小型船舶綠色動(dòng)力電池推進(jìn)系統(tǒng)研究設(shè)計(jì)

丁晨雷，康 偉，褚建新

（上海海事大學(xué)，上海 200135）

0 引 言

在船舶制造和研究的領(lǐng)域，隨著全世界對綠色環(huán)保型純電能動(dòng)力船艇的研究力度加大，進(jìn)展日漸引人矚目。世界上第一艘燃料電池和柴電動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)成的混合動(dòng)力裝置的潛艇已于2003年4月在德國基爾港下水，第一批燃料電池潛艇也正在陸續(xù)建造之中[1]。2010年2月，瑞士建成了世界上最大的太陽能動(dòng)力船“星球陽光”，預(yù)計(jì)2011年4月開始首次環(huán)球之旅。這艘雙體船采用世界上最大的活動(dòng)式鋰離子蓄電池組。國內(nèi)第一艘燃料電池船，在2005年由上海海事大學(xué)研制成功。該船的電池功率為2000W，推進(jìn)器功率1470W，可以在14km/h的時(shí)速下連續(xù)航行5h，航程達(dá)70km[1]。

本文研究和設(shè)計(jì)了一種基于鋰離子動(dòng)力電池的小型船舶綠色動(dòng)力電池推進(jìn)系統(tǒng)。

1 動(dòng)力源比較分析

目前常用來作為電力推進(jìn)系統(tǒng)的電池主要有燃料電池、超級電容器和動(dòng)力電池等，它們的特性不同，適宜應(yīng)用的場合也存在較大差異。

燃料電池的優(yōu)點(diǎn)是：能量轉(zhuǎn)化效率高，可達(dá)60%～80%。不污染環(huán)境，燃料是氫和氧，生成物是清潔的水，壽命長。質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)，具有低溫快速啟動(dòng)、比功率能量大、轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)，是載運(yùn)工具的首選電源。但是，受技術(shù)條件限制，燃料電池的單體功率比較小，造價(jià)昂貴，并且制氫和氫的運(yùn)輸及儲存等配套技術(shù)尚未成熟，其應(yīng)用以軍事艦艇為主，民用船舶尚停留在嘗試階段，難以推廣應(yīng)用。

超級電容器也是目前應(yīng)用和研究較多的一種新型綠色動(dòng)力源，日本、俄羅斯、美國、法國、澳大利亞、韓國等國家都先后將超級電容器應(yīng)用于電動(dòng)汽車[2]。……