智能新能源船舶论文.docx

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1、智能的新能源船舶XXXXXX学院XXX班级学号XXX摘要:绿色是新发展理念之一，目的是要正确处理经济发展和生态环境保护的关系，统筹推进高质量发展和高水平保护，促进人与自然和谐共生，建设一个人与自然和谐共生的现代化社会。随着世界贸易的不断发展，国与国之间的贸易越来越频繁，海上运输得到了极大的发展，而现在的船舶大多还是采用低质燃油作为燃料，对环境的污染比较严重，在船舶推进技术上也有待提高。为了解决船舶排放对环境的污染问题和改善推进电机的控制性能，文章提出了智能新能源船舶的概念，并介绍了智能新能源船舶的内涵、特点和系统构成；从船舶航行、动力和推进3个方面分析了智能新能源船舶的关键技术；以及如何解决船

2、舶排放对环境的污染，最后，对智能新能源船舶的未来发展进行展望。关键词:智能新能源船舶、新能源动力、船舶排放污染、燃料电池引言：随着全球节能减排呼声的日益高涨，智能新能源船舶和先进的推进系统己经是现代船舶发展的大势所趋了。长期以来，船舶使用低质燃油带来了严重的环境污染和全球变暖等危害，航运业的排放控制问题已到了不容忽视的程度。应用清洁能源以及发展绿色船舶，不仅能够解决传统柴油动力船舶带来的污染问题，而且符合全社会能源结构转型和生态环境保护的要求。当前，新的科技革命和产业变革正在快速推进，现代信息、人工智能、云计算、物联网、大数据、新材料和新能源等高新技术为船舶行业注入了全新的发展动力，船舶技术迎

3、来了巨大的发展机遇。绿色和智能是当前船舶技术发展的两大重要趋势。1新能源发电在船舶中的应用1新能源是指太阳能、风能、燃料电池、生物质能、核能等传统之外的能源。相对于传统能源，新能源具有污染少、储量大等明显优势，是解决当今世界严重的环境污染问题和资源枯竭问题具有重要研究途径。1. 1风力发电风能发电就是利用风力带动风车叶片旋转，来促使发电机发电的。在海上航行的船舶，风能是最丰富的能源，但投资成本较高，稳定性较差，在船舶上应用还有待商榷。1.2 太阳能太阳能利用太阳辐射能加热物体而获得热能。太阳能在船舶推进应用时，一般是通过太阳电池阵列进行光电转换，先把太阳能转化为电能，然后通过功率变换器再把太阳

4、能电池输出的直流电转换为船舶推进所所需的电源形式。现在已经有小型船舶在运用太阳能作为船舶的主要动力来源了。但大型船舶用太阳能目前好像还不能实现。1.3 燃料电池燃料电池就是一种将储存在燃料利氧化剂中的化学能，直接转化为电能的装置的电池，燃料电池来源丰富，热值高、能量转换效率高、无污染，但耗能大，储存和运输困难。1.4 核能核能就是通过转化其质量从原子核释放的能量。在船舶推进系统利用核能主要通过核能发电与核能动力来实现。但核动力船舶一般运用在军事领域，比如：核动力潜艇和核动力航空母舰，不太适合于商用船舶。1.5 能新能源船舶的内涵及特点所谓智能新能源船舶，就是利用新能源作为船舶的动力来源，用来取

5、代燃油作为船舶的动力来源，采用清洁能源及其电力推进系统，利用人工智能和先进的传感器，达到自动驾驶和远程驾驶的目标。智能新能源船舶在设计阶段就融合绿色理念，应用先进船型，选用新能源动力，以达到低能耗、少排放的目标，最终实现船舶污染物的零排放。随着船舶智能化的发展，随船船员数量减少，船舶驾驶也将由辅助驾驶渐进发展为远程遥控，最终实现全自动驾驶。3,智能新能源船舶的关键技术分析23.1船舶智能航行技术智能航行就是利用计算机技术、控制技术等对船舶航路和航速进行设计和优化，航行时，借助计算机技术船舶能在开阔水域、狭窄水道和复杂环境条件下自动避碰，实现自主航行3。相较于常规船舶，智能新能源船舶应具有一定的

6、自主航行能力，甚至高级自主航行能力。智能航行技术研究的目的在于保障船舶安全航行，辅助驾驶员驾驶，最终达到完全自主驾驶。3.1.1船舶信息感知技术信息感知技术是船舶智能航行的核心技术，它能够有效解决雾航、夜航等低能见度情况下，由于船员视力不足导致获取信息有限以及不准确的问题。船舶信息感知就是通过各种传感设备采集船舶的各种相关信息，通过传感网络传输，最后由信息处理设备分析得到精准实时的船舶自身和周围环境的各种信息，可以让船舶更安全可靠航行。3.1.2航行态势认知技术船舶态势认知也是船舶智能航行的重要研究内容。航行态势认知的对象包括船舶自身、风浪流和航道要素，其实质是对感知信息的理解与加工。船舶态势

