小型旅游客船锂电池动力改造探索

改革开放以来,旅游业迅猛发展,水上旅游业作为旅游行业的有机组成部分,游览船舶的环保性能显得尤为重要。鉴于目前我国大部分小型旅游客船采用铅酸蓄电池作为主推进动力源,作者从船舶布置、环保、安全、经济性等方面,阐述了利用磷酸铁锂电池替代铅酸电池作为小型旅游客船动力源的优越性和改造可行性,通过分析改造实例的环保经济性,为江苏乃至全国小型旅游客船动力源绿色改造提供推广建议。     

对船舶电力推进的一点认识

船舶电力推进是指电机直接或间接带动螺旋桨转动,从而推动船舶航行。其工作原理简单,早在一百多年前已在实船上使用。如1886年SIEMENS公司在“ELEKTRT”号游览船上,使用了12kW的直流蓄电池作为推进动力。本世纪30年代为电力推进的第一个发展高峰期,有代表性的船是1935年制造的客船“POTSDAM”号,该船使用了两台9570kW的交流电机作为推进动力,     

七〇四所自主研制直流综合电力推进系统再获3型船订单

近日,中国船舶集团七○四研究所自主研制的直流综合电力推进系统获得多项订单,为三型纯电池动力船舶配套,磷酸铁锂动力电池系统将作为船舶唯一动力源,通过直流电网分别为船舶推进以及日用负载提供电源。该型船总长26.8米,船宽4.8米,型深1.6米,最大航速17.0km/h,营运航行于巫峡水域,用于观光游览。     

基于逆变技术的应急供电装置设计

为了保证船舶的运行安全,一般船舶的供电系统在主电源之外,都设置有应急供电装置。在发生突发状况时,船舶的主发电机发生故障,导致供电电源中断,应急供电装置替代主电源进行供电。船舶应急供电装置可以向船舶上重要的应急用电负载进行供电,来保障船舶应急控制和船上人员安全。本文以蓄电池组作为应急电源,采用逆变技术,设计了一种应急供电装置。     

基于循环寿命的船用锂电池组能量管理策略

为提高小型船舶上锂电池组的循环寿命,针对某类纯电动游览船的综合电力推进系统,基于能量守恒理论,建立船舶航行里程与电池剩余容量模型.综合考虑船舶航行里程、到达时间和锂电池循环寿命3者之间的关系,建立锂电池组老化模型,提出一种基于降低锂电池组老化速率和逻辑门限优化算法的锂电池组能量切换策略.仿真结果表明,在相同环境下,相比一般的充放电管理系统,采用该策略的锂电池组容量衰减量大大减少,减少的衰减量之差占原衰减量的比值可达69.8％,验证了该能量管理策略能较大地提高锂电池组循环寿命这一结论.     

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.     

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。     

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。     

电力推进船舶的锂电池应用

对用作动力源的锂电池进行了参数分析,并开展锂电池在电力推进船舶的应用实例研究。详细介绍了实例船的推进模式、推进系统方案、动力锂电池组作业方式、动力锂电池系统的设计与布置安装及试验,为电力推进船舶的锂电池应用提供借鉴与参考。     

不间断电源（UPS）在船上的应用

随着船舶机舱自动化程度的日益提高，不间断电源显得越来越必不可少，且近年一在船上使用使用得日闪广泛，本文阐述了ＵＰＳ的基本原理，系统构成，船上应用应达到的要求，以及当船上主电源发生故障时应对那些重要和维系生命安全的设备馈电。     

小型化船舶动力电池技术展望

电力船舶朝安静型小型化方向发展,主要用于长海岸线近海作业。其配套动力电池要求高比能、大功率,包括铅酸蓄电池、锂离子电池、燃料电池、阀控密封铅酸电池、超级电容器和超级铅酸电池等。本文概述了小型化船舶动力电池的发展方向。     

我国自主研制成功硅能蓄电池

中国硅能集团研发中心经过6年努力研制成功硅能蓄电池。这种蓄电池在获得巨大、持久电能的同时，从根本上改变了传统铅酸蓄电池严重污染环境的弊病，各项使用指标及环保性能均大大优于目前国内外普遍使用的传统铅酸蓄电池。专题查新及申报国际专利查新证明，研制成功的硅能蓄电池属国内外首创，这标志我国在蓄电池自主知识产权的高新技术开发上走到了世界的前列。 近十年来，汽车、通讯、电力、交通、计算机等蓄电池应用产业的迅速发展，使我国对蓄电池的需求以每年10％的速度快速增长。但由于传统铅酸蓄电池硫酸液在生产、使用和废弃的过…     

