分布式船舶电池喷淋灭火系统设计

基于船舶电池的技术特点和船舶安全要求,设计了一种基于可编程逻辑控制器(PLC)控制的分布式船舶电池喷淋灭火系统,阐述了分布式船舶电池喷淋灭火系统的总体架构方案,给出了应急、半自动、自动模式下的喷淋灭火控制方法。该系统的船舶电池喷淋灭火控制可靠性和自动化程度高,既可降低喷淋灭火误动作的风险,减少误喷淋产生的材料浪费和人员设备损害,又可在火情现象发生时自动喷淋灭火,提高船舶电池的使用安全性,对于船舶电池的安全应用具有一定的借鉴意义。

一种船舶燃料电池空气增湿器装置设计

本文以燃料电池为研究对象,说明了燃料电池的工作原理及燃料电池增湿存在的问题或不足,总结出了燃料电池空气增湿器的设计要求,利用AutoCAD设计出了一种新型燃料电池空气增湿器装置,并介绍了其工作原理及主要组成零部件。最后从技术、结构、操作经济等方面论证了该新型燃料电池空气增湿器装置的可行性。结果表明,这种装置控制燃料电池反应空气湿度精准高效、可以根据控制电路自适应调节功率、可增加多个增湿器或空气导管进行扩展、节能环保等优点,具有很好的可行性。

磷酸铁锂电池动力技术在船舶上的应用进展

锂电池动力技术是绿色新能源船舶的重要发展方向,本文介绍磷酸铁锂电池在性能参数方面的特性,分析磷酸铁锂电池的工作原理及将磷酸铁锂电池应用于纯电池动力船舶所具有的优势。结合锂电池在船舶电力推进领域的应用与发展现状,对锂电池船舶的相关规范进行解读,分析限制锂电池船舶内河发展的因素,并提出相应的发展思路。

燃料电池船舶复合供能系统控制策略设计与仿真

针对燃料电池船舶复合供能系统中的燃料电池功率波动问题和储能单元电池荷电状态(State of Charge, SOC)极端分化问题,依据系统拓扑结构,提出基于负载功率频率分解与模糊逻辑控制法相结合的复合供能系统控制策略设计。采用实例仿真验证该设计的优势。结果表明,该设计可有效保持燃料电池输出功率平滑,对储能单元SOC具有良好的均衡控制效果。

船舶应用锂电池及热安全性研究

发展新能源船舶势在必行,在碳达峰碳中和战略目标的大背景下,船舶应用锂电池成为潮流。本文旨在梳理船舶应用锂电池船舶概况,聚焦提升船舶应用锂电池的热安全性,揭示在海船特殊环境下开展锂电池热安全性研究的重要意义,并提出利用实验结合模拟仿真改善锂电池本身方面热安全性的创新方法和具体措施,提升船舶应用锂电池的安全水平,以期能够为国内锂电池动力船舶的迭代发展和技术进步提供参考和借鉴。

氨载氢燃料电池动力船舶技术方案

针对氢气在燃料电池动力船舶的储运难点,结合液氨的储运及成本优势,简要分析了采用氨载替代氢载在燃料电池动力船舶的优势,提出了氨载氢燃料电池动力船舶的技术方案,对燃料电池动力船舶的应用有一定的参考价值。

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。

锂电池动力船舶研究进展

作为航运大国,我国船舶数量巨大且其中柴油机船舶占比较高,在“碳达峰和碳中和”战略目标牵引下,引入节能减排的纯电动船舶是大势所趋。锂电池(LIB)以能量密度高且安全性能好的优势在纯电动船舶储能系统中脱颖而出,目前锂电池船舶相关研究大多借鉴成熟的纯电动汽车技术,但两者运行需求与运行环境仍存差异,并不能一概而论,因此有必要对锂电池船舶的发展现状进行总结分析,梳理当前所面临的困难与挑战,为锂电池船舶的安全发展提供思路。基于对国内外锂电池船舶发展概况的调研,对船用锂电池性能优化和安全防护两方面的研究进展进行讨论,并对当前我国锂电池船舶发展利害因素进行梳理分析,着重分析船舶锂电池组管理系统及其面临的特有安全问题,对锂电池船舶今后的研究热点进行预测,以期能够为锂电池船舶安全研究提供有益的参考和借鉴。

