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。     

船用模块化集装箱式动力电池的运营模式设计

纯电池动力船舶是实现清洁能源动力技术之一,近年来发展迅速。由于船舶电池动力模组容量大制造成本高,船东难以承受初装投资,以及充电和维护需专业人员管理等应用推广困难,解决这一问题的有效办法是将电池动力组做成集装箱式的模块化,采用换装方式为船舶提供电池动力,变传统柴油动力船舶买油开船为纯电池动力船舶租电航行,并实现快速续航。这一电池动力营运模式的变革具有重要意义。本文提出了"船电分离、换电租赁"的新型船舶运营模式,并结合内河64TEU集装箱绿色智能示范船舶项目进行分析,这种新型运营模式可以提高纯电池动力船的运营效率和动力电池利用率,实现交通网和能源网的协同优化。     

打好安全监管组合拳 持续丰富珠江游内涵

<正>2023年,广州珠江夜游“火出圈”,全国游客纷至沓来。作为全国客船密度最大的水域之一,每晚有120多个夜游航班在12公里的珠江东河道来回穿梭。随着电池动力船的投入使用,全力保障珠江日夜游航班新型动力船舶的安全有序运营已成为监管部门的重点工作。关注电池动力船舶畅通船舶通航环境据了解,目前广州日夜游有珠江游船37艘,其中纯电池动力船舶9艘。根据广州市电池动力船舶的发展规划,3年内电池动力船舶将成为珠江游主力船舶,5年内将珠江游船全部更新为电池动力船。     

纯电池动力船舶续航力适宜性与经济性研究

“碳达峰”和“碳中和”目标的提出加速了船舶能源结构改革的进程,纯电池动力船舶是重要的发展方向之一。为降低纯电池动力船舶的航速和续航力指标对电池容量的需求,达到减少电池对船舶排水量和舱容的占用,降低船舶建造成本和营运成本的目的,通过对柴油和电池2种能源对船舶排水量和舱容的需求、不同航行工况对电池容量的需求、建造成本和营运成本进行对比分析,提出一种纯电池动力船舶续航力适宜性与经济性分析计算方法。采用该方法对纯电池动力船舶的续航力适宜性与经济性进行计算,可在满足船舶航速和续航力指标要求的前提下配置更少的电池容量,解决纯电池动力船舶发展面临的关键问题。     

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。     

一型锂电池客渡船电池安全设计分析

基于锂电池自身特点,锂电池动力船舶动力源的安全性设计和常规动力船舶有明显不同。为了确保锂电池使用安全,该文以一内河锂电池客渡船为例,研究了目前可行的锂电池安全设计措施(包括对电池单体、电池组和电池管理系统要求),船舶电池舱布置和通风方案以及消防系统设计,并根据相关规范要求,对固定式七氟丙烷灭火系统进行计算校核;证明该系列安全设计,满足现行规范法规对锂电池动力安全要求;最后,指出了设计方案的局限性及目前使用灭火介质的缺点。     

纯电动船舶动力系统故障模式与影响分析

为提高纯电动船舶动力系统的可靠性,本文以纯电池动力船舶典型动力系统为对象,进行了动力系统故障模式与影响分析（FEMA）,分析了控制电源、控制系统、主回路电气故障发生时动力系统以及船舶的状态变化,厘清了不同故障类型、不同故障点对船舶动力系统的影响,对纯电池动力船舶的设计具有较强参考意义。     

国内首艘纯电池动力集装箱船在泰州开工建造

正2021年1月28日,由国网电动汽车公司投资、国网智慧能源交通技术创新中心负责研发的国内首艘纯电池动力集装箱船在江苏泰州开工建造。此次研发的内河64 TEU纯电池动力示范船总长65 m、载重量超千吨,在我国水运交通领域创下多项第一:第一艘纯电池动力集装箱船;第一艘采用船电分离换电模式的电动船舶;第一艘采用无轴轮缘推进系统、智能船舶辅助驾驶系统的内河集装箱船舶;第一艘按照绿色船舶三级认证标准设计建造的内河船舶。经过国网电动创新中心等单位的前期攻关,该项目已完成整体设计和关键设备制造,具备开工条件。     

