船舶電氣化
關(guān)注創(chuàng)建者：海工 創(chuàng)建時間：2022-12-08
船舶電氣化的視頻教程
Altair電氣化實用設(shè)計策略和仿真技術(shù)系列網(wǎng)絡(luò)研討會
對于許多傳統(tǒng)車企來說，要實現(xiàn)產(chǎn)品電氣化和可持續(xù)的電動車解決方案，需要徹底改 變既定的設(shè)計實踐，需要獲取原本擁有的專業(yè)以外的領(lǐng)域知識，并在現(xiàn)有的技術(shù)中整 合進新的設(shè)計軟件。這不僅需要大量的時間和投資，而且實現(xiàn)電氣化目標(biāo)的正確步驟 是什么？要從哪里開始？是困擾制造商們的問題。 ?
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船舶電氣化的實例教程
坦率地說，如果不能實現(xiàn)航運業(yè)的電氣化，我們就無法達(dá)成將國際航運業(yè)排放降低50%的目標(biāo)。我們想讓大家明白的是，實現(xiàn)這些目標(biāo)所需的技術(shù)當(dāng)下已經(jīng)存在、可用。我們的系統(tǒng)很容易實施落地，相關(guān)技術(shù)也已經(jīng)得到了測試和驗證。
問：根據(jù)SHIFT船用電池系統(tǒng)在航運業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀，您認(rèn)為電池動力船舶的市場需求和前景如何？對于進一步推動船舶電氣化您有何建議？
答：盡管船舶電氣化蘊藏著無限的可能性，但很重要的一點是，我們要以明確的商業(yè)化角度來探討電氣化，而且作為電氣化和去碳化進程的一部分，我們應(yīng)當(dāng)始終為最終用戶提供價值。隨著越來越多同行看到電氣化從整體上為我們的行業(yè)和全世界帶來的不可思議的好處，電力存儲系統(tǒng)的需求正在不斷增長。在船舶電氣化方面，最大的挑戰(zhàn)就是行業(yè)對變革的抵觸。船舶行業(yè)已經(jīng)建立、發(fā)展了數(shù)百年，每當(dāng)涉及到采用所謂的新生事物時，業(yè)界都會猶豫不決。歸根結(jié)底，我們的行業(yè)還需要一定的引導(dǎo)，業(yè)界需要了解電池動力的能源存儲系統(tǒng)將如何為企業(yè)及環(huán)境帶來益處。應(yīng)用電池動力是未來的航運發(fā)展方向，我們需要船舶跟上這一趨勢。如果我們想要緩解氣候變化，把握時間至關(guān)重要。
問：您如何看待電池動力在大型遠(yuǎn)洋船舶上的應(yīng)用潛力？
答：電池將成為動態(tài)電源提供形式，即使在大型遠(yuǎn)洋運輸工具上也是如此。
展開 這些應(yīng)用可以幫助船舶設(shè)計師提高船舶性能、降低成本和環(huán)境影響，同時提供更好的船舶操縱性、安全性和舒適性。
Star-CCM+在船舶行業(yè)的解決方案
設(shè)計電動船舶：運用仿真軟件
利用集成式計算機輔助工程（CAE）的強大功能來設(shè)計和測試電動船舶
觀看視頻您將了解
如何利用Simcenter 的 CAE 工具套件，助力造船工程師了解電氣化過程，并幫助他們更快地發(fā)現(xiàn)更好的設(shè)計？
了解造船廠如何利用 Simcenter 解決方案設(shè)計高效電動船舶的多種方式？
如何制造船舶電池組和電動螺旋槳電機的詳細(xì)教程？
了解如何優(yōu)化電動船舶設(shè)計以實現(xiàn)適當(dāng)?shù)陌踩６龋褂萌叽绶抡鏈y試其在各種海況下的性能，并獲得對整個電動傳動系統(tǒng)全新的洞察力？
使用CFD模型進行虛擬海試，弄清這艘船將如何在波浪中運行？
案例介紹
了解用Simcenter解決方案設(shè)計一艘電氣化船舶的過程，通過詳細(xì)介紹一個實際的例子來展示這個過程，也就是對這艘平底船進行電氣化。