燃料电池船舶储氢方式研究现状与展望

氢能船舶开发是未来全球航运业实现节能减排目标的重要方式之一,而氢气存储技术是燃料电池船舶开发整个环节的关键。目前,高压气态储氢、低温液态储氢、金属氢化物储氢技术在国内外燃料电池船舶领域均有成功的示范案例,其中以高压气态储氢应用最为广泛。本文阐述现有储氢方式在船舶领域的应用情况,分析各种储氢方式的优缺点以及未来发展趋势,提出了液态储氢、金属氢化物储氢等高储氢密度的储氢方式是燃料电池船舶快速发展重要条件的结论。

氢燃料电池动力船舶技术标准现状分析与发展展望

随着全球能源与环境问题的日益突出,节能减排已成为各国共识。船舶航运业能耗与排放问题不容小觑,因此迫切需要应用清洁能源技术以实现航运业绿色低碳/零碳化发展。氢燃料电池动力船舶的发展,为航运业实现节能减排的目标带来了契机。目前,包括中国在内的多个国家正在积极推动氢燃料电池动力船舶的研究和示范应用,其中,完备的技术标准是相关产业发展的重要基础。然而,一方面,国内外船用氢能技术与法律规范体系尚未形成、标准系统分支不健全且核心标准缺失;另一方面,较为完善的车用氢能产业标准内容由于车船产业技术的固有差异并不完全适用于船舶体系等问题仍需解决。因此,基于氢燃料电池动力船舶的技术路线及产业链发展,系统梳理了氢燃料电池动力船舶的技术结构与国内外项目发展现状,分析了船级社氢燃料及氢燃料电池技术法规现状,调研统计、分类归纳、综合分析了国内外现行氢能标准;构建了以氢燃料电池动力船舶应用为主且涵盖了氢能制备、储运、加注等产业链环节的绿色航运体系;在绿色航运体系的框架下,对比了氢燃料电池动力车船的产业技术,结果发现氢燃料电池动力车船在应用场景、功率、储氢、加注设施等方面存在差异,在使用寿命、启动工况、空间要求、安装方式、通风和气密要求等方面也有明显异同。在此基础上,以氢燃料电池动力船舶标准体系构建、参考车用氢能标准的适用性、氢燃料电池动力船舶产业链核心标准专项制定、氢燃料电池动力船舶技术的安全性法规标准制订为主线,形成针对绿色航运体系下氢燃料电池动力船舶产业技术规范、认证和产品标准的发展框架与发展方向。

船舶锂电池LLZO/聚合物基固态电解质的构筑

为提高固态锂电池能量存储系统的安全性和体积能量密度,采用高温固相烧结法和溶液浇注法,以石榴石型氧化物固态电解质(典型分子式为Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12),LLZO)为无机填料,将聚偏氟乙烯-六氟丙烯(polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene,PVDF-HFP)与聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)共混制备复合固态电解质PVDF-HFP/PMMA-LLZO。结果表明:固态电解质PVDF-HFP/PMMA-LLZO降低了聚合物体系的结晶度和抑制锂枝晶的形成,LLZO提供支撑基质有利于提高电解质的机械性能和离子电导率,当LLZO占整体复合固态电解质质量的30%时,PVDF-HFP/PMMA-LLZO中的离子电导率为9.58μS/cm。加入LLZO有利于提高复合聚合物PVDF-HFP/PMMA的锂离子电导率,提高热稳定性和机械性能。采用PVDF-HFP/PMMA-LLZO与LiFePO_(4)/Li制备固态锂电池,室温下,放电倍率为0.1 C时首次放电比容量为138.96 mAh/g,循环50次后放电比容量保持率为86%,放电倍率为0.2 C时放电比容量为152.7 mAh/g。LLZO/聚合物复合固态电解质的构筑可为船舶固态锂电池的应用提供借鉴与参考。

锂电池动力船舶电池热失控释放气体电池舱内扩散输运数值模拟

为准确评估锂电池动力船舶电池热失控事故可能产生的爆炸风险,基于欧拉多相流模型耦合标准k-ε湍流模型,建立不同通风条件下电池舱内爆炸性气体云团扩散输运数值模型。以国内某沿海航行锂电池动力船舶为研究对象,开展不同空调送风量下多种规模电池热失控后气体输运过程分析,以释放气体中主要成分H_2燃烧爆炸范围为边界获得可燃爆炸气体云团分布发展情况。计算结果表明,气体释放后在电池舱内迅速扩散并向舱顶聚集,热失控电池数量越大,爆炸性气体云团范围越大且气体浓度越高;通风可以有效降低爆炸性气体云团范围,但仅通过改变风量来降低爆炸性气体云团范围并非有效措施;CFD数值模拟可以辅助评估气体释放事件带来的舱室爆炸风险。

