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现代蓄电池电动船舶的电力推进技术PDF电子书下载

交通运输

• 作 者：庞志森，庞明编着
• 出 版 社：北京：化学工业出版社
• 出版年份：2011
• ISBN：9787122100092
• 页数：252 页

图书介绍：本书主要包括推进电动机、动力蓄电池、太阳能和风能发电系统的详细介绍。 查看图书目录点击购买PDF全本电子书 上一篇：铁路计量基础知识普及读本下一篇：船舶运动简捷鲁棒控制 《现代蓄电池电动船舶的电力推进技术》目录 标签：蓄电池 编着 船舶 电动 推进

第1章 总论1

1.1 船舶电力推进技术的概念及概况1

1.1.1 船舶电力推进的概念1

1.1.2 船舶推进动力概述2

1.1.3 船舶电力推进应用概况3

1.2 电力推进技术分类原则及基本类型5

1.2.1 电力推进技术分类原则概述5

1.2.2 基本类型7

1.3 电力推进与柴油机推进的比较9

1.3.1 柴油机与电机对比9

1.3.2 柴油机船舶与电动船舶对比11

1.4 电气传动和电力推进技术的发展历程13

1.4.1 电气传动技术的发展历程13

1.4.2 电力推进技术的发展历程14

1.5 电力推进的应用前景16

1.5.1 国外电力推进船舶16

1.5.2 发展前景预测18

第2章 现代船舶电力推进20

2.1 现代电力推进的基本特征和发展趋势20

2.1.1 现代电力推进的基本特征20

2.1.2 现代电力推进的发展趋势23

2.2 电力推进的工程哲学24

2.3 现代船舶电力推进的主流模式26

2.4 电力推进与热力机推进的比较28

2.4.1 推进模式对比28

2.4.2 电力推进的优势31

2.5 电力推进的机械特性及电动机的功率估算32

2.6 电力推进应用领域33

第3章 现代蓄电池电动船舶电力推进35

3.1 蓄电池电动船舶电力推进的基本概念35

3.2 现代蓄电池电动船舶及电力推进技术的主流模式37

3.3 蓄电池电力推进的能量效率38

3.3.1 热力发电机电动机电力推进模式与机械式推进对比39

3.3.2 电油充电模式与热力发电机电动机模式及机械推进模式对比42

3.3.3 风光电模式与机械式推进对比46

3.3.4 纯蓄电池电动船能量使用分配模式47

3.4 现代蓄电池电动船舶及电力推进技术的优势和价值48

3.5 蓄电池电力推进技术的基本指标49

3.5.1 蓄电池电动船舶的基本指标49

3.5.2 蓄电池相关术语和指标53

3.6 蓄电池电动船舶对电力推进的基本要求56

3.6.1 对系统的要求56

3.6.2 对动力蓄电池能量源的要求57

3.6.3 对原动机的要求58

3.6.4 对主发电机的要求58

3.6.5 对推进电动机的要求59

3.6.6 对操纵板、台的要求59

3.6.7 对选择转换开关的要求59

3.7 蓄电池电力推进船舶的基本问题60

3.7.1 能量平衡60

3.7.2 电机控制策略62

3.7.3 蓄电池使用63

3.7.4 船舶性能指标提高64

3.8 蓄电池电力推进的等效电路及主电路负载计算65

第4章 推进电动机68

4.1 直流电动机68

4.1.1 工作原理68

4.1.2 数学方程69

4.1.3 机械特性69

4.1.4 直流电动机的特点71

4.2 交流电动机71

4.2.1 工作原理71

4.2.2 数学方程71

4.2.3 机械特性72

4.2.4 交直流电动机比较73

4.3 永磁电动机73

4.3.1 永磁电动机分类73

4.3.2 永磁材料75

4.3.3 永磁直流电动机76

4.3.4 交流方波驱动永磁无刷直流电动机76

4.3.5 交流正弦波驱动永磁无刷直流电动机（交流永磁同步电动机）81

4.4 开关磁阻电动机86

4.4.1 工作原理86

4.4.2 等效电路和数学方程86

4.4.3 机械特性87

4.5 推进电动机及驱动系统总结88

第5章 动力蓄电池89

5.1 主能量源和辅能量源89

5.2 纯蓄电池电动船舶的负荷计算91

5.3 动力蓄电池概述93

5.3.1 蓄电池基本类型与性能93

5.3.2 蓄电池的主要劣势94