无人救助艇无线遥控电池电力推进系统 研究与设计

描述了无人救助艇无线遥控电池电力推进系统的系统组成和主要功能,详细分析了应用于本项目的电池技术、无线遥控技术、电力推进技术和监测报警技术的特点,并总结得出采用磷酸铁锂电池组的供电方案。该系统使用数传电台作为无线遥控和监测的通信设备,通过无线手柄和电力推进系统的控制方案可以有效提高船舶的航行性能,通过监测报警系统中的交互界面给用户带了来更直观的体验。本文通过设备制造和系泊航行试验证明了相关理论的准确性与可行性。     

船舶阀控式铅酸蓄电池充电温度补偿技术

本文介绍了船舶阀控式铅酸蓄电池的充放电原理、充电特性和影响其使用寿命的原因.同时,结合现有船舶阀控式铅酸蓄电池现状,研究分析在船舶环境条件下温度和阀控式铅酸蓄电池充电特性的关系,提出采用温度补偿充电技术可以较好的提高船舶阀控式铅酸蓄电池的使用寿命.并在上述理论分析和工程应用的基础上,给出温度分段梯度补偿充电特性曲线.     

一种船舶电力滤波器的仿真研究

在小型船舶电力推进系统中,变频驱动产生了严重的谐波污染,导致电力系统的容量大大增加,恶化电网电能质量,甚至影响了船舶安全运行.针对电力推进船舶电网存在的谐波污染问题,设计了电力滤波器的拓扑结构,制定其控制策略,分析该滤波器的工作原理,并进行计算机仿真,验证了该滤波器的有效性.     

小型纯电动船舶永磁同步电机控制系统的优化设计

随着高能蓄电池和快速充电技术不断发展,现代电动船舶完全可以用在短途的岛际交通运输中,可以实现与电动汽车同样的性能。纯电动船舶的电力推进系统采用蓄电池取代柴油机提供动力,可以避免柴油机产生的废气和噪声对海洋环境造成的污染,极大提高推进系统效率。而影响电力推进系统效率的关键之一就是电机控制器的性能,由于永磁同步电机与其他推进电机相比,具有优越的整体性能,因此本文以永磁同步电机作为纯电动船舶的推进电机,对永磁同步电机控制系统的优化设计展开研究。     

不间断电源用石墨烯锂电池模块均衡系统设计

蓄电池是舰船不间断电源设备重要的后备供电电源,基于LiFePO4-石墨烯复合电极材料的锂电池相比传统铅酸蓄电池具有放电容量大、能量密度高、循环寿命长等显著应用优势。但是锂电池也存在着由于单体电池特性不一致导致的性能下降和安全问题。均衡控制是解决不一致问题的最有效途径。本文针对不间断电源用石墨烯锂电池模块进行均衡系统设计,设计中重点考虑了均衡系统对绝缘耐压性能、电磁兼容性能和安全性能的特殊要求,分别提出了基于双壳体结构的绝缘耐压设计方法、基于多通道隔离的电磁兼容设计方法和基于双重保护的可靠性设计方法。试验结果验证了所设计均衡系统的有效性。     

船舶铅酸蓄电池反应产生一氧化碳机理分析

针对某型船舶铅酸蓄电池在运行中检测出过量一氧化碳问题,对蓄电池主副反应、蓄电池原材料及正、负极反应机理进行了分析,给出现有蓄电池中含碳成份在反应过程中存在被不完全氧化产生一氧化碳的机理。本文理论分析和实例有助于进一步深入研究该问题。     

云南内河电力客船发展前景

电力推进客渡船在云南高原湖泊上首次推荐，具有环保、平稳、快捷、舒适等特点，特别是对滇池绿色环保有着重要意义。云南将在高原湖泊水域推广使用电力推进绿色环保船舶作为水上运输的主流交通工具。本文分析了电力推进客船的需求背景、关键技术和应用发展前景。