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目前国内应用较多的是锂电池船、燃料电池船、太阳能推进船和柴油(天然气)混动船等。未来将在能源利用效率、供电设备布局、设备可靠性和综合能源管理系统等方面向多能源形式综合利用的方向发展。

在国内,纯电动船舶的市场份额逐年上升,混合动力船舶仍是市场主力。2017 年 1月,“浙湖州货 1625”交付,供能装置由原来的柴油机模组改为锂电池 + 超级电容模组。 2017 年 5 月,浙渔科 2 号科考船交付,这艘船是柴电混合动力船舶,可根据任务航程不同切换3种推进模式,最大航速 13.6 kn。2019 年 1 月,采用锂电池 + 超级电容为动力的纯电动自卸船河豚号如期交付,载重2000t,采 用160 kW 双推进器推动,排放标准满足CCS中国船级社制定的《内河绿色船舶规范》。2019 年 11 月,中国第一艘大型纯电动商旅客船君旅号从武汉关码头缓缓驶出。该船采用亿纬锂能配套的磷酸铁锂电池,相比同尺度燃油动力船舶,每年可省燃油近百吨。在岸基快充技术加持下,晚上充电 4~5 h 就可以满足白天 8 h 的续航需求,同时行驶过程中全船平均噪声预估值为54 dB,达到内河绿色船舶 3 级。君旅号的投入使用标志我国掌握了建造纯电动船舶的关键技术,随着相关技术设备的不断改良升级,船舶性能将得到进一步提升。

像CCS中国船级社对锂电池船级社认证已经有明确的规范要求,需要对电芯、电池组、BMS系统进行型式认可证书。

(1)发展船舶智能技术新能源技术与智能技术的融合是未来船舶发展的必然趋势。船舶通过搭载基于“5G+”、大数据、云计算等技术的信息系统,可对航行时的各项参数进行收集、分析和预测,进而对数字化减排、航速优化、电力调控等系统提供数据参考,以提高船舶的整体效能。经实践检验,新型动力电池船舶搭载智能技术的可靠性较高,是未来发展智能化船舶的主阵地。

(2)设计能量管理系统能量管理系统(Power Management System , PMS)

是船舶基于航道通航环境、水文条件、气象条件和设备动力等综合情况分析而对全船电能统一调度、管理和控制的新型系统。未来新能源船将会实现多能源综合应用的发展模式,精准调度以实现能量的优化配置显得十分重要。因此,针对船舶能量调度问题,建议加大船舶能量管理系统、智能算法决策系统、电池管理系统、航行仿真模拟系统等高技术系统研究力度, 继而实现船舶能量精准调度。

(3)合理规划船舶空间

传统动力船舶均配备主辅机供给全船用电,空间占用大、机器笨重且维修难度高。新能源船舶可将传统动力设备替代为能源转换和储能设备,由电池直接驱动电机转动,减少中间环节的能量损耗。由于新能源船舶的空间要求较多,因此特别需要重新设计船舱设备总体布局,以提高空间利用率,使其能搭载更多先进设备,同时为船舶未来升级换代预置空间。


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