5.4 铅酸电池94

5.5 镍氢电池95

5.6 锂离子电池96

5.7 钠镍氯化物电池99

5.8 金属空气电池100

5.8.1 Zn空气电池100

5.8.2 Al空气电池101

5.9 电池测试101

5.9.1 电池单体、电池模块与电池组的差异101

5.9.2 测试标准101

5.10 动力蓄电池技术前景展望102

第6章 太阳能光伏发电系统103

6.1 光伏电池的基本原理103

6.1.1 半导体材料的光电特性103

6.1.2 光伏电池的结构和特性105

6.2 光伏电池的特性和参数107

6.2.1 光伏电池的特性107

6.2.2 光伏电池的主要参数及影响条件109

6.2.3 典型的光伏电池输出特性112

6.3 光伏电池对蓄电池充电112

6.4 光伏发电逆变113

6.5 光伏发电系统的形式114

6.5.1 光伏发电系统的一般形式114

6.5.2 光伏发电系统在电动船舶上的形式115

第7章 风力发电系统116

7.1 风力发电技术概述116

7.1.1 风力机基本分类和结构116

7.1.2 风力机的基本特性117

7.1.3 风力机功率调节121

7.1.4 风力发电的发展趋势121

7.2 绕线式异步电动机双馈（串级）调速原理122

7.2.1 基本电路和数学方程122

7.2.2 次同步转速下电动运行124

7.2.3 反转时倒拉制动运行124

7.2.4 超同步转速下回馈制动运行125

7.2.5 超同步转速下电动运行125

7.2.6 次同步转速下回馈制动运行126

7.2.7 转子励磁超同步转速下发电运行126

7.2.8 转子励磁次同步转速下发电运行127

7.3 恒速恒频和变速恒频风力发电机系统128

7.3.1 恒速恒频风力发电机系统128

7.3.2 变速恒频风力发电机系统128

7.4 级联式双馈电机和无刷双馈发电机系统130

7.4.1 级联式双馈电机系统130

7.4.2 无刷双馈电机系统132

第8章 蓄电池管理及充电137

8.1 电池管理系统概述137

8.2 电池管理的关键技术138

8.3 SOC估计140

8.4 电池组热管理141

8.5 蓄电池电动船舶充电问题概述143

8.6 蓄电池的充放电特性144

8.6.1 蓄电池的放电特性144

8.6.2 蓄电池的充电特性145

8.7 蓄电池与充电装置的基本问题147

8.7.1 充电安全性147

8.7.2 充电装置的效率及对蓄电池寿命的影响148

8.7.3 快速充电与均衡充电149

8.8 蓄电池充电装置150

8.8.1 充电装置分类150

8.8.2 接触式充电机152

8.8.3 非接触式充电机152

8.9 借鉴电动汽车的充电技术153

8.9.1 电动汽车充电技术的新成果153

8.9.2 充电策略优化154

第9章 现代蓄电池电动船舶电力推进控制策略及技术156

9.1 电动机启动、调速和制动控制156

9.1.1 电动机启动156

9.1.2 电动机调速157

9.1.3 电动机制动160

9.2 电力推进控制策略及技术概述162

9.2.1 控制策略概述162

9.2.2 控制技术概述165

9.2.3 优化控制策略的目的168

9.3 PWM脉冲宽度调制技术169

9.3.1 工作原理169

9.3.2 基本分类171

9.4 SPWM正弦波脉冲宽度调制172

9.4.1 工作原理172

9.4.2 交-直-交模式V/F变频器175

9.5 矢量控制技术177

9.5.1 工作原理177

9.5.2 坐标变换178

9.5.3 数学模型179

9.5.4 磁场定向控制——矢量控制原理180

9.5.5 基于转子磁场定向的永磁同步电机矢量控制系统184

9.6 直接转矩控制变频187

9.6.1 直接转矩控制变频的数学模型和工作原理187

9.6.2 系统结构和控制程序189

9.7 矩阵式变频191

第10章 现代蓄电池电动船舶电力推进总体方案195

10.1 总体方案概述195

10.2 直流电力推进197

10.2.1 直流电动机197

10.2.2 直流控制策略和技术198

10.2.3 直流控制方案举例——由单片机控制的直流可逆调速系统200

