比于节能新船型和新型高效推进器,附加水动力节能装置无疑是一种成本低廉、见效显著、安装方便的节能选择。通过合理搭配2个或多个不同附加水动力节能装置,充分利用各自的水动力特性可以得到更好的节能收益。本文主要介绍基于导管类的附加水动力组合节能装置、基于导流鳍的附加水动力组合节能装置、基于扭曲反应舵的水动力组合节能装置,并分析各节能装置的节能原理与节能效果等。     

动力定位船舶的设计和建造

根据IMO关于动力定位船舶设计规范,介绍了此类船舶设计和建造过程中的关键环节和控制要点,包括FMEA分析.     

船舶锂电池消防系统仿真

针对船用大规模锂电池系统的安全性,结合船舶锂电池系统的环境及着火特性,开发船舶锂电池消防系统,利用CFD软件对船舶锂电池消防系统的喷洒效果进行模拟仿真,分析灭火剂释放过程及各个阶段特征,表明灭火剂的释放特征与氮气驱动压力、释放空间特征密不可分。