7、认知内容包括：以船舶感知信息为基础，对船舶稳定性、操纵性、耐波性建立评估模型；能够认知航行环境中的风浪流风险态势；通过对VHF或者船舶汽笛的识别，认知其他船舶的航行意图；能够描述船舶航行过程中的碰撞风险等。船舶态势认知不仅有助于辅助驾驶，在未来的完全自主航行船舶上，还能够为航行决策系统提供有力的决策依据。3.1.3船舶航行控制技术船舶航行控制是实现船舶自动驾驶的重中之重。随着船员和船舶结合的由浅入深，航行控制的阶段可分为辅助控制、远程操控和自主驾驶。船舶航行过程中自动避碰、船舶靠离港时的安全系泊、在狭窄水道或者大风浪乃至更恶劣环境下的自动操纵等具体航行控制场景需要更多研究。船长和船员在远程就可

8、以对船舶进行操控，而且运行更加安全。3.2船舶新能源动力技术石油能源的日益枯竭，加上环境污染日益严重，让我们不得不考虑新能源技术的研发，在汽车领域，新能源汽车已经问世，而且技术也在不断进步，在船舶方面，新能源船舶也应该与时俱进，但智能新能源船舶要求船舶操控具有高精确度和低出错率，这就需要船舶动力系统具有高可靠性、高功率冗余、少人工干预、易于远程控制等一系列优良的性能。船舶新能源动力具有低排放、环境友好等优点，与电力推进技术相结合，还能够满足智能船舶所需的功率冗余、可靠性高、操控性好等需求。4中国船级社（CCS）已经允许磷酸铁锂电池在船舶上的应用，是当下较为理想的智能船舶动力系统。蓄电池动力适用

9、于中小型船舶，混合动力适用于大型干线运输船舶。3.2.1蓄电池动力应用涉及多个技术领域，包括动力电池模块化集成技术、电池动力管理系统和充电技术。1)蓄电池组模块化集成系统构架。为满足船舶功率需求，需要将单体电池模块转化成电池组形式。2)蓄电池管理系统。电池管理系统用于监测和管理电池电源，以提升电池的工作性能和使用寿命，保障动力电池安全高效地工作。3)蓄电池充电技术对于电池系统而言，充电方法对其性能影响很大，高效的充电方法可减少船舶在港口及水上服务区的停靠时间，提高营运效率。同时，还需要考虑充电方法对电池使用寿命的影响。3.2.2混合动力运用技术混合动力船舶就是指利用不同类型的发电机驱动或具有不

10、同类型的电力来源的电动机驱动的船舶。5汽车最常见的就是天然气和汽油混合；电和石油混合。目前，混合动力船舶主要有柴油-电池混合动力船、柴油-燃料电池混合动力船、柴油-1NG混合动力船以及柴油机-风翼混合动力船4种类型。63. 3船舶高效推进技术作为智能新能源船舶航行的推进单元，推进系统不仅需要具有良好的操纵性，以便于远程遥控驾驶和自动驾驶，还需要具有较高的可靠性与稳定性，从而减少设备维护工作。7相较于传统的机械推进，电力推进更符合智能新能源船舶的推进需求。83.3. 1电力推进主要有混合电力推进系统、纯电力推进系统。(1)混合电力推进系统，即原动机为多种能源形式组合。使用多种能源能有效解决单一能

11、源的局限性，有效提高船舶操纵性和动力冗余，适合应用于航程长、工况复杂的大型船舶。(2)纯电池电力推进系统，即使用由单体电池组合而成的电池动力系统作为船舶能源输入。鉴于目前电池能量密度有限，该系统适用于航程较短、便于补充电能的小型内河船舶。3 .3.2新型推进器技术未来船舶动力系统趋向于电力推进，从性能匹配角度看，新型推进器，如无轴轮缘推进器和吊舱式推进器，比常规的机械传动推进更加适用于电力推进船舶。新型推进器通常能够3600全方位提供推力，大幅增加船舶操纵的灵活度，更加符合未来船舶智能航行的性能要求。4 .结论绿色和智能是未来科技发展的方向，更是未来船舶所要发展的方向，智能新能源船舶的市场前景

12、也会越来越好。但是智能新能源船舶的研究还只是处在萌芽阶段，有许多问题需要我们发现并解决，这个过程注定是艰辛的，我们要面临许多挑战，我们任重而道远。参考文献口何梓强.新能源与电力电子在船舶电力推进中的应用J.科技风,2013,(05):922范爱龙,贺亚鹏,严新平,王骏腾.智能新能源船舶的概念及关键技术J.船舶工程,2023,42(03):9-14.3中国船级社.智能船舶规范S北京.人民交通出版社.2015.4严新平.新能源在船舶上的应用进展及展望J.船海工程,2010,39(06):111-115+120.5张益敏.陈俐.朱剑啊.混合动力船舶动力装置及能量管理研究综述J舰船科学技术，201840(3)：1-7.6高迪驹,黄晓刚,孙彦琰,黄细霞.混合动力船舶电力推进试验平台设计J.中国航海,2014,37(02):15-18+73.7吴兆麟.船舶驾驶自动化与航海智能化J.中国海事,2017.(08):16-19.8黄蝶,祖成弟,刘志兵.满足智能船舶的动力系统发展浅析J.船舶,2018,29(S1):106-110.