中国内河电动船舶的关键技术与发展

《ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING》：Key Technologies and Developments of China Inland Electric-drive Ships

内河电动驱动船舶通过综合技术分析实现零碳减排，重点研究电池安全、结构优化及系统匹配。运用CFD和模型试验优化船型线（EEDI优秀水平），结合FEM和结构优化方法实现轻量化安全设计，分析船-电机-螺旋桨系统匹配，并探讨高效电推系统与电池系统安全。研究成果支撑系列电动商船、客船及游艇开发。

　　

摘要

内河电动驱动船舶为实现零碳排放提供了独特的机会，显著推动了“碳达峰和碳中和”战略的进展。本研究批判性地分析了各种能源类型在新设计船舶中的优缺点，并综合考虑了技术成熟度、成本效益以及产业链现状等因素，对这些能源类型的可行性及适用性进行了全面论证和分析。此外，从船舶设计技术、电动推进技术和电池安全技术三个关键角度开展了关键技术及系统集成研究。通过计算流体动力学（CFD）和模型测试相结合的方法，优化了内河电动驱动船舶的船体设计；这类船舶具有低速、大容量和优异的能效指数（EEDI）等特点。采用有限元方法（FEM）和结构优化技术，确保了船舶的结构安全、可靠性和轻量化设计。同时分析了船舶-电机-螺旋桨系统，以确定它们之间的最佳匹配方案。随后，讨论了包括保护和能源管理技术在内的高效电动推进系统，并探讨了电池单元、模块、电池包及整个电池系统的高安全性。这些研究为一系列电动驱动商船、客船和游艇的开发做出了贡献。