锂电池在船舶应用现状及发展建议

正为促进绿色航运发展,推进电池动力在船舶上的应用成为趋势。电池动力船舶具有零排放、噪音小、震动小、舒适性高的特点,适用于在环保要求等级较高的水域运营。目前,我国在船用锂电池应用领域取得了一些成绩,但在锂电池船舶设计、建造、标准制定、     

船用新能源动力技术现状与展望

将现有船用新能源动力技术分为新能源动力装备和新型动力型式等2类，对新燃料热机、燃料电池、动力电池以及串、并联混动等技术做了详细阐述和分析。通过对上述各类动力技术的分析，展望和预测了在不同时期内各类新能源动力系统配置在不同功率段船舶上的应用发展状态。     

英国船厂第3艘混合动力渡船“MV Catriona”号提前下水

<正>日前,由英国船厂——格拉斯哥港Ferguson船舶工程公司为英国渡船运营商Caledonian MacB rayne(CalM ac)下水了第3艘混合动力渡船"MV Catriona"号,下水日期比计划时间提前了5个月。据悉,这艘渡船配备了技术先进的低碳混合动力系统,包括传统的柴油动力和电池动力,能减少20%的石化燃料消耗和碳     

基于客运安全的新能源纯电池动力客船发展分析

新能源纯电池动力客船是交通运输部鼓励推广应用的节能减排绿色船舶,但是受相关规范政策限制,目前新能源纯电池动力客船的推广应用不及预期。文章分析了新能源纯电池动力客船推广应用现状和发展面临限制,提出促进新能源纯电池动力客船推广应用的建议。     

油电混合拖轮能效及应用前景分析

通过对我国首制油电混合动力拖轮运行数据进行分析，总结该类船舶推进方式的能效水平，并对未来电池动力船舶的应用前景进行展望，为未来船东选择油电混合动力船舶提供了数据参考。     

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.     

船用氢燃料动力标准研究

氢燃料是一种零碳排放的清洁能源,在全球温室气体减排的大趋势下,众多耗能行业正在积极探索氢燃料应用技术,船用氢燃料动力也成为未来船舶动力的重要发展方向之一。本文围绕船用氢燃料动力,从应用模式、标准化现状等角度,全面探讨技术可行性、示范应用案例以及配套标准情况,研究认为氢燃料电池技术较氢内燃机技术在船舶领域更具应用前景。最后,结合船用氢燃料电池动力的基本原理,提出了船用氢燃料电池动力标准体系。     

国际动态

[关注]船舶燃料电池市场重燃热火日前,欧洲正在积极研发燃料电池技术,目标直击中日韩造船强国。其正在推进的e4ship项目,预计到2016年投资5,000万欧元获得原始燃料动力船技术。由于目前船舶环保条约规范日趋严格和燃料价格不断上涨,各国自然需求更为迫切。为     

船舶电力推进系统在波浪中的功率节能与转速控制研究

传统船舶的动力推进系统以柴油机、燃气轮机为主,这种推进方式主要存在的问题是船舶动力系统响应较慢,且容易产生气体污染和水污染。随着电工电子技术的不断发展,变频器、永磁同步电机等电子技术逐渐发展成熟,船舶电力推进系统获得了极大的发展。电力推进系统是指船舶原动机产生的机械能首先转化为电能,存储在船舶电池中,然后利用电池推动船舶螺旋桨,使船舶产生前进的动力。船舶电力推进系统具有调速方便,结构简单、功率稳定等优点。本文研究的主要内容是船舶电力推进系统的功率与转速控制,通过建立系统的数学模型进行详细研究。     

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。     

能量管理策略在混合动力船舶上的应用

混合动力船舶电力推进系统是指引入蓄电池和超级电容联合为船舶电力系统供电的船舶电力系统,燃料电池、蓄电池和超级电容的引入能够有效降低船舶电力系统的能源消耗,提高船舶电力系统的供电能力。本文结合蓄电池和超级电容的工作原理,建立了混合动力船舶电力推进系统数字仿真系统,研究船舶电力系统复杂工况下运行的可靠性。通过比较有限状态机控制策略(SMCS)和等效燃料消耗最小控制策略(ECMS),对混合动力船舶电力推进系统进行控制,结果表明:ECMS控制策略耗能最少,总效率最高,有效提高了船舶运行的经济性。     

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。