“嘟--嘟--”，2020年1月16日上午，隨著(zhù)兩聲響亮的汽笛聲，長(cháng)江上首艘通過(guò)CCS系統認證的18米級純電動(dòng)推進(jìn)航道維護快艇——“長(cháng)江航道電001”正式下水服役，標志著(zhù)長(cháng)江航道生態(tài)環(huán)保建設又添新兵。
“綠水青山就是金山銀山”，中車(chē)永濟電機公司與長(cháng)江武漢航道局為貫徹長(cháng)江流域綠色發(fā)展理念，確定以18米級的純電動(dòng)航道快艇作為試點(diǎn)來(lái)推進(jìn)綠色船舶可持續發(fā)展。
該船總長(cháng)18.9米，航區為內河B級航區。主要服務(wù)于長(cháng)江中游河段，用于長(cháng)江航道巡查、航標巡檢兼顧測量等工作。本船船體為全鋁合金結構，配備了總容量約1300kWh的蓄電池，最高航速為21.5公里每小時(shí)，可全速續航5小時(shí)，同時(shí)支持交流380伏和直流750伏雙電制充電，快充4小時(shí)可續航130公里，完全能夠滿(mǎn)足作業(yè)需求。區別于傳統船舶，該船采用磷酸鐵鋰電池電源驅動(dòng)、雙全回轉舵槳推進(jìn)，配置了生活污水艙、生活污水泵、垃圾收集裝置等多種防污染措施，不產(chǎn)生油污水，“ 零污染、零排放、無(wú)噪音、低振動(dòng)”，它的正式裝備將加快長(cháng)江航道維護方式轉型、有力助推長(cháng)江綠色生態(tài)建設。
該船由中國最大的軌道交通電機電器生產(chǎn)企業(yè)-中國中車(chē)永濟電機有限公司整體研發(fā)制造，長(cháng)江船舶設計院進(jìn)行整船設計，整船在武昌船舶重工集團武昌基地制造并在各設備供應商配合下進(jìn)行制造、調試和試航。由于該船設計立項為國內第一艘新能源純電動(dòng)船，因此對整個(gè)系統的挑戰非常大，沒(méi)有任何可借鑒的經(jīng)驗，因此對整船動(dòng)力系統、舵槳系統、推進(jìn)系統、配電系統、輔助系統及網(wǎng)絡(luò )通訊系統提出了非常高的要求；最值得一提是該項目中使用的是新型直流配電系統，更具有電能調節方便、節能提效、模塊化、智能化特點(diǎn)，諸多優(yōu)勢使其成為船舶領(lǐng)域的新興技術(shù)；但相比于傳統的交流配電系統對該種配電方式也面臨諸多技術(shù)瓶頸。因此對變頻電源等核心元器件帶來(lái)巨大的挑戰，丹佛斯傳動(dòng)憑借產(chǎn)品的優(yōu)越的性能及穩定的質(zhì)量打動(dòng)了制造商及使用者，對動(dòng)力系統、推進(jìn)系統、配電系統及輔助系統進(jìn)行了強有力的支持。
Danfoss 完美驅動(dòng)新能源船舶
在此次項目方案中，丹佛斯旗下的NXP系列和Editron系列產(chǎn)品為整船的電能控制及推進(jìn)驅動(dòng)提供理想的解決方案。
在此方案中可分為能源部分和動(dòng)力部分，能源部分實(shí)現整船的電能控制，動(dòng)力部分實(shí)現船舶的行進(jìn)控制，NXP系列中的共直流母線(xiàn)產(chǎn)品為電池提供DC/DC變流器，交流岸充及輔助電源控制；而Editron則給該船提供了開(kāi)關(guān)磁阻電機和推進(jìn)逆變器作為船舶前進(jìn)的解決方案。
船舶航行時(shí)，可通過(guò)NXP系列中的DC/DC變流器控制電池進(jìn)行放電維持直流電網(wǎng)，此時(shí)推進(jìn)系統通過(guò)逆變器來(lái)控制推進(jìn)電機的運行，通過(guò)輔助電源逆變器，來(lái)為船上其它用電設施供電，保證整船的順利運行；船舶在減速制動(dòng)時(shí)，通過(guò)DC/DC 變流器的充電功能將制動(dòng)能量回饋至電池，實(shí)現能量循環(huán)利用；在船舶靠岸時(shí)，通過(guò)采用交流充電裝置或直流充電裝置來(lái)對電池進(jìn)行充電。
推進(jìn)電機由逆變器來(lái)控制其轉速，在船舶航行時(shí)，舵槳系統根據駕駛員的指令來(lái)控制推進(jìn)逆變器，而推進(jìn)逆變器則根據指令輸出相應的頻率來(lái)改變電機的旋轉速度來(lái)改變船舶航速。
Danfoss 傳動(dòng)在綠色船舶應用中的優(yōu)勢
與傳統船舶動(dòng)力驅動(dòng)相比，電推船具有效率高、速度響應快、維修方便等優(yōu)勢，但由于電動(dòng)船舶運行的特殊性，必須保證整船運行的高可靠性；該船設計結構緊湊，安裝空間狹小，對變頻驅動(dòng)單元及推進(jìn)電機的功率密度要求非常高。丹佛斯NXP和Editron產(chǎn)品在船舶應用中具有以下優(yōu)勢：
DC/DC變流器快速響應及動(dòng)態(tài)調整
通過(guò)專(zhuān)用的軟件控制功能實(shí)現高開(kāi)關(guān)頻率，并配有儲能電抗器，實(shí)現對電池充放電及BUCK和BOOST控制功能。
高效的冷卻方式
根據船體各部位環(huán)境的不同采用不同的冷卻方式，即滿(mǎn)足船舶安裝的要求又考慮到經(jīng)濟效益。
1,推進(jìn)系統采用水冷循環(huán)，DC/DC變流器
2,生活電源及交流充電裝置采用空冷，
低諧波污染
針對該電動(dòng)船使用航線(xiàn)特點(diǎn)，提供交流充電樁滿(mǎn)足其充電靈活性，丹佛斯AFE產(chǎn)品采用四象限整流技術(shù)，可為電池靈活提供相應的直流充電電壓，并且可將對岸上電網(wǎng)的污染降低至最小。
優(yōu)異的電氣控制性能
NXP系列的DC/DC變流器具有多種控制方式：
1,恒流充放電、恒壓充放電及恒功率充放電；
2,生活電源系統可提供不同制式的電壓等級；
3,丹佛斯EDITRON 永磁同步磁阻輔助電機，該種電機功率密度大、輸出轉矩范圍寬、功率因數高、低速性能好等優(yōu)點(diǎn)，特別適合船舶牽引類(lèi)驅動(dòng)；
4,配備Editron的專(zhuān)用逆變器并同舵槳系統的配合，可實(shí)現整船行進(jìn)的控制。
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