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电动船舶高效设计建造技术研究

科技创新与应用 2023年第18期13卷 185-187,192页

作者：俞叙耀平湖市华海造船有限公司浙江平湖314200

电动船舶的设计对于提高船舶作业效率、保障船舶安全、降低生产成本和减轻劳动强度具有十分重要的意义。该文主要对电动船舶高效设计建造技术展开研究,主要涉及基于制图软件二维/三维交互的一体化集成设计技术、基于部件构架的模块化的... 详细信息

电动船舶的设计对于提高船舶作业效率、保障船舶安全、降低生产成本和减轻劳动强度具有十分重要的意义。该文主要对电动船舶高效设计建造技术展开研究,主要涉及基于制图软件二维/三维交互的一体化集成设计技术、基于部件构架的模块化的生产技术以及其他提升设计生产效率的管控措施,最终实现电动船舶高效安全的设计生产。

关键词：电动船舶一体化集成设计模块化生产效率提升管控措施

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长江干线电动船舶换电站布局规划研究

长江干线电动船舶换电站布局规划研究

作者：吴慧玲江苏科技大学

学位级别：硕士

航运碳减排离不开清洁燃料的替代使用。电动船舶因其零排放、低能耗、低噪音、高能效等特点,是未来的发展方向,在内河船舶中具有广阔的发展前景。目前,电动船舶充电耗时长、续航里程短、购置成本高和基础设施不配套等因素,阻碍着电动船... 详细信息

航运碳减排离不开清洁燃料的替代使用。电动船舶因其零排放、低能耗、低噪音、高能效等特点,是未来的发展方向,在内河船舶中具有广阔的发展前景。目前,电动船舶充电耗时长、续航里程短、购置成本高和基础设施不配套等因素,阻碍着电动船舶的推广应用。合理的电动船舶换电站布局是电动船舶推广应用的关键。本文以长江干线电动船舶为研究对象,预测电动船舶数量与结构,重点研究船用箱式电池需求、换电站等级设定及构建选址模型,用以规划长江干线电动船舶换电站布局。本文主要研究工作如下:1、船用清洁能源分析。分析结果表明,目前世界上缺乏适用于内河船舶的中小功率中高速甲醇发动机;当前我国氢能船舶应用的主流为小型氢能船,主要集中于游船与公务船,内河货船研究较少;研究指出2030年前内河船舶主要替代能源为LNG和电能,目前电能的减排能力优于LNG。2、水路运输碳排放预测及其驱动因素分析。基于LMDI分解法探讨碳排放强度效应、规模效应、经济效应和人口效应对三种水路运输方式碳排放的影响,假设内河船舶实现LNG和电能最大市场潜量替代,对比分析替代前后内河水路运输碳排放驱动因素的减排效应,分析清洁能源替代对于2030年内河水路运输碳达峰的减排贡献。3、预测2030年长江干线电动船舶规模及每日换电总需求,设定换电站规模等级。使用灰色预测和回归分析法,预测2021-2030年内河及长江干线的船舶拥有量,据此采取Bass模型预测2021-2030年长江干线电动船舶拥有量。从运输周转量和典型电动船舶吨位拥有量两个角度,预测船用箱式电池总需求。最后,依据电动船舶续航里程和电动船舶换电耗时,计算长江干线电动船舶每日换电总需求,并设定换电站等级,为换电站布局规划模型提供输入。4、长江干线电动船舶换电站布局规划及换电站等级选择。通过分析电动船舶换电站布局规划的影响因素与基本原则,构建换电站建造和运营成本的核算模型。依据长江干线主要港口货物吞吐量及各省市船舶数量与结构分析结果,确定各港口是否具备换电站建造资质。以换电站建设和营运过程中总成本最低为目标,以换电站服务能力和服务半径为约束,构建长江干线电动船舶换电站选址模型。最后,采用粒子群优化算法进行优化求解,得到最优的长江干线电动船舶换电站布局规划方案。本文拓展了内河和沿海水路运输碳排放驱动因素分析,指出内河水路运输碳排放的严重性,明确推广船舶用能结构清洁化是减排最高效的措施。本文对长江干线电动船舶数量与结构的预测分析,拓展了电动船舶发展趋势研究,为电动船舶配套基础设施研究提供参考依据。本文构建选址模型分析长江干线电动船舶换电站布局规划问题,有助于推动内河电动船舶的换电配套基础设施产业发展。

关键词：电动船舶换电站选址粒子群算法 Bass预测模型 LMDI分解法

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福建省电动船舶产业发展现状与未来趋势

海峡科学 2024年第2期 143-148页

作者：柳晨光袁成清翟华严新平水路交通控制全国重点实验室湖北武汉430063 国家水运安全工程技术研究中心湖北武汉430063 武汉理工大学智能交通系统研究中心湖北武汉430063 武汉理工大学交通与物流工程学院湖北武汉430063 北京理工大学深圳汽车研究院广东深圳518118

