《电池动力船舶船员技能培训》专业培训教材第三章 电池动力船电力系统.pdf

第三章电池动力船电力系统

一、电池动力船电力系统组成概述

动力电池船舶电力系统的组成较一般的柴油机船舶复杂。其是由箱式电源、开关网络柜、

直流电网、交流电网等组成。

箱式电源在电池动力船舶中起着至关重要的作用。作为发电机加主机的结合体，箱式电源

为全船提供稳定、可靠的电力供应以及为船舶的推进动力提供强劲的保障。

在传统的燃油动力船舶中，发电机和主机是两个独立的系统，分别负责发电和推进船舶前

进。而在电池动力船舶中，箱式电源集成了发电机和主机的功能，成为电池动力船舶的核心组

成部分。

箱式电源通过整合高效的发电机和先进的能源管理系统，能够根据船舶的实时需求调整电

力输出。在需要推进船舶前进时，箱式电源将充分发挥主机的角色，提供强劲的动力；在电力

需求高峰期，它又能迅速切换到发电机模式，确保全船用电设备的稳定运行。

此外，箱式电源还具有高效能、低能耗的优点。它采用了先进的能源转换技术和智能能源

管理系统，能够最大限度地提高能源利用效率，降低能耗。这不仅有助于降低船舶的运营成本，

还有助于减少对环境的影响，符合绿色、可持续的发展理念。

总之，箱式电源作为发电机加主机的功能设计，在电池动力船舶中发挥着不可或缺的作用。

它为全船提供稳定、可靠的电力供应，确保船舶的正常运行和高效运营。

其具体构造已在第二章节有所叙述，我们不再赘述。

箱式电源的电能和各类重要参数在经过精心设计后，通过动力或通讯电网高效、稳定地传

送到直流开关电源柜以及EMS系统中。这样的传输方式不仅保证了电能的稳定供应，更为重

要的是，它实现了对电能的合理分配。无论是关键设备的持续供电，还是对能源的有效利用，

都在其精细的控制之下。

而实现对箱式电池的安全监管，更是这一系统的核心功能之一。通过实时的数据采集和分

析，系统可以精确地监测电池的工作状态和健康状况，从而在电池出现异常或故障时，及时发

出警报并采取相应的措施。这大大提高了设备的运行效率和安全性，降低了因电池故障导致的

风险和损失。

这一系统以其卓越的性能和稳定性，为各类设备提供了强大的能源支持，同时也为设备的

维护和管理提供了极大的便利。

开关电源柜在下一章节会有具体阐述。本章节将就直流电网、交流电网做部分叙述。

二、直流配电网的电气性能及其功能

（一）环境条件

存贮和运输温度:－40℃~+65℃;（不含冷却液）

0℃~+60℃;（含冷却液）

运行环境温度：0℃~+45℃;

周围空气相对湿度：≤95%;

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海拔:1000m以下；

冲击和振动：船舶正常营运中所产生的振动和冲击；

倾斜摇摆指标：横倾22.5°,横摇22.5°,纵倾10°,纵摇10°。

（二）电气性能

1.单舷直流电力中心（逆变电源、DCDC、推进逆变、发电整流）

直流电力中心输入电压：710VDC~910VDC；

DCDC输出容量：400KW*6；

逆变电源输出容量：250KVA

推进功率：900KW×2；

发电整流功率：900KW×2；

母线电压范围：1000VDC~950VDC；

推进输出电压范围：0V～630VAC，误差小于5%；

推进输出频率范围：0.1～50Hz，额定频率50Hz；

逆变电源输出电压：630VAC，隔离变后端输出400VAC；

逆变电源输出频率：50Hz；

逆变电源输出相数：三相；

直流电力中心额定工况效率：≥97%；

过载能力：1.1倍过电流（1min/5min）；

电机控制稳态指标：±0.1％额定转速；

逆变电源稳态指标：±0.5％额定电压；

2.母联控制器（电力电子开关）

母联控制器的主要性能参数如下所示：

（1）最大额定工作电流：DC2000A，(额定工作电流DC500A～DC2000A可设)；

（2）额定工作电压：DC1000V；

（3）负载电流上升率保护值：≤50A/μs；

（4）过载保护整定值：额定工作电流的1.1倍，延时0.5min～30min可设；

（5）短时过流保护整定值：额定工作电流的1.2倍，延时0.1～0.5s可设；

（7）瞬动隔离电流整定值：额定工作电流的1.3倍；

（8）最大温升：设备以最大额定工作电流运行时，设备内各主要部件温升满

足表3-1要求。