新型铁电池电力推进系统在船舶中应用前景分析,本论文为您写铁电池毕业论文范文和职称论文提供相关论文参考文献，可免费下载。
铁电池论文参考文献：
摘 要：本文结合对船舶行业节能环保的发展趋势分析,通过对传统柴油机推进、柴油发电机电力推进和新型蓄电池电力推进方案的综合对比,分析新型蓄电池电力推进在船舶行业的应用.
关键词：电力推进；蓄电池；节能环保
中图分类号：U664.14 文献标识码：A
1 前言
随着我国经济的迅猛发展,环境污染日益严重,船舶行业作为二氧化碳排放大户,推行节能减排的绿色船舶改革势在必行.对于航行于内河的中小型客船及货船,由于其航程和航行时间较短,采用蓄电池作为船舶动力,具有利用效率高、不排放有害气体、噪音和振动较小的特点,达到绿色环保、节能减排的目的,是内河中小型客船及货船最佳动力源的选择.
近年来,电池技术有了很大进步,铁电池作为其中一种,已经广泛应用于通信、储能系统、汽车等工业上.铁电池具有能量转化率高、结构稳定性好、原料丰富、绿色无污染等优点,其作为未来船舶电力推进动力电池的应用前景是光明的.
2 铁电池原理及其特性
2.1 铁电池原理
铁电池是以磷酸铁锂为正极材料的一种锂离子二次电池,其充放电的化学方程式如下：
（1）充电过程
Li+从正极脱嵌经过隔膜嵌入负极,同时电子的补偿电荷从外电路（电源）供给到碳负极,保证负极的电荷平衡.
（2）放电过程
Li+从负极脱嵌,经过隔膜嵌入正极,而电子由外电路（负载）从负极到正极,从而实现电池对负载供电.
2.2 铁电池特性
（1） 稳定性好
铁电池具有良好的结构稳定性,充放电过程中,LiFePO4和FePO4相互转化,两者结构类似,因此电极结构非常稳定.
（2）倍率特性好
铁电池的倍率特性：2.5C（放电倍率）.
以下倍率充电容量≥98%,放电容量≥99%.
（3）高、低温性能好
铁电池在-30℃～60℃均是有良好的输出性能,可以满足不同环境的使用要求.
温度特性：0℃下0.5C充电容量>85%；-30℃下0.5C放电容量>90%.
（4）能量效率高
铁电池即使在大倍率下,也具有极高的能量转换效率.
（5）循环寿命长
3 铁蓄电池应用分析
铅酸蓄电池,技术成熟,作为船舶动力电池已经应用于船上多年,如杭州西湖游览客船、云南滇池游船、长江游船及上海世*游览船等.铁电池是最近几年发展起来的新型电池,目前已应用于通信、电动汽车等行业,使用范围越来越广泛.
铁电池和传统铅酸电池性能对比,见表1.
从表1可以看出,铁电池对比铅酸电池有以下优点：
（1）重量轻体积小；
（2）超长的寿命；
（3）高能高容量；
（4）可实现电流快速充放电；
（5）耐高温,更符合船舶使用环境；
（6）不含重金属,绿色无污染.
对于内河中小型船舶,铁电池相比传统铅酸蓄电池,可以节省船上使用空间,减轻船舶自重,实现快速充电,使用寿命长,不用频繁更换蓄电池,不含重金属,满足绿色环保要求；并且铁电池经第三方试验证明,在过充、过放、挤压、短路、针刺、火烧的环境条件下,不会发生爆炸,安全性能满足船舶使用要求.
铁电池作为动力电池已应用于电动大巴及轿车上,但在船舶上尚未有使用先例,还未取得船舶产品证书,相应的船舶法规,规范中对铁电池作为动力还未制定相关规定.目前已有厂家和船级社对铁电池在船舶上使用进行论证,争取早日应用于实船.另一方面,铁电池短期内设备和原材料成本较高,初始投入远大于传统铅酸蓄电池.不过铁电池目前正处于快速发展期,随着铁电池大规模的应用,成本会快速下降,并且相比于传统铅酸蓄电池,铁电池是有寿命长、对使用环境要求低、绿色环保、安全性好等诸多优点,所以铁电池的应用前景还是广阔的.
4 铁电池动力船舶应用方案
以我院设计的广州新型水上巴士为例,对传统柴油机推进、柴油发电机电力推进和铁电池电力推进方案进行综合比较.
广州新型水上巴士主要参数如下：
4.1 铁电池电力推进方案
（1）电源
电源采用30只铁电池模块串联组合成380 V铁电池组,每组电池容量为200 Ah,全船共设置35组铁电池系统可同时满足全船动力及用电需要.单个铁电池模块为12.8 V、200 Ah,重量26.5 kg,体积475×286×170 mm,价格约1万元.单组电池模块为380 V、200 Ah,重量800 kg,体积30×（475×286×170 mm）,价格约30万元.
（2）工作原理
主要工作原理如下：航行时,35组蓄电池同时使用,使用功率管理系统实时监测每组蓄电池的电压及电流,当某组蓄电池出现故障时,可将故障的电池组切除；设置二套智能逆变设备,动力蓄电池组经逆变后对主配电板提供AC380 V/50 Hz/ 电源.
充电设备采用陆上充电站对35组蓄电池组同时进行充电,充电时间最快为2 h.
动力蓄电池组容量满*船10 h航行要求,装船蓄电池容量为2 660 kWh.
（3）配电系统
在机舱内,设有动力蓄电池逆变电源板1屏.动力蓄电池电源经逆变转换成AC380V/ 电源,供主配电板使用,提供监测、控制接口至功率管理系统.
在机舱内设有蓄电池组充电接口,方便陆上充电站充电.
设有变压器2台,为船上AC220 V设备提供电源.
船上动力设备由主配电板直接供电.
（4）推进系统
本船配置AC380 V/ 主推进交流变频电动机2台,由主配电板直接供电,分别带2台固定螺旋桨.控制设备采用成熟的交流变频技术进行起动及控制,保证船舶有良好的操控性能.
4.2 方案对比
柴油机推进、柴油发电机电力推进及铁电池电力推进方案对比,见表2.
5 结语
铁电池作为一种新型动力电池,相比传统铅酸蓄电池有较大的技术进步,应用于船舶上有很多优势.鉴于铁电池电力推进形式的特点,目前只能适用于中短途的客船、观光船以及豪华接待船等船型.由于铁电池本身属于新型电池,目前产品还未取得船舶产品证书,相应的船舶法规、规范中对铁电池电力推进还未制定相关规定,因此铁电池推进技术方案目前还只能停留在技术构想阶段,但考虑其绿色环保的显著优点以及未来船舶发展方向,铁电池未来在实船上应用还是很有前途的.
参考文献
[1] 桂长清.混合电力推进系统及蓄电池选型 [J] .电池工业.2005（8）.
[2] Nelson R F.Power requirements for batteries in hybrid electric vehicles [J].J Power Sources. 2000,9 .
结论：适合不知如何写铁电池方面的相关专业大学硕士和本科毕业论文以及关于比亚迪电池技术已完蛋论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料下载。
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（1 集美大学，厦门 361000；2 广东海事局，广州 510230；3 江门海事局，江门 529040）摘要：介绍了船舶电力推进系统。
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