电动船电池选型与动力系统设计开题报告

 2021-12-15 21:26:50

1. 研究目的与意义(文献综述)

电动船是一种电力推进的船舶,其动力源是由蓄电池或船用发电机产生。作为一种新型绿色交通工具,与采用传统柴油推进形式的船舶相比,混合动力电动船因蓄电池的存在,大大降低了对柴油的消耗,降低了对环境的污染。相比较太阳能电动船和纯电动船,混合动力电动船也不会因为电池容量的限制,降低全船的续航力。因此混合动力电池船在当前市场环境下具有更好的适用性和可靠性。随着环境污染问题受到广泛关注,为摆脱对燃油的依赖,采用电能作为驱动方式是一种实用可行的模式 [1-2]

近年来,为了控制船舶运输对海洋的污染,国际海事组织(internationalmaritime organization, imo) 对海洋排放法规进行了修改。根据规定, sox及nox的排放量将连续降低。在imo批准为排放控制海域"内运行的船舶在今后都需要采用低硫燃油或lng等其它价格较高燃料,并使用egr或者scr21。一定程度上增加了营运成本。在此背景下,锂电池,超级电容等绿色新能源顺势打入船舶领域 [3-5]

国外众多学者电动船泊及电池选型的研究现状:ovrume bergh tf.研究了一种锂离子电池与柴油发电相结合,用于船舶起重机作业[6]。为了最大限度地节省燃料,dedesek, hudson da, turnock sr等人为了最大限度地节省燃料,所有散装货船将使用电池存储系统转换为电力船[7]。zahedi b, norumle, ludvigsen kb.等人已经阐明了延长电池寿命和降低油耗的各种控制策略[8-10]。 mohammadzadeh等人研究了某群岛内燃电动游轮安装蓄电池的可行性。与柴油机相比,电池的好处被认为来自功率平衡、备用功率使用和更快的响应。船舶能源系统以捕捉系统动态为核心,而电力管理策略则是基于规则的。[11]ramli mam, hiendro a, twaha s等人分析了带飞轮储能的混合光伏/柴油系统的经济和环境优点。提出了一种在可再生能源不确定性条件下的独立风电/光伏/柴油混合动力系统的优化设计方法,以使能源的水平化成本最小化,可靠性最大化。[12]

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2. 研究的基本内容与方案

2.1研究内容

电动船作为一种以电能为驱动方式的新能源船型,正日益受到人们的关注。针对某库区混合动力电动船进行动力系统总体设计,包括该船型的主尺度、总布置、总体性能和环保设计等方面,并提出关于船用电池的选型及对其安全及管理保护等方面的探讨。

2.2研究目标

通过对混合动力电动船以及船用电池造型进行建模仿真研究,学习及深化相关理论知识和学会相关软件的使用,并对仿真结果进行分析讨论,提出优化方案。

2.3技术方案及措施

(1)搜集并研究混合动力电动船相关文献,深刻理解文献学习其问题提出的方法,解决问题的技能,了解基本理论工具。从而完成对混合动力电动船主尺度、总布置、总体性能、环保设计的设计,以及相应船用电池的选型优化。

(2)学习Matlab软件,尤其是simulink。并通过学习建立船舶混合动力系统的数学模型,并对有关公式进行优化处理

(3)通过学习掌握合适的船用电池评价方法,针对特定的条件正确评估工况下对电池寿命和电推系统的好坏,对于不同船型能给出最优使用条件的电池选型。

3. 研究计划与安排

2020.3.29文献阅读及翻译

2020.4.15混合动力电动船动力系统总体设计

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4. 参考文献(12篇以上)

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