一、新能源船舶技术路线如何选择 1. 主机推进: 1.1 价格便宜,系统相对简单,环节少 1.2 不适合工况复杂、对舒适性要求高的远洋船舶。 1.3 适合远洋集装箱船,工况单一。 1.4 不适合特种船舶
a. 主机推进必须一机对一桨 即便负荷率低于30%,如果必须2桨同时工作,则不能关掉一台机器。 针对工况多变的船舶(观光船、科考船、工程船),能效、排放差。 b. 柴油主机的机械振动随着轴系贯穿整船。 不适合对于舒适性要求高的船舶(观光船、渡船、邮轮) 另外2种推进使用电缆连接,仅对柴油机隔振降噪即可。 c. 机械传动的动态响应能力受限 无法做到: 转速6s内降为0;转矩0.5s内上升100%; DP2的动力定位能力; 不适合风电安装船、风电运维船、科考船等对作业及动力定位要求高的船舶。
1. 为何主机推进系统相对简单? 2. 远洋集装箱船为何工况单一? 3. 什么是特种船舶?有哪些?为何不适合特种船? 特种船舶是指为海上运输、海洋勘探、海上钻井及海上采油等海上作业提供服务和安全保障的工程船和工作船。 特种船舶包括:趸船、科研船、调查船、勘探船、科考船、医院船、实习船、潜水船、气象船、地效翼船、测量船、水翼船、餐饮船、保洁船、海监船、其它特种船。 4. DP2的动力定位能力是什么?为何主机推进做不到?主机推进仅能做到DP1的动力定位能 力吗? 5. 邮轮、风电安装船、风电运维船什么作用船? 邮轮:原意是指海洋上的定线、定期航行的大型客运轮船。“邮”字本身具有交通的含义。 海上风电安装船:在海上无论是风机还是基础的安装都需要有相应能力的运输工具将其运送到风电场址,并配备适合各种安装方法的起重设备和定位设备。 海上风电运维船:是用于海上风力发电机组运行维护的专用船舶。该船舶在波浪中应具有良好的运动性能,在航行中具有很好的舒适性,能够低速精准地靠泊到风力发电机组的基础,防止对基础造成较大冲击,并能够与基础持续接触,能够安全便利地将人员和设备运送到风力发电机组;船舶甲板区应具有存放工具、备品备件等物资的集装箱或风力发电机组运维专用设备的区域,并可以进行脱卸;船舶还应具有运维人员短期住宿生活的条件和优良、舒适的夜泊功能。
2. 电力推进: 2.1 负荷率低的时候,可以减少柴油机提高能效 2.2 系统采用电气连接,非轴系,布置灵活 2.3 振动噪音处理简单,舒适性好 2.4 动态响应好,适合作业需求 3. 新能源: 3.1 零排放,因为不烧油 3.2 噪音极低,舒适性极低,因为没有柴油机、轴系 3.3 运营费用低,电比油便宜 3.4 续航时间受限制,续航能力一般较难超过8h 3.5 初期投资大,电池重、贵 4. 主机+电推推进 4.1 主机+发电机单独或者共同为船舶提供动力 4.2 初期投资低,电推成本是全功率电推的30%-40% 4.3 发电机组容量提高,推进主机容量降低,总功率不变 4.4 电推模式下,效率高、噪音低 4.5 轴带反向供电
二、投资回报1. 电池动力船 a) 电池动力船三电价格:电池¥2200/度电;变频控制系统:¥3500/千瓦;推进电机:¥500/千瓦; b) 使用频率每天1次(4h)的电动船,投资回报率在11年; c) 使用频率每天2-3次(4h)的电动船,投资回报率在6年; d) 油价上升、电价降低、三电价格下降,投资回报率均能下降; 2. 柴电电推船 a) 适合工况复杂的船舶; b) 柴油机平均负荷率低于60%,没有经济性; c) 使用率越高,经济性越好; d) 长期使用且工况复杂多变的船舶投资回报在7-10年;
三、技术风险1. 电网稳定性:发电用电时刻匹配,特别是功率突加突减 2. 突加 3. 电磁兼容:强电弱电互不干扰 4. 动态特性问题:船舶速度突加突减,动力系统能否提供足够的动态能力
四、轴带混合动力;性价比的选择1. 轴带混合动力有什么优点? 与主机推进差异最小,初期新增成本最低,性价比最高。
2. PTO/PTI/PTH分别什么运行模式?分别如何使用?AC/DC和DC/AC的作用是? PTO : 轴带发电。利用主机冗余功率,带动轴带发电机发电,为日用负载供电。 仅主机工作。 正常工况,推进需500KW,日用负载300KW。配备1000KW主机,正常工况时,使用PTO模式。主机除用于推进外,通过轴带为日用负载供电,主机负荷率80%。 PTI : 混合推进。利用发电机发电,拖动轴带发电机,与主机共同驱动推进器。 主机、发电机均工作。 PTH : 单独推进/电力推进。利用发电机组,拖动轴带发电机,单独驱动推进器。 仅发电机工作。
3. PTO/PTI/PTH分别什么运行模式? PTO : 轴带发电。利用主机冗余功率,带动轴带发电机发电,为日用负载供电。 仅主机工作。 PTI : 混合推进。利用发电机发电,拖动轴带发电机,与主机共同驱动推进器。 主机、发电机均工作。 PTH : 单独推进。利用发电机组,拖动轴带发电机,单独驱动推进器。 仅发电机工作。
BMS是电池管理系统(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)的简称,主要就是为了能够提高电池的利用率,防止电池出现过度充电和过度放电. (1) 准确估测SOC:荷电状态 ,即电池剩余电量. (2) 动态监测: 在电池充放电过程中,实时采集电动汽车蓄电池组中的每块电池的端电压和温度、充放电电流及电池包总电压,防止电池发生过充电或过放电现象。同时能够及时给出电池状况,挑选出有问题的电池,保持整组电池运行的可靠性和高效性,使剩余电量估计模型的实现成为可能。除此以外,还要建立每块电池的使用历史档案,为进一步优化和开发新型电、充电器、电动机等提供资料,为离线分析系统故障提供依据。 电池充放电的过程通常会采用精度更高、稳定性更好的电流传感器来进行实时检测,一般电流根据BMS的前端电流大小不同,来选择相应的传感器量程进行接近,以400A为例,通常采用开环原理,国内外的厂家均采用可以耐低温、高温、强震的JCE400-ASS电流传感器,选择传感器时需要满足精度高,响应时间快的特点 (3) 电池间的均衡: 即为单体电池均衡充电,使电池组中各个电池都达到均衡一致的状态。均衡技术是世界正在致力研究与开发的一项电池能量管理系统的关键技术。 EMS
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