面向“双碳”“交通强国”“电动福建”等发展目标,总结国内外及福建省电动船舶行业的发展与应用现状,凝练电动船舶产业发展的关键技术,指出现阶段电动船舶应用推广面临的主要困难,分析福建省电动船舶面临的挑战与机遇,并探讨福建省电... 详细信息

面向“双碳”“交通强国”“电动福建”等发展目标,总结国内外及福建省电动船舶行业的发展与应用现状,凝练电动船舶产业发展的关键技术,指出现阶段电动船舶应用推广面临的主要困难,分析福建省电动船舶面临的挑战与机遇,并探讨福建省电动船舶未来发展的方向与举措。

关键词：电动船舶发展现状发展趋势福建省

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福建省电动船舶产业发展战略研究

海峡科学 2024年第3期 65-71页

作者：翟华孙超杨晓光柳晨光吕鹏刘岩北京理工大学深圳汽车研究院广东深圳518118 北京理工大学北京100081 水路交通控制全国重点实验室湖北武汉430063 宁德时代新能源科技股份有限公司福建宁德352000

在政策引导和技术进步的双重推动下,锂离子电池技术不断成熟,船舶电动化进程正加速推进。福建省凭借深厚的船舶工业基础和丰富的水域资源,为电动船舶技术的发展与应用提供了优越条件。该文基于国内外产业发展现状,结合福建省发展电动船... 详细信息

在政策引导和技术进步的双重推动下,锂离子电池技术不断成熟,船舶电动化进程正加速推进。福建省凭借深厚的船舶工业基础和丰富的水域资源,为电动船舶技术的发展与应用提供了优越条件。该文基于国内外产业发展现状,结合福建省发展电动船舶产业所面临的机遇与挑战,探讨福建省电动船舶产业发展战略举措,以期为产业的健康可持续发展提供参考。

关键词：电动船舶产业发展福建省

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电动船舶标准现状及发展思路研究

中国标准化 2019年第21期 125-130页

作者：李强李天煜刘伟中国船舶工业综合技术经济研究院

本文在阐述当前电动船舶产业发展基础上,结合国内外电动船舶标准现状,研究分析了我国电动船舶标准发展思路和重点方向,并提出了推动电动船舶发展的相关标准化工作建议。

关键词：电动船舶标准发展思路

基于SWOT分析的电动船舶换电新业态发展策略研究

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交通节能与环保 2023年第4期19卷 61-64页

作者：刘大壮高宇交通运输部水运科学研究院北京100088

本文通过SWOT分析,研究了电动船舶换电新业态的发展策略。随着国内电动船舶技术的不断成熟和电池容量的逐渐增加,电动船舶面临着充电时间过长等问题。因此,换电模式作为一种新业态成为电动船舶发展的热点和趋势之一,可以提高纯电池动力... 详细信息

本文通过SWOT分析,研究了电动船舶换电新业态的发展策略。随着国内电动船舶技术的不断成熟和电池容量的逐渐增加,电动船舶面临着充电时间过长等问题。因此,换电模式作为一种新业态成为电动船舶发展的热点和趋势之一,可以提高纯电池动力船舶补充电能的效率、提升纯电池动力船舶航行距离。本文介绍了国内典型的换电模式电动船舶,并从电动船舶换电新业态的优势、劣势、机遇和威胁进行了分析。针对这些特点,本文提出了重点推动长江干线、多方联合加快推广、加强风险防范、建立完善长效服务体系以及加强人才支持等建议,以期推动电动船舶换电新业态的健康发展。

关键词：交通碳排放发展策略 SWOT分析电动船舶换电

基于纯电动船舶应用实践的综合效益分析与推广

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电力需求侧管理 2023年第5期25卷 14-18页

作者：肖宇华朱津仪齐路孙梦茹国网江苏省电力有限公司南京210000 国网江苏省电力有限公司连云港供电分公司江苏连云港222000 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司南京210000 国网江苏省电力有限公司灌云县供电分公司江苏连云港222000

电动船舶是船舶行业发展最有前景的技术方向之一,是实现水上交通领域双碳目标的重要举措。聚焦近年来电动船舶推广现状,以江苏电动船舶的应用实践为例,通过试验数据分析了电动船舶的建设成本高、运营成本低、环境减排效益显著等特点。... 详细信息

电动船舶是船舶行业发展最有前景的技术方向之一,是实现水上交通领域双碳目标的重要举措。聚焦近年来电动船舶推广现状,以江苏电动船舶的应用实践为例,通过试验数据分析了电动船舶的建设成本高、运营成本低、环境减排效益显著等特点。基于主要特征进一步研究了电动船舶推广机制,阐述了江苏实践的相关举措与成效,通过建设电动船舶配套充换电设施、降低电动船舶使用成本等方法,为现阶段电动船舶的规模化推广提供参考。

关键词：电能替代综合效益推广机制电动船舶

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内河电动船舶换电技术试点推广研究

中国水运 2023年第7期 63-66页

作者：梁译尹刘隽交通运输部政策研究室北京100000 中国船级社上海分社上海200120

党的二十大报告指出,推动经济社会发展绿色化、低碳化是实现高质量发展的关键环节,要求推动能源清洁高效利用,推进工业、建筑、交通等领域清洁低碳转型。习近平总书记高度重视交通运输绿色低碳发展,作出重要指示批示,要求加快形成绿色... 详细信息

