潜艇锂离子电池的发展与集成

铅酸电池作为储能电池在过去一百多年里广泛应用于舰艇上,铅酸电池的可靠性在应用中得到了充分的证实,但其能量和功率密度低、析氢等固有缺陷致使储能电池的发展受到局限。近年,锂离子电池的发展使储能电池性能得到显著提升,但其集成和应用存在着安全性的严重挑战。Thyssen Krupp船舶系统公司研制出适用于潜艇的大容量锂离子电池系统集成设计理念和解决方案,克服了安全性问题,使艇用电池性能提高,能满足更强作战力的潜艇需求。相比传统铅酸电池,锂离子电池容量提升30%,放电倍率提升2倍,另外,锂离子电池可免维护,提高了运行灵活性。本文采用实例对锂离子电池技术在潜艇上的发展与集成进行介绍,总结了艇用锂电池的必要性和应用难点。     

锂离子电池组冷却技术研究进展

锂离子电池在电动汽车、船舶电力推进等领域前景十分广阔。然而锂离子电池大规模成组使用时,热问题凸显,制约了锂离子电池在上述领域的广泛应用。锂离子电池组冷却技术能保证电池组在安全温度范围内运行,是保障锂离子电池成组后性能发挥与安全工作的关键技术。该文将当前锂离子电池组冷却技术分为风冷、水冷、新型冷却技术和耦合冷却,并分别概述了每种冷却技术的研究进展与结构改进。     

锂电池船用安全风险分析及防控策略

通过对不同锂离子电池正常工作和热失控的化学机理的对比分析,识别出不同锂离子电池的安全本质区别,初步确认锂离子电池热失控两个非常重要的因素是热量和氧气,依据热失控过程中是否释放大量的氧气,将船用锂离子电池划分为1级和2级两个安全等级.结合电池船用潜在风险、船舶结构和航行环境特点,将电池系统与船舶布置综合考虑,提出多层级安全防护策略.针对不同安全等级的锂离子电池在防控措施实施的差异化,提出船用锂电池从电芯到系统,再到全船的整套安全防护措施.     

锂离子蓄电池在非核动力潜艇上的应用研究

简要介绍了铅酸电池在常规潜艇传统柴-电动力推进系统中的应用历史,以及在长期使用中发现的问题。指出了替换或改进该蓄电池的必要性,重点论述了锂离子电池的优点以及在潜艇上的适用条件,描述了国内外锂离子电池研制的进展以及在潜艇动力系统的应用可能性,并对比了两种蓄电池的优点与不足。结果显示:锂离子电池的电能密度比铅酸电池高2倍,而相同电能的电池重量却减轻一半。     

锂离子电池在滥用条件下的安全性研究

随着锂离子电池在动力、储能等领域的广泛应用,电池的安全性已成为一个重点研究对象。影响锂离子电池安全性的因素主要包括关键材料,结构和工艺设计,生产加工和使用等方面。本文主要对各种滥用条件影响锂离子电池安全性的反应机理,研究成果和安全性测试标准等进行了分析概述。在各种滥用条件下锂离子电池的失效主要来自于机械外力、电气、热和环境滥用几个方面,目前的研究成果中关于锂离子电池热失控的反应机理及影响因素等方面的研究已经非常深入,但在其他方面仍需进行进一步的研究与提升。随着锂离子电池在更多领域中的应用现有的安全测试标准也需要及时修订与完善。     

现代统计学理论的船舶交通数据深度挖掘

船舶交通变化十分复杂,通过对其数据进行挖掘,可以了解船舶交通变化态势,便于制定相应的船舶交通管控措施。为了更好掌握船舶交通变化态势,提出基于现代统计学理论的船舶交通数据深度挖掘方法。首先采集大量的船舶交通数据,并对数据进行一些预处理,然后采用现代统计理论中的灰色模型和支持向量机分别对船舶交通数据进行挖掘和建模,最后对两者挖掘结果进行组合,并采用实例分析了船舶交通数据深度挖掘效果。结果表明,本文方法的船舶交通数据挖掘精度要高于其他方法,能够更好拟合船舶交通变化态势,在实际应用中价值更高。     

锂离子电池用α-Al_2O_3纳米材料技术应用与发展

本文介绍了锂离子电池用α-Al_2O_3纳米材料的基础知识和应用,对其特性进行了系统的论述,并对目前国内的研究进展和发展趋势也作了较为详尽的介绍。在相关文献的基础上,本文介绍了纳米陶瓷材料Al_2O_3在锂离子电池中的技术应用和发展前景,同时总结了其合成方法及各个方法的优缺点。     

锂离子电池仿真模拟及其应用综述

在可循环充放电的二次电池中,锂离子电池以其更高的能量密度和更好的电性能,成为全电动车(EV)、混合动力电动车(HEV)和储能等应用领域的首选电源。但由于锂离子电池存在安全性风险,且工作时对温度依赖性大,尚未在这些领域开展广泛的商业化应用。为发挥锂离子电池优良的电化学性能,并降低其安全问题风险,大容量锂离子电源系统需要设计优良的热管理系统,维持锂离子电池在合适温度区间工作,而仿真模拟技术则是辅助热管理系统设计的关键技术。本文综述了锂离子电池热仿真模拟的数学模型,锂离子电池在工作状态下温度预测的仿真模拟,及仿真模拟在电池组设计中的指导作用,并且提出电池组热模拟顺序的建议。     

