浙江省科技獎勵-新能源純電動推進系統(tǒng)在千噸級以下內河船舶的技術應用資料

1、推薦項目名稱新能源純電動推進系統(tǒng)在千噸級以下內河船舶的技術推薦單位 浙江省交通運輸廳項目簡介：本項目擬在內河大噸位（千噸級以下）船舶上，研發(fā)使用綠色環(huán)保的新能源純電動（超 級電容+動力鋰電池）推進系統(tǒng)。系統(tǒng)采用超級電容+動力鋰電池的儲能技術，充分發(fā)揮和利用超級電容的功率特征，將驅動螺旋槳電機完成電氣化設計，通過船載網(wǎng)絡總線控制系統(tǒng)進 行自適應的優(yōu)化配比，以變頻驅動過程取代原有的燃油驅動的外部特征，實現(xiàn)大噸位船舶所 需的長航程、大動力的純電動推進系統(tǒng)。項目研究內容包括：（1）新能源純電動（雙電）推進系統(tǒng)技術研究通過系統(tǒng)的優(yōu)化配置，確定推進系統(tǒng)結構與推進型式，并完成動力鋰電池與超級電容的 優(yōu)化組合

2、和配比，以及變頻驅動裝置的選型，在推進系統(tǒng)的配置過程中充分考慮實際的應用 環(huán)境與狀態(tài)。（2）新能源純電動船舶改裝設計技術論證新能源純電動船舶的改裝設計，需充分考慮儲能裝置的分布、傳動型式、空間利用、船 舶穩(wěn)性、船舶操控、船電系統(tǒng)、安全保護、管理維護，按相關標準，完成一艘超級電容加鋰 電池的雙電動力系統(tǒng)船舶的圖紙設計。（3）新能源純電動推進系統(tǒng)的安全性和適用性采用網(wǎng)絡技術的特征，采用多重冗余的控制策略，將智能系統(tǒng)的安全性和操控適應性做 到具有完備的特征，經(jīng)得起各種應用環(huán)境的考驗；并從船舶的技術參數(shù)方面論證其安全性和 適用性。（4）新能源純電動船舶的效益分析從直接效益和間接效益兩個方面進行比較，新

3、能源純電動船的經(jīng)濟效益、社會效益，從 排放的角度探討對環(huán)境的影響；從推廣應用的角度探究政策需求和營運模式。本項目共申請四項專利，其中實用新型專利專利申請?zhí)朲L 2016 2 1308877.8 已經(jīng)取得專利證書，另實用新型專利專利申請?zhí)?017101738331已經(jīng)獲得授予通知，證書尚未送達，發(fā)明專利專利申請?zhí)?2017202829761、2016110915133仍在專利申請流程中。 通過對船舶造價、 營運我本、利潤、投資回收期等經(jīng)濟指標的核算，以 500噸內河貨船為例，項目投資回收期 為7.49年，具有較好的經(jīng)濟效益，且500噸內河貨船改裝前船舶使用燃油為動力，計算可得年費用為91.85萬

4、元，改裝后船舶采用電力推進，年用電費用為61.57萬元，單船每年節(jié)約了 30.28萬元費用支出，即節(jié)省了原費用的33%在能耗方面，在經(jīng)濟運行模式下，改裝完畢后的電動貨船所消耗的能源僅為原柴油船的49.6%,即節(jié)省了 50.4 %的能耗，在節(jié)能減排方面有很大的優(yōu)勢。第三方評價：以浙江省船舶檢驗局高工林勇為組長的鑒定委員會認為：2017年1月18日，浙江省交通運輸廳在湖州主持召開了新能源純電動（超級電容+H電池）推進系統(tǒng)在千噸級以下內河運輸船舶應用技術研究項目（計劃編號：2015Y04）鑒定會。鑒定委員會聽取了項目研究總報告、分項研究報告、查新報告和審計報告，審閱了第三 方測試報告等有關資料，勘察

5、了新能源純電動（超級電容+鋰電池）推進系統(tǒng)實船應用成果，經(jīng)討論，形成鑒定意見如下：一、提供鑒定的資料齊全、規(guī)范，符合鑒定要求；二、項目采用超級電容 +動力鋰電池的儲能技術和“互聯(lián)網(wǎng)+動力”實時監(jiān)控技術，研發(fā)了完整的新能源純電動（超級電容 +鋰電池）船舶推進系統(tǒng)與控制系統(tǒng)，提出了新能源純電動 船舶推廣的政策和營運模式建議。研究成果在16.2米海巡艇、500噸級貨船、54客位客船上進行了使用，經(jīng)第三方機構測試表明，該系統(tǒng)與常規(guī)柴油動力船相比，具有明顯的減排又是 和一定的節(jié)能效果。三、創(chuàng)新點（一）、超級電容+鋰電池在船舶電力推進系統(tǒng)中的配比計算方法。（二）、電池管理系統(tǒng)（BMS的控制策略研究。鑒定委