我們有一艘32英尺的平底船。它的設(shè)計速度為30節(jié)，最低要求是最高速度為40節(jié)，使用標(biāo)準(zhǔn)的柴油傳動裝置，大約重75至7700磅。但我們希望將這艘船電氣化，使其100%依靠電池供電。
視頻中關(guān)鍵詞提取
海洋水動力學(xué)、裸船體分析、電氣化船舶、船舶阻力、螺旋槳模型、推進器、電池組設(shè)計、電動船設(shè)計、虛擬海試、船體厚度、電動馬達(dá)、電機設(shè)計、電池失控、電力驅(qū)動系統(tǒng)
這個過程中使用的所有應(yīng)用程序
我知道很多不同的軟件在這里。我們最初是用Simcenter STAR-CCM+做CFD分析，這是我們的CFD軟件。
展開 第三階段，在大量分析了第二代智能船舶航行過程中的各種參數(shù)后，設(shè)計人員將去除不必要的傳感器、增設(shè)更新的設(shè)備。要么此時岸基通訊技術(shù)有了長足進步，要么在近海或者海底的通訊基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)取得了初步進展，遠(yuǎn)程的通訊將成為可能，此時將會嘗試使用衛(wèi)星通訊和通用型的人工智能系統(tǒng)，更多的數(shù)據(jù)會被上傳至云端。
第四階段，在第三代智能船舶的基礎(chǔ)上，船載人工智能在大數(shù)據(jù)的哺育下迅速成長，無需人類介入船舶的控制，因此也無需通過衛(wèi)星傳輸大量數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)洋船舶可以依據(jù)各種氣象信息、水溫信息并綜合供應(yīng)鏈需求和船舶自身能力設(shè)計最優(yōu)航線和最佳航行方式。
由此來看，智能船舶的誕生需要至少三大先決因素，即混合電力系統(tǒng)、直流電網(wǎng)和數(shù)字化的控制系統(tǒng)；岸船中繼站或水下通信網(wǎng)絡(luò)或大帶寬高質(zhì)量衛(wèi)星通訊系統(tǒng)；通過低級智能形式積累的大量實際運行數(shù)據(jù)，如水文、氣象、船舶設(shè)備、航運等數(shù)據(jù)。
將智能技術(shù)融入船舶行業(yè)
隨著電氣化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化程度的不斷加深，智能技術(shù)的逐漸介入，船舶從不智能逐漸發(fā)展到弱智能，最后成為無人操作、自動運行的無人智能船，這將是一個多系統(tǒng)、成體系的建設(shè)工程。當(dāng)前，船舶行業(yè)的重點應(yīng)當(dāng)是思考如何使用智能技術(shù)，借助智能技術(shù)的力量。
具體來講，船舶行業(yè)首先應(yīng)當(dāng)將智能理念納入到未來船舶的設(shè)計中，并給予重要的地位，并將設(shè)計院所的業(yè)務(wù)延伸到智能系統(tǒng)和智能設(shè)備的設(shè)計生產(chǎn)上，讓船舶在設(shè)計的源頭上擁有智能的基因。其次，提高船舶電氣化和數(shù)字化水平。
展開 船舶起貨機電氣控制系統(tǒng)
船舶起貨機是遠(yuǎn)洋船舶甲板機械最典型的設(shè)備之一。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難于管理，專業(yè)性強，不易掌握。船舶起貨機多采用傳統(tǒng)的繼電器---接觸器控制系統(tǒng)，該控制方式故障率高，可靠性和可維護性差，靈活性和擴展性也很差，所以有必要采用PLC控制技術(shù)來取代。
1、起貨機工作原理
起貨機控制系統(tǒng)一般包括主令控制器、控制保護電路、主電路和保護檢測等環(huán)節(jié)，其原理方框圖如圖5-24所示。
2、起貨機的控制要求
起貨機的控制在保證滿足提升、下降、停車和調(diào)速基本工藝的前提下，工作效率和可靠性要高，且操作靈活。具體要求如下：
⑴ 為加快啟動過程，降低接觸器的斷開電流，當(dāng)手柄從零位快速扳到提升或下降的高速擋時，應(yīng)能逐級延時起動，起動時間應(yīng)小于2s。