氢燃料电池船舶的供储氢系统分析

为实现脱碳减排,相比陆地上数量迅速增长的氢燃料电池交通工具,船舶领域在氢能方面的推广正缓慢展开。相比氢燃料电池的模块化和产业化,氢燃料电池船舶的供储氢系统因其种类丰富、机理不同而各有千秋。为此,搜集研究国内外氢燃料电池船舶在其供储氢系统方面的信息,对各类供储氢系统进行比较分析,尤其是高压气体储氢方式和低温液态储氢方式,成为热门和首选。结合未来发展方向,从工艺流程、占地、安全性等方面进行综合评判,认为低温液态储氢是解决大功率、高能耗、长航程问题的安全可靠方式,并提出目前此方面发展的不足之处,为低温液态储氢系统的研发实践奠定基础。

景区锂电池船舶远程运维系统研发与应用

近年来,随着锂电池船舶在旅游景区的应用越来越广泛,锂电池船舶的维护问题变得越来越突出。目前,国内水上旅游船东雇佣的轮机员或电工缺乏锂电池系统和电力推进系统的专业知识,在锂电池船舶运行期间无法满足维护要求。由于专业知识缺乏和操作不规范,系统运行故障、设备损坏等问题日益增多。为解决这些问题,本文设计了一种船舶远程运维架构,包括项目管理、数据可视化和故障诊断等功能。其次,详细阐述了远程运维平台的硬件和软件设计方法,并基于云平台开发了远程运维系统。最后,以某旅游景区的锂电池船舶为案例,验证了所提架构的可行性和有效性,为锂电池船舶的远程运维提供了一种可行的方法。

燃料电池船舶储氢处所高压氢气泄漏仿真分析

为优化氢燃料电池船舶设计,船用高压储氢气瓶通常储存在独立舱室内,以减少对船舶整体布置的影响。利用三维流体力学计算软件FLACS开展燃料电池船舶储氢处所高压氢气泄漏仿真分析,根据计算结果给出风险控制建议,以进一步提高燃料电池船舶的安全性。

《氢燃料电池动力船舶技术与检验暂行规则》部分条款解读

为促进业界对《氢燃料电池动力船舶技术与检验暂行规则》的准确理解和快速掌握,通过对比研究、案例分析、文献阅读等方法,分析《规则》出台的背景和意义,对其中的船舶布置、轮机、电气设备、控制监测与安全系统、消防、氢燃料储存和氢燃料加注等内容进行解读。《规则》的制定确保了氢燃料电池动力船舶符合安全和环保技术标准,标志着国内氢燃料电池动力船舶将正式进入工程化应用阶段。

船舶铅酸蓄电池与充放电

本文通过对船舶铅酸蓄电池充放电端电压变化的监测 ,得到了充放电终止电压的重要参数。

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。

氢燃料电池动力内河集装箱船的经济可行性

对氢燃料电池动力船舶的技术和政策可行性进行分析,并以某300 TEU氢燃料电池动力内河集装箱船为例,对其经济可行性进行研究。对该船开展包含项目总投资额、总成本和总盈利额在内的全生命周期经济论证,并与同型纯锂电动力船舶的经济性相对比。研究表明,氢燃料电池运行所需氢气成本是影响氢燃料电池动力船盈利的主要因素。随着燃料电池技术的不断发展和氢燃料供给体系的逐步完善,燃料电池在船舶动力领域的应用前景会更广阔。

一种新型锂电池动力客船固定式灭火系统设计

通过对磷酸铁锂电池的安全性分析,找出磷酸铁锂电池的火灾特性,结合船舶检验工作实际经验,分析现有锂电池动力客船蓄电池舱固定式灭火系统存在的问题及安全隐患,提出一种新型固定式七氟丙烷系统设计方案。并在此基础上对安全等级为1的船舶电站的固定式灭火系统也提出了设计思路。