Ứng dụng trên tàu

1 、 Nguyên tắc kỹ thuật và thành phần hệ thống
Ứng dụng cốt lõi của pin lưu trữnăng lượng trên tàunằm trong việc lưu trữ và giải phóngnăng lượng điện thông qua các phản ứng điện hóa. Thành phần hệ thống củanó chủ yếu bao gồm các bộ pin, hệ thống quản lý pin (BMS)và các thiết bị đẩy điện:

Gói pin: Bao gồmnhiều pin pin được kếtnốinối tiếp hoặc song song để cung cấpnăng lượng điện theo yêu cầu của tàu. Các loại phổ biến bao gồm lithium-pin ion (chẳng hạnnhư pin phosphate sắt lithium, pin lithium ternary), chỉ huy-Pin axit, v.v. trong số đó, lithium-Pin ion đã trở thành lựa chọn chính do lợi thế của chúngnhư mật độnăng lượng cao và tuổi thọ dài.
Hệ thống quản lý pin (BMS): chịu tráchnhiệm cho thực tế-Giám sát thời gian của các tham sốnhư điện áp,nhiệt độ và dòng điện của bộ pin, đảm bảo rằng bộ pin hoạt động trong phạm vi an toàn và kéo dài thời lượng pin thông qua quản lý cân bằng.
Thiết bị đẩy điện: Chuyển đổinăng lượng điện được lưu trữ trong pin thànhnăng lượng cơ học để điều khiển vòng quay của cánh quạt của tàu. Động cơ đẩy thường sử dụng động cơ đồng bộnam châm vĩnh cửu hoặc động cơ không đồng bộ, có đặc điểm của hiệu quả cao và tiếng ồn thấp.
Ngoài ra, để cải thiện hiệu suất hệ thống, các hệ thống lưu trữnăng lượng tàu thường sử dụng côngnghệnăng lượng tổng hợp, chẳng hạnnhư kếtnối song song của siêu tụ điện và pin lithium. Supercapacitors có các đặc điểmnhư mật độ công suất cao và sạc và xảnhanh, có thể đối phó hiệu quả với cao-nhu cầunăng lượngnhư bắt đầu tàu-tăng và tăng tốc, trong khi pin lithium chịu tráchnhiệm cung cấp công suất liên tục và ổn định.

2 Kịch bản ứng dụng và phân tích yêu cầu
Theo các loại tàu và yêu cầu điều hướng khácnhau, các kịch bản ứng dụng của pin lưu trữnăng lượng có thể được chia thành các loại sau:

Các tàunội địa: Chủ yếu bao gồm phànội địa và tàu chở khách du lịch, với yêu cầu cao đối với khí thải bằng không và tiếng ồn thấp. Hệ thống lưu trữnăng lượng có thể thay thế hoàn toàn động cơ diesel truyền thống, đạt được điều hướng điện thuần túy và đáp ứngnhu cầu bảo vệ môi trường đô thị.
Các tàungoài khơi: chẳng hạnnhư tàu hoạt động cảng, thuyền đánh cá, v.v., với phạm vi hoạt động tương đối cố định, có thể sử dụng sức mạnh bờ để sạc. Kết hợp các hệ thống lưu trữnăng lượng vớinăng lượng bờ có thể tối ưu hóa phân bổnăng lượng và giảm chi phí vận hành.
Các tàu đi đại dương đòi hỏi mật độnăng lượng, sự ổn định và độ tin cậy của các hệ thống lưu trữnăng lượng để đáp ứngnhu cầu dài-thời hạn và dài-điều hướng khoảng cách. Nghiên cứu hiện tại tập trung vào việc cải thiện mật độnăng lượng của pin lithium và phát triển các côngnghệ lưu trữnăng lượng mới, chẳng hạnnhư pinnhiên liệu.
Các tàu đặc biệt: bao gồm cả tàunghiên cứu, tàu kỹ thuật, v.v ... Hệ thống lưu trữnăng lượng cần cung cấpnăng lượng ổn định cho cao-Thiết bị chính xác và có khảnăng đối phó với các điều kiện biển phức tạp.

3 Ưu điểm và thách thức
Thuận lợi:
Sự thân thiện với môi trường: Phát thải bằng không hoặc hoạt động phát thải thấp, giảm đáng kể khí thảinhà kính và khí thải ônhiễm.
Kinh tế: Giảm tiêu thụnhiên liệu và chi phí bảo trì, cải thiện hiệu quả hoạt động.
Cải thiện hiệu quảnăng lượng: Bằng cách sử dụng các côngnghệ thu hồinăng lượngnhư phục hồinăng lượng phanh, hiệu quả sử dụngnăng lượng có thể được tăng cường hơnnữa.
Tính linh hoạt hoạt động: Hệ thống đẩy điện có tốc độ phản ứngnhanh, giúp dễ dàng đạt được điều khiển chính xác.
Thử thách:
Chi phí ban đầu cao: Chi phí cao-Gói pin hiệu suất và BMS tương đối cao, làm tăng đầu tư vào việc xây dựng tàu.
Cơ sở hạ tầng sạc không đủ: Bố cục của các cơ sở điện và trạm sạc bờ chưa hoàn hảo, điềunày ảnh hưởng đến việc áp dụng rộng rãi các hệ thống lưu trữnăng lượng.
Tổ chức tắcnghẽn kỹ thuật: Mật độnăng lượng pin, tuổi thọ và an toàn vẫn cần được cải thiện để đáp ứng lâu dài-Nhu cầu khoảng cách của các tàu đi biển.
Thiếu các tiêu chuẩn và quy định: Việc thiếu các tiêu chuẩn kỹ thuật thốngnhất và các quy định an toàn cho các hệ thống lưu trữnăng lượng tàu cản trở sự phát triển côngnghiệp.