6、員會認為，項目研究基本完成了合同規(guī)定的研究任務，成果具有推廣價值，研究 成果達到國內領先水平。查新結論：經(jīng)比較分析，委托單位設計研發(fā)的“大噸位純電動驅動內河貨運船舶”，采用超級電容+鋰電池推進系統(tǒng)，動力鋰電池和超級電容的容量可以依照船舶的允許空間和運行條件做任意 的組合增減，在所檢國內外相關文獻中未見具體述及。排序主要完成單位及對本項目的支撐作用情況1湖州市港航管理局：1、負責課題的立題論證和立項申報，確定總體研究方案，落實船舶改造工程，組織 中間過程討論，協(xié)調解決課題實施中的困難。2、組織課題調研，提出研究需求，制定關鍵技術路線，編制研究大綱。3、組織項目報告編制，組織參與成果應用。4、負責

7、科技成果、知識產(chǎn)權申報工作。2上海瑞華（集團）有限公司 ：1、負責項目實施，前期調研、實驗材料準備、數(shù)據(jù)實測。2、結合調研結論，開展分析和理論研究，完成電池配比設計。3、負責電動船舶改造工作及航行試驗。4、負責項目技術研究報告編制，參與成果應用。3武漢理工大學：1、參與項目實施，參與前期調研，制定項目研究方案。2、開展項目研究，參與改造船舶船體設計。3、負責改造船舶圖紙設計工作。4、負責項目效益分析報告撰寫，參與項目成果應用。排序主要完成人及技術貢獻姓名行政 職務職稱現(xiàn)從事 專業(yè)工作單位完成單位創(chuàng)造性 貝瞅1趙列克局長政工師黨政管 理湖州市港 航管理局湖州市港 航管理局項目負責人、總體策劃、

8、指導、協(xié)調；獲得專利1項2朱維平科長高級 經(jīng)濟師科技信 息化、湖州市港 航管理局湖州市港 航管理局項目副負責人、組織實 施項目管理、項目可行裝備管 理性研究，技術應用和經(jīng) 濟效益分析；獲得專利2項3任長興處長高級 工程師海事管 理浙江省港 航管理局湖州市港 航管理局負責項目航行技術及安 全管理4史旭初副局 長高級 會計師黨政管 理湖州市港 航管理局湖州市港 航管理局負責項目方案管理、經(jīng)濟性分析；獲專利1項5王海華副科 長高級 工程師科技信 息化湖州市港 航管理局湖州市港 航管理局組織實施、技術研究和分析應用；獲專利 2項6胡貴成科長高級 工程師船舶檢 驗湖州市港 航管理局湖州市港 航管理局負責

9、船體設計審查、船舶檢驗管理；費專利 2項7吳硯科員高級 工程師船舶檢 驗湖州市港 航管理局湖州市港 航管理局組織船體圖紙設計審 查、成果應用；獲專利1項8陸政德副總 裁高級 工程師電氣自 動化上海瑞華 （集團）有 限公司上海瑞華 （集團） 有限公司負責項目電氣部分研發(fā) 設計，負責項目技術研 究報告撰寫；獲專利 2 項9王海燕博士 生導 師教授交通運 輸規(guī)劃 與管理武漢理工武漢理工負責項目技術論證與項 目效益分析，負責改造 船舶圖紙設計工作完成人合作關系說明:完成人合作關系說明（葭/卷庭電對*注1蚯g J電盛事.-內刈乳理芯用枝木睛比明干 勖”華度章工首交第逆*廳*一枇料拽計利，*目計知握號為2

10、0L5V04. 主球克底單位匐括湖州巾港瓶管理收.二德理華（9河網(wǎng)施可、衣忒 理工大學&家世-旃州市常航建局主要先應人有趙利克一蛙博平r王 哥華.胡金雙，港埠購-AH.上需噌第4集?。┱薰玖⒐癯扇耸?住就長，五取用二八十rf磯二百千漏其”耳目：20U育百丑桔.一到201? 年 1月毛豆4百噸甄富定.不 走式季仁更完用人田配史常直樸.月.#春,荻仔仔傳寺月.史可再遇 支持.夬同程項目理青研究.實也試、趣也就盤.航行過弱等工葬. 用譚f秋期就具。郵州審注依裁用H配煮息停林調卓工作君事，果體京,項日立總 申等4L瑞定盾光方武.里鴕項目注范.轉料祈疣策去.弄充成整定工祚. 翡就稔言欣星生上.一苗