10.3 交流电力推进202

10.3.1 交流电动机202

10.3.2 交流控制策略和技术203

10.3.3 交流控制方案举例——三相变频器采样型SPWM控制技术206

10.4 永磁电动机电力推进211

10.4.1 永磁电动机211

10.4.2 永磁电动机控制策略和技术213

10.4.3 永磁无刷电动机控制方案举例223

10.5 电源供给方案228

10.5.1 电制和供电方案228

10.5.2 超级电容的原理及使用229

10.5.3 交流方案的无功调节231

10.6 推进系统控制与保护233

10.6.1 推进系统操作与控制233

10.6.2 推进系统保护234

10.7 电源构成方案234

10.7.1 单一蓄电池方案235

10.7.2 风光电综合能源配套方案238

10.7.3 风光电气油综合能源配套方案245

10.8 总体方案举例——风光电模式249

参考文献252

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摘要：本文以《现代蓄电池电动船舶的电力推进技术.pdf电子书版文档下载》为中心，详细阐述了现代蓄电池电动船舶电力推进技术的原理、应用、挑战与发展趋势。通过对该电子书内容的深入分析，本文旨在为我国电动船舶产业的发展提供有益的参考和借鉴。

1、技术原理

现代蓄电池电动船舶的电力推进技术主要基于蓄电池储能和电动机驱动。蓄电池作为储能装置，将电能储存起来，电动机则将电能转化为机械能，驱动船舶前进。该技术具有高效、环保、噪音低等优点，是未来船舶动力系统的发展方向。

蓄电池的种类繁多，如锂离子电池、镍氢电池等。其中，锂离子电池因其高能量密度、长循环寿命等优点，成为现代蓄电池电动船舶的首选。电动机方面，永磁同步电动机因其高效率、低噪音、结构简单等优点，被广泛应用于船舶电力推进系统中。

此外，电力推进系统还需配备相应的控制系统，以保证船舶的稳定运行。控制系统主要包括电池管理系统、电动机控制器和船舶控制系统等，它们共同构成了现代蓄电池电动船舶的电力推进系统。

2、技术应用

现代蓄电池电动船舶的电力推进技术在国内外已得到广泛应用。在欧洲，挪威、荷兰等国家已有多艘电动船舶投入运营；在我国，上海、天津等地也开展了电动船舶的示范项目。

以挪威为例，其电动船舶主要应用于短途客货运输、港口作业等领域。挪威的电动船舶具有以下特点：一是采用锂电池作为储能装置，具有高能量密度和长循环寿命；二是采用永磁同步电动机驱动，具有高效率和低噪音；三是采用先进的控制系统，保证船舶的稳定运行。

在我国，电动船舶的应用主要集中在港口作业、内河航运等领域。以天津港为例，其电动船舶采用锂离子电池作为储能装置，永磁同步电动机驱动，实现了港口作业的绿色、环保、高效。

3、挑战与问题

尽管现代蓄电池电动船舶的电力推进技术具有诸多优点，但在实际应用中仍面临一些挑战和问题。

首先，蓄电池的能量密度和循环寿命仍需进一步提高。目前，蓄电池的能量密度和循环寿命仍难以满足长距离、长时间航行的需求，限制了电动船舶的应用范围。

其次，电力推进系统的成本较高。蓄电池、电动机等关键部件的成本较高，使得电动船舶的制造成本远高于传统燃油船舶，影响了电动船舶的市场竞争力。

此外，电力推进系统的安全性和可靠性仍需加强。蓄电池的火灾风险、电动机的过载保护等问题，需要进一步研究和解决。

4、发展趋势

面对挑战和问题，现代蓄电池电动船舶的电力推进技术正朝着以下方向发展：

一是提高蓄电池的能量密度和循环寿命，降低成本。通过技术创新，提高蓄电池的性能，降低成本，为电动船舶的广泛应用奠定基础。

二是优化电力推进系统的设计，提高效率和可靠性。通过优化电动机、控制系统等部件的设计，提高电力推进系统的效率和可靠性，降低故障率。

三是加强政策支持和市场推广，推动电动船舶产业发展。政府应加大对电动船舶产业的政策支持力度，鼓励企业研发和生产电动船舶，推动市场推广。

总结：

现代蓄电池电动船舶的电力推进技术具有广阔的发展前景。通过对该技术的深入研究，有助于推动我国电动船舶产业的发展，实现绿色、环保、高效的航运。然而，仍需在蓄电池性能、成本、安全性等方面进行改进，以应对挑战和问题。

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