党的二十大报告指出,推动经济社会发展绿色化、低碳化是实现高质量发展的关键环节,要求推动能源清洁高效利用,推进工业、建筑、交通等领域清洁低碳转型。习近平总书记高度重视交通运输绿色低碳发展,作出重要指示批示,要求加快形成绿色低碳交通运输方式,加强绿色基础设施建设,推广新能源、智能化、数字化、轻量化交通装备。顺应绿色、低碳、智能航运业发展新趋势。2022年9月,交通运输部联合工业和信息化部等四部门印发《关于加快内河船舶绿色智能发展的实施意见》,提出加快发展电池动力船舶,以货船为试点开展标准化箱式电源换电技术研究与应用。本文结合政策要求及行业实际,立足当前我国船用动力电池换电技术新突破,从技术可行性、经济合理性、实施必要性等角度,对内河船舶换电技术试点推广提出对策建议。

关键词：内河航运电动船舶换电技术产业政策

基于STM32的电动船舶驱动控制与远程监控

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基于STM32的电动船舶驱动控制与远程监控

作者：张云陕西科技大学

学位级别：硕士

针对目前江河湖泊游船和小型运输船舶采用柴油驱动污染环境以及电动车驱动控制结构复杂和能耗大等问题,本文以小型游船和运输船为对象,研究开发一种结构简单,控制方便的电动船驱动控制系统,再根据船舶运行中不能随意靠岸,遇到故障必须... 详细信息

针对目前江河湖泊游船和小型运输船舶采用柴油驱动污染环境以及电动车驱动控制结构复杂和能耗大等问题,本文以小型游船和运输船为对象,研究开发一种结构简单,控制方便的电动船驱动控制系统,再根据船舶运行中不能随意靠岸,遇到故障必须具有早期预警和远程应急处理的需求,将工业中的远程监控系统应用于电动船舶驱动控制,使之具有较高的自我救助能力,从而为电动船舶的商业化应用提供高可靠性和实用性的技术支持。考虑到船舶的应用环境和应用条件,对高可靠性和操作简单,在故障情况下能够自救的高适应性特点,本研究在对比现有各种电力电子技术方案的基础上采用了一种以硬开关加逻辑控制的方案,实现操作简单,可靠性高和具有很强的自救能力的有级调速控制方案,实现了低能耗和控制简单可靠的电动船舶驱动控制系统。通过对嵌入式系统扩展无线通信模块,运用云平台技术实现对电动船舶的远程监控,可以实现在一定区域内对多条运行的船舶的运行数据采集、故障检测和电量计算等信息管理和控制功能。为电动船舶的推广和应用提供了一个整体的解决方案。基于实验室前期相关课题的研究,本文的主要研究内容如下:（1）对直流有刷电动机机械特性和转速控制特性进行分析,从直流有刷电机的结构和工作原理进行分析,根据瞬时状态建立直流电动机的微分方程,得到直流电动机的传递函数,分析对比直流有刷电机串电阻调速和调压调速的优缺点,分析铅酸蓄电池的充放电原理以及失效机理。据此提出本课题研究的控制方法所要解决的问题。（2）对电动船舶的驱动控制系统进行了设计,核心控制方法为基于一种外围的开关电路,通过单片机控制来实现大功率和高可靠性的直流电机调速,成本较低,且对使用环境和电机机械结构没有限制,并且在调速过程中能够实现电池能量均衡,提高电池的利用效率。在MATLAB软件上搭建控制电路模型,进行仿真验证。（3）对STM32控制器无线通信的开发,结合嵌入式技术和物联网技术,使之成为可以接入网络的网关设备。对电动船舶驱动控制系统与远程监控进行软件和硬件的设计,硬件设计包括控制电路、驱动电路、采集电路、保护电路、通信电路等,软件设计包括对电机和蓄电池的数据采集、蓄电池剩余电量估算程序、主程序和中断子程序的设计,以及设计搭建云平台信息传输系统,将网关设备采集到的数据解析封装成MQTT协议,发送至指定的云服务平台端口,上传至云平台数据库中,完成数据的传输。通过云服务平台对数据进行分析处理,通过移动客户端使所需要的数据可以显示在APP界面上,完成数据的远程监控。（4）基于硬件和软件设计,搭建电动船舶驱动控制和远程监控系统测试平台,完成了对电动船舶的驱动控制以及蓄电池的轮换使用系统测试,证明了基于STM32的外围开关网络控制的直流有刷电机调速控制方法的可行性,并使蓄电池组内的电池剩余电量接近,提高了电池组的能量利用率,降低了成本。并且完成了网关设备和云平台的通信测试,验证了网关设备接入网络与通信的可靠性,通过Android技术的开发,完成了基于APP的数据远程监控。

关键词：电动船舶直流有刷电动机蓄电池云平台远程监控