⑵ 為了減輕電磁制動器的負(fù)擔(dān)，縮短制動過程，當(dāng)手柄從高速擋快速扳到停車時，應(yīng)有三級制動過程，即：轉(zhuǎn)速高時的單獨電氣制動；速度降低到一定值后的電氣與機械聯(lián)合制動以及速度接近零時的單獨機械制動，直到停車。另外，制動時間應(yīng)小于1s。
⑶ 下降貨物時，應(yīng)有電氣制動以保證貨物勻速下降；在起動時應(yīng)先接通低速繞組電源后才能松開電磁制動器；在換擋過程中，起貨電機應(yīng)總有一個繞組通電，比如在提升貨物時，中速繞組通電低速繞組才能斷電，高速繞組通電，中速繞組才能斷電。
⑷ 為了防止發(fā)生中速繞組和高速繞組的反接制動，避免過大的沖擊電流，當(dāng)控制從提升高速擋快速扳到下降的高速擋時，應(yīng)首先實現(xiàn)從高速擋到零的自動制動停車過程，然后再實現(xiàn)零位到反方向高速擋的自動起動過程。
⑸ 中速繞組通電時電磁制動器不能抱閘，或者當(dāng)電磁制動器抱閘時，中速和高速繞組應(yīng)立即斷電。
⑹ 當(dāng)風(fēng)機運行后才能起動起貨機。
展開 數(shù)字化使船舶行業(yè)發(fā)生了深遠(yuǎn)的轉(zhuǎn)變。監(jiān)控技術(shù)為船舶運營商提供了有關(guān)船舶性能的新見解。虛擬和增強現(xiàn)實技術(shù)為培訓(xùn)和遠(yuǎn)程協(xié)助提供了高效的平臺。
了解由 IT 驅(qū)動的數(shù)字化勞動力如何幫助船東和船舶運營商最大程度降低風(fēng)險、提高技術(shù)水平并盡可能縮短停機時間，為 2030 年減排做好準(zhǔn)備！
關(guān)于“2030 年的船舶行業(yè)”思想領(lǐng)導(dǎo)力系列
2030 年的船舶行業(yè)將是什么樣子？我們邀請了來自 Schnitger Corporation 的船舶設(shè)計師兼首席分析師莫尼卡·施尼特格爾 (Monica Schnitger) 為我們答疑解惑。答案由六篇簡報構(gòu)成，每篇都從不同的角度來介紹航運業(yè)的未來發(fā)展。本篇簡報聚焦于船舶行業(yè)現(xiàn)今所面臨的重大挑戰(zhàn)之一：打造船舶數(shù)字化勞動力。
以下為文檔部分截取
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船舶電氣化的最新內(nèi)容
本文原刊登于Ansys.com：《onsemi Electrifies Product and Process Innovation With Ansys》
作者：Emily Gerken | Ansys市場傳播專員
編輯整理：李旭 | Ansys高級應(yīng)用工程師
“建模和仿真在任何行業(yè)都具有重要意義，而在我的職業(yè)生涯中，我親眼見證了它們?nèi)绾螢榘雽?dǎo)體制造商帶來令人難以置信的價值
在電動航空領(lǐng)域，更高功率密度、更高效率的電機系統(tǒng)是技術(shù)突破的關(guān)鍵。美國創(chuàng)新企業(yè)H3X，正通過其革命性的集成電機技術(shù)，重新定義電動推進系統(tǒng)的極限。而在這條創(chuàng)新之路上，HBK的電機測試解決方案正成為他們不可或缺的技術(shù)伙伴。
挑戰(zhàn)
H3X 正在嘗試改變航空業(yè)的面貌，開發(fā)先進的電動馬達(dá)。以前即使是市場上最好的電機和控制器，其綜合功率密度也只有3-4 kW/kg，但據(jù)估計，以波音 737 為例，其推進系統(tǒng)至少需要能夠連續(xù)提供
航空運輸排放的二氧化碳量約占全球二氧化碳總排放量的3%，但鮮為人知的是，飛機高空巡航時釋放的二氧化碳、微塵、氮氧化物和其他污染物，對氣候的影響要比地面上高五倍。