靠港船舶应用大功率变频器供电仿真与分析

针对目前的岸电供电趋势,设计了一种大功率变频器供电的岸电供电模型。并根据理论研究在MATLAB/Simulink中搭建船舶岸电供电的仿真模型,对实际应用中靠港船舶应用大功率变频器供电易出现的故障类型进行模拟仿真,得到了靠港船舶供岸电过程中的故障动态参数并对其进行分析,对靠港船舶应用大功率变频器供电的岸电供电技术在我国港口的推广研究很有意义。     

台湾海峡主航道船舶定线的研究

在对台湾海峡主航道船舶交通的调查与分析的基础上,应用海上交通工程的理论和方法,对海峡通航环境进行定性和定量分析,揭示海峡中主要交通流模式和交通环境特征,结合IMO《关于船舶定线的一般规定》,规划和设计台湾海峡主航道船舶定线制,并对该定线制方案设计中的技术问题进行了探讨。     

4000 kWh锂电池货船碰撞安全性分析

船舶碰撞事故一般会引起船体结构损坏、人员伤亡、环境污染等问题。对于锂电池船舶来说,其电源为锂离子电池,碰撞事故可能会导致电池柜损坏,使得锂电池变形产生热失控,造成严重后果。为了降低船舶碰撞的风险,使用Abaqus软件对4 000 kWh内河锂电池货船进行碰撞数值模拟,根据碰撞结果使用Comsol软件对电池柜进行数值仿真,最后对船舶结构或布置方案进行改进。这对于降低由锂电池货船碰撞引起电池热失控事故的可能性具有积极意义。     

船舶综合电力系统建模与故障仿真

船舶电力系统发生故障会影响船舶的安全运行。采用数字仿真技术可以方便地对船舶电力系统故障进行仿真,应用MATLAB/Sim Power System软件建立环形配电的电力系统仿真模型并进行船舶在正常工况和发生常见短路故障时的仿真与研究。根据对所建模型进行故障仿真所得出的参数变化情况,可以有效地分析故障发生的原因和影响,从而减少此类故障的发生。     

中型AUV锂离子电池系统设计研究

中型AUV具有续航力强、载荷量大等优势,在长航程科学观测、大载荷搭载等任务领域有较好的应用前景。本文根据某中型AUV的任务需求和指标进行锂离子电池系统设计,基于21700圆柱电芯,对电池成组方案、焊接工艺、电路设计和BMS设计等进行研究,并进行了相关性能测试和分析。试验结果表明,21700圆柱电池在中型AUV锂离子电池系统中具有较好的适用性。     

船舶临时应急电源的技改升级

为了满足船舶在线综合监控与船舶智能化的发展对临时应急电源的要求,采用锂离子电池和电池管理系统(BMS)对提供临时应急电源的公共直流配电网进行技术改造升级,同时创新设计了一种直流电源装置取代不间断电源(UPS),从而可以有效提高临时应急电源的安全可靠性。     

环保混合动力汽车运输船6月面世

日本航商日前公布最新混合动力汽车运输船的外形和基本设计,预计该船于2012年6月完工。该船配备环保混合电力供应系统,设在顶层甲板的太阳能电池板结合锂离子电池的储存能力,可产生160kW电力,相当于其他船舶该系统的10倍,号称全球最强。航行时,太阳能电池板和柴油机共同提供推进力,能减少CO2排放;停泊时,锂离子电池为船舶提供电力,甚至可能做到零碳排放。     

石墨烯及其在锂离子电池中的应用研究

石墨烯是一种具有单原子层、二维晶体结构的新型碳材料,因其具有高的导电率、大的比表面积、高的化学稳定性能等优点,成为当前锂离子电池领域研究的热点。本文简述了石墨烯的制备方法,重点介绍了石墨烯在锂离子电池中的应用:作为电极材料、或与其他储锂材料复合作为电极材料使用,并对石墨烯锂离子电池的前景作了进一步展望。     

纯电动船舶动力系统故障模式与影响分析

为提高纯电动船舶动力系统的可靠性,本文以纯电池动力船舶典型动力系统为对象,进行了动力系统故障模式与影响分析（FEMA）,分析了控制电源、控制系统、主回路电气故障发生时动力系统以及船舶的状态变化,厘清了不同故障类型、不同故障点对船舶动力系统的影响,对纯电池动力船舶的设计具有较强参考意义。     

船舶电气设备故障及其检验技术分析

电气设备作为船舶设备中的重要组成部分,对船舶行驶安全产生极大影响。通常船体在行驶过程中,受湿度方面影响,产生的电化学腐蚀现象比较严重,影响了船舶行业的安全性。基于此本文结合相关船舶电气设备故障案例,对船舶电气设备故障类型以及相关检验技术进行分析研究。通过对船舶电气系统组成结构的阐述,分析故障类型产生原因,最后对具体的检验手段展开概述。旨在减少船舶电气设备故障现象,保证船舶行业的安全。     

小型化船舶动力电池技术展望

电力船舶朝安静型小型化方向发展,主要用于长海岸线近海作业。其配套动力电池要求高比能、大功率,包括铅酸蓄电池、锂离子电池、燃料电池、阀控密封铅酸电池、超级电容器和超级铅酸电池等。本文概述了小型化船舶动力电池的发展方向。     

动力电池系统在运输船舶上的应用现状与展望

在国际社会大力提倡和发展绿色船舶技术的趋势下,动力电池系统因其具有运营期间“零排放”的优势,在运输船舶中的应用得到了广泛关注。论文分析了船舶动力电池推进系统的组成,介绍了动力电池系统在国内外运输船舶中的应用现状,论述了动力电池管理系统、直流组网技术和充电技术等关键技术的研究进展,并对船舶电池动力系统的发展进行展望,以期为动力电池系统在船舶中的工程化应用和研究提供参考。