11、靖4：集度二限山司。代生：具俚冕:，霞巖西力、關城雪界41.京福賓等工件.鼻片*野納*蘆晨分將鐘理業(yè)班詈，寬*電 斗筑:說行.三對承/收旬工作辿院”土里，丸於耍碧枇丁產(chǎn)甯箱5陰笊. 里與成果應用.廢雙理工大學生量泰與頊自宴JL首索道挈.愀定項目嘀亶方蜜.# 展口口柱北青總以可口做總分析.氏責改步罰胎IE逵德甘工作,完成理目 就拄力析根SU-,并彝與武士姑母鉆*甘甚如心錄立期* 相簫,，仆經(jīng)濟效益和社會效益：1）直接經(jīng)濟效益：通過對船舶造價、營運我本、利潤、投資回收期等經(jīng)濟指標的核算，以 500 噸內河貨船為例，項目投資回收期為7.49年，具有較好的經(jīng)濟效益。500噸內河貨船改裝前船舶使用燃油為

12、動力，計算可得年費用為91.85萬元，改裝后船舶采用電力推進，年用電費用為61.57萬元，單船每年節(jié)約了 30.28萬元費用支出，即節(jié)省了原費用的 33%2）社會效益：帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展，帶領船舶行業(yè)進入新的電力驅動時代，同時挖掘出更多電動船 車電池的剩余價值；促進技術進步，降低船舶的故障率，提高設備運行穩(wěn)定性，并提高作業(yè) 效率，排除了柴油機故障所帶來的麻煩；改善能源消費結構，利用電網(wǎng)對電動船舶進行充電， 增加了電力在交通能源領域中的應用，減少了對石油資源的依賴，優(yōu)化了交通能源構成；減 少環(huán)境污染，應用電力推進船舶最大的優(yōu)點就在于零排放，無污染，相比燃油船舶，不會排 放有害氣體，而這些氣體溶解于水中

13、，會造成水體污染，帶來不可估算的損失，采用電力船 舶則減輕了這方面的擔憂，能減少水體污染，真正做到綠色行船，符合未來的船舶營運方向， 追求綠色環(huán)境友好；改善工作環(huán)境，采用電力推進船舶有效的改善了船員們的工作環(huán)境，相 比燃料船舶，電力船舶的船艙更加干凈整潔，工作環(huán)境良好，在一定程度上，優(yōu)化了工作氛 I推廣應用情況：應用單位信息：湖州市港航管理局直屬分局、上海瑞華（集團）有限公司應用工程信息：浙港航巡 0302、浙湖州貨1625船舶改建、瑞華一號54客位純電動客船新建 時間：2015年-2017年地點：湖州經(jīng)濟社會效益分析：浙港航巡0302于2015開始試用，20152017年分別行駛150KM

14、330KM470KM相比傳統(tǒng)柴油動力巡航艇節(jié)約能耗費用約4.3元/公里；浙湖州貨1625于2016開始試用，2016 2017年分別行駛161KM 515KM以2017年為例，計算可得年能耗費用為91.85萬元，改裝后船舶采用電力推進，年用電費用為 61.57萬元，單船每年節(jié)約了 30.28萬元費用支出，即 節(jié)省了原費用的33%于2016開始試用，20162017年分別行駛161KM 515KM以2017年為例, 如正式投入營運，計算可得年能耗費用為91.85萬元，改裝后船舶采用電力推進，年用電費用為61.57萬元，單船每年節(jié)約了 30.28萬元費用支出，即節(jié)省了原費用的33%綜合評價：由于兩

15、條船舶都未開始正式運營，各項經(jīng)濟指標沒有實際數(shù)據(jù)，但是可預見的是 采用純電動系統(tǒng)驅動后，其外部的動力特性指標優(yōu)于燃油系統(tǒng)，與原燃油系統(tǒng)相比瞬間功率 和速度提升20%在經(jīng)濟航速下預計運行電耗折算成本為燃油的33%并且純電動推進系統(tǒng)真正做到無排放無污染，利于航行環(huán)境改善。主要論文專著及作者：1、內河500噸位新能源純電動船舶經(jīng)濟效益評價/交通企業(yè)管理2018年第3期 作者：朱維平。知識產(chǎn)權證明目錄：1、知識產(chǎn)權類別：實用新型專利知識產(chǎn)權名稱：一種超級電容和動力鋰電池海巡艇的速度控制器 授權號：ZL201621308877.8 授權日期：2017-08-08 發(fā)明人：陸政德；王海華; 朱維平；吳硯；趙列克；史旭初；胡貴成2、知識產(chǎn)權類別：實用新型專利知識產(chǎn)權名稱： 一種用于純電動海巡艇的超級電容控制裝置 授權號：ZL201720282976.1 授權日期：2018-01-19 發(fā)明人：朱維平；胡貴成