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新技术正在增强船舶的电力推进能力，但电池标准和充电基础设施仍在发展中......

许多码头将不得不升级他们的电力系统，以提供快速充电桩。

电气化在国际海事行业已经成为一个越来越普遍的流行词，特别是在过去的四五年中。最值得注意的是，休闲海洋产业正在见证锂离子电池、电力推进和充电基础设施的发展。我们可以把船上供电和电力推进系统的电气化革命在很大程度上归因于电池技术的发展。尽管自年第一块铅酸电池制造出来以来，电池已经有所改进，但这种电池技术仍然存在不足之处。锂离子电池解决了其中的许多问题;这些电池往往更适合更大的负载和提供更多可用的能量。它们也有更长的寿命和更高的能量密度。绝大多数安装在船上的锂离子电池使用的是锂铁磷酸盐电池(LiFePO4或LFP)。LFP作为正极材料具有非常高的热稳定性，这意味着这些电池比钴基锂离子电池安全得多。

锂离子电池遵守制造商指定的参数，即安全运行范围。

使用高质量的电池很重要。市场上充斥着质量未知的锂离子电池，许多船主可能会选择那些低价产品。如果使用劣质电池，即使是最好的系统也会失效。然而，正确的安装和系统设计对于船舶电气系统的安全和性能是非常重要的。在安装这些电池时，美国游艇和游艇委员会回应了行业的指导要求，首先发布了一份技术信息报告(TE-13)，该报告将在今年被更新的标准E-13取代，名为锂离子电池。虽然E-13标准不包含任何测试要求，但它是指电池或电池制造商需要遵循的行业公认的IEC和UL测试标准。抛开化学因素不谈，讨论锂离子电池时最重要的术语之一是安全运行范围，即电池制造商指定的一组运行参数。这些参数包括高低压限制、充放电电流限制、充放电温度限制等。

MasterShunt是一款集成电池监视器，可与其他支持MasterBus、CZone或NMEA的设备（包括充电器）共享有关银行的信息。

为了确保电池在这些限制内运行，每个电池(或电池组)应该有一个电池管理系统。BMS是一种用于保护锂离子电池免受过充、过放电、高温和低温充放电等危险情况的电子电路。如果BMS检测到存在任何这些情况，它将断开电池与充电源或负载的连接。美国船艇协会（ABYC）和与E-13标准建立的相关技术委员会的主要目标是确保电池系统的安全安装和运行，而不会对开发技术施加限制。因此，尽管大多数船用锂离子电池都是锂-磷酸铁电池，但该文件并未将安装人员限制为一种阴极化学物质。年，德国科学家威廉·佩科特提出了可充电电池在不同放电速率下容量变化的近似定律。随着放电速率的增加，电池的可用容量会减少。与铅酸电池相比，锂离子电池受Peukert定律的影响要小得多。它们可以处理高放电电流，而不会损失太多可用能量。当我们开始考虑电力推进时，这种特性是非常方便的。用于推进的电机是大电流负载，Peukert定律和低能量密度是传统铅酸电池在推进场景中的限制因素。能在大电流下深度放电而不失去容量的能量密集型锂离子电池的开发，打破了过去电动船所经历的障碍。

XShore的Eelex配备kW电机和双锂离子电池，可在5到8小时内充电，或使用增压器不到2小时充电。

正因为如此，电力推进不再局限于带有牵引电机的低速船。今天，我们看到大型游艇和高速船使用电动发动机。一些电力推进系统在非常高的电压下运行，所以正确的安装是必不可少的。年，ABYC开发了标准E-30“电力推进系统”，该系统解决了船舶上交流（大于VAC，但小于VAC）和直流（大于60VDC，但小于VDC）电力系统的设计、建造和安装问题。高压系统具有独特的安全要求。例如，该标准要求禁用推进系统的紧急停机、绝缘故障监测器、电池电压和温度监测、隔离电气系统、同时打开正极和负极的隔离开关等等。大多数主要的造船厂和推进设备制造商都在研究和开发新的电气产品。在一些技术方面，我们可以看到新的发展。充电是一个例子。组合充电系统是一种开放、通用的标准解决方案，用于快速为汽车以及最近的电动船等大型电池组充电。不过现在只有少数欧洲游艇码头有快速充电桩。安装这些快速充电桩需要升级码头的电气系统。大多数船只都可以使用岸电插座，可以使用船上的充电器为电池充电，但速度不如CSS快。最后，一些船东可能决定退出电网，使用太阳能电池板、燃料电池或传统发电机发电。这是一个充满活力的新兴游艇市场，我们将在不久的将来看到新产品。岸电需求这场电力革命不仅限于推进系统和电池。随着客户对更多电力的需求不断增长，船用电气系统变得越来越复杂。大型逆变器正在成为一种常态，不仅在大型游艇上，也在小型游艇上。例如，许多船东希望能够使用空调而无需运行嘈杂的发电机，或者他们的船没有足够的空间来安装。大型锂离子电池组与逆变器和高输出交流发电机相结合，可以快速为电池充电，这是我们在船上和房车上经常看到的解决方案。ABYC标准A-31，电池充电器和逆变器，涉及电池充电器，电源逆变器和逆变器/充电器的设计，施工和安装。该标准包括安装、接地要求和标记等主题，以及海事技术人员需要知道的一切，以确保电气系统的这一部分的安全安装和操作。对坚固的船上电力的更高需求导致更复杂的交流岸电系统。特别是在大型船舶或商业船舶上，我们可能会看到更多的交流岸上电源转换器，通常会在岸上插座和船舶电气系统之间提供电气隔离、频率转换和电压转换。根据特定安装（如相位转换、功率调节和/或同步）的需要，可以包括其他功能。ABYC标准A-32《交流电力转换设备和系统》阐述了电气和电子电力转换、控制设备和系统的设计、施工和安装。不难看出船舶电气系统的复杂程度和新技术的应用。ABYC的作用是通过制定安全标准，为海事行业提供技术信息，以确保所有这些新技术的安全实施。我们很幸运地拥有一群行业专业人士，他们自愿在项目技术委员会和小组委员会工作，帮助制定技术标准，确保我们始终能够应对最近的趋势。原文作者：MaciejRynkiewicz，他是美国船艇协会的标准开发者。

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