飛機制造商長期以來一直在努力使飛行更加環(huán)保。技術(shù)不斷改進的噴氣發(fā)動機、改善空氣動力學(xué)的特殊涂層；對創(chuàng)新燃料如SAF（可持續(xù)航空燃料）或低碳航空燃料的投資，大大降低了能源消耗和污染物排放。但這些尚不足以抵消航空旅行的影響，據(jù)國際航空運輸協(xié)會
本次我們來講SOLIDWORKS電氣軟件--SOLIDWORKS Electrical的型號庫問題，當(dāng)企業(yè)推行SOLIDWORKS Electrical軟件時，往往會需要根據(jù)ERP中的電氣元件建立型號庫。但是企業(yè)中的數(shù)據(jù)量太多，那么勢必需要花費大量的時間完成這個工作。因此本次給大家介紹SOLIDWORKS Electrical中的導(dǎo)入數(shù)據(jù)功能，該功能可快速導(dǎo)入型號數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫中
船舶運動數(shù)值模擬自動化智能化防范
【計算軟件】OpenFOAM開源平臺
【仿真平臺】自建高性能計算集群
【算例說明】基于OpenFOAM流體力學(xué)開源軟件提出了船舶運動值模擬自動化和智能化方法，可使計算流程自動完成；通過逐個分析不同參數(shù)的影響，智能化分析多工況數(shù)值模擬結(jié)果和大數(shù)據(jù)平臺，可得到優(yōu)化的計算參數(shù)，從而使數(shù)值模擬的人工處理部分最大限度地減少，同時計算過程達(dá)到最大程度地簡化
在當(dāng)前全球范圍內(nèi)，可持續(xù)發(fā)展的重要性日益突顯，制造企業(yè)對其重視程度越來越高，紛紛投入利用創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)可持續(xù)的產(chǎn)品大軍中。
以航空航天制造、汽車等交通領(lǐng)域為主的制造企業(yè)率先采用電氣化技術(shù)對企業(yè)的能源效率、輕量化等方面實現(xiàn)了極大提升，推動可持續(xù)發(fā)展的實現(xiàn)。Altair深耕打造完善的電氣化技術(shù)，為交通、工業(yè)等領(lǐng)域的制造企業(yè)提供了豐富的電氣化解決方案，幫助它們減少開發(fā)時間和成本，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，
乘減排之風(fēng)
電動船舶迎接發(fā)展機遇
據(jù)凈零追蹤（Net Zero Tracker）報告稱，截至2023年5月，已提出或設(shè)立碳中和目標(biāo)的國家數(shù)量已達(dá)127個，其覆蓋全球GDP的92%、總?cè)丝诘?5%、
案例介紹
了解用Simcenter解決方案設(shè)計一艘電氣化船舶的過程，通過詳細(xì)介紹一個實際的例子來展示這個過程，也就是對這艘平底船進行電氣化。
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推薦本文提出的對于面向前期設(shè)計的數(shù)字化設(shè)計方法。由于文章篇幅較長，我對很多內(nèi)容進行了裁剪。
這篇文章的筆記會分為兩個部分。本篇筆記著重介紹了前期設(shè)計需要解決的問題，并且從中可以看出，為什么需要通過數(shù)字化的手段來試圖解決它。
【1】簡介
環(huán)境問題已成為主導(dǎo)設(shè)計的驅(qū)動力。
為了加快船隊的技術(shù)更新，提高航運的可持續(xù)性，國際海事組織、歐盟和國家當(dāng)局實施了越來越嚴(yán)格的環(huán)境法規(guī)
本文摘自：
R. Sharma, T. Kim, R. L. Storch, H. (J. J. ) Hopman, and S. O. Erikstad, ‘Challenges in computer applications for ship and floating structure design and analysis’, Computer-Aided Design, vol.
