船舶電氣化的案例
觀點｜船舶電氣化的那些設計亮點和技術優勢
坦率地說，如果不能實現航運業的電氣化，我們就無法達成將國際航運業排放降低50%的目標。我們想讓大家明白的是，實現這些目標所需的技術當下已經存在、可用。我們的系統很容易實施落地，相關技術也已經得到了測試和驗證。
問：根據SHIFT船用電池系統在航運業的應用現狀，您認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，我們應當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和全世界帶來的不可思議的好處，電力存儲系統的需求正在不斷增長。在船舶電氣化方面，最大的挑戰就是行業對變革的抵觸。船舶行業已經建立、發展了數百年，每當涉及到采用所謂的新生事物時，業界都會猶豫不決。歸根結底，我們的行業還需要一定的引導，業界需要了解電池動力的能源存儲系統將如何為企業及環境帶來益處。應用電池動力是未來的航運發展方向，我們需要船舶跟上這一趨勢。如果我們想要緩解氣候變化，把握時間至關重要。
問：您如何看待電池動力在大型遠洋船舶上的應用潛力？
答：電池將成為動態電源提供形式，即使在大型遠洋運輸工具上也是如此。
展開 Star-CCM+在船舶行業的解決方案：電氣化船舶的設計過程
這些應用可以幫助船舶設計師提高船舶性能、降低成本和環境影響，同時提供更好的船舶操縱性、安全性和舒適性。
Star-CCM+在船舶行業的解決方案
設計電動船舶：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現更好的設計？
了解造船廠如何利用 Simcenter 解決方案設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教程？
了解如何優化電動船舶設計以實現適當的安全裕度，使用全尺寸仿真測試其在各種海況下的性能，并獲得對整個電動傳動系統全新的洞察力？
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解決方案設計一艘電氣化船舶的過程，通過詳細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。它的設計速度為30節，最低要求是最高速度為40節，使用標準的柴油傳動裝置，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。
視頻中關鍵詞提取
海洋水動力學、裸船體分析、電氣化船舶、船舶阻力、螺旋槳模型、推進器、電池組設計、電動船設計、虛擬海試、船體厚度、電動馬達、電機設計、電池失控、電力驅動系統
這個過程中使用的所有應用程序
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 從ABC技術角度，談船舶智能化發展方向
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后，設計人員將去除不必要的傳感器、增設更新的設備。要么此時岸基通訊技術有了長足進步，要么在近海或者海底的通訊基礎設施已經取得了初步進展，遠程的通訊將成為可能，此時將會嘗試使用衛星通訊和通用型的人工智能系統，更多的數據會被上傳至云端。
第四階段，在第三代智能船舶的基礎上，船載人工智能在大數據的哺育下迅速成長，無需人類介入船舶的控制，因此也無需通過衛星傳輸大量數據，遠洋船舶可以依據各種氣象信息、水溫信息并綜合供應鏈需求和船舶自身能力設計最優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、直流電網和數字化的控制系統；岸船中繼站或水下通信網絡或大帶寬高質量衛星通訊系統；通過低級智能形式積累的大量實際運行數據，如水文、氣象、船舶設備、航運等數據。
將智能技術融入船舶行業
隨著電氣化、數字化和網絡化程度的不斷加深，智能技術的逐漸介入，船舶從不智能逐漸發展到弱智能，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、成體系的建設工程。當前，船舶行業的重點應當是思考如何使用智能技術，借助智能技術的力量。
具體來講，船舶行業首先應當將智能理念納入到未來船舶的設計中，并給予重要的地位，并將設計院所的業務延伸到智能系統和智能設備的設計生產上，讓船舶在設計的源頭上擁有智能的基因。其次，提高船舶電氣化和數字化水平。
展開 船舶起貨機電氣控制系統
船舶起貨機電氣控制系統
船舶起貨機是遠洋船舶甲板機械最典型的設備之一。其結構復雜，難于管理，專業性強，不易掌握。船舶起貨機多采用傳統的繼電器---接觸器控制系統，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控制技術來取代。
1、起貨機工作原理
起貨機控制系統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節，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，當手柄從零位快速扳到提升或下降的高速擋時，應能逐級延時起動，起動時間應小于2s。
⑵ 為了減輕電磁制動器的負擔，縮短制動過程，當手柄從高速擋快速扳到停車時，應有三級制動過程，即：轉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，制動時間應小于1s。
⑶ 下降貨物時，應有電氣制動以保證貨物勻速下降；在起動時應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，當控制從提升高速擋快速扳到下降的高速擋時，應首先實現從高速擋到零的自動制動停車過程，然后再實現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，或者當電磁制動器抱閘時，中速和高速繞組應立即斷電。
⑹ 當風機運行后才能起動起貨機。
展開 
2030 年的船舶行業：船舶數字化勞動力（免費領分析報告）
數字化使船舶行業發生了深遠的轉變。監控技術為船舶運營商提供了有關船舶性能的新見解。虛擬和增強現實技術為培訓和遠程協助提供了高效的平臺。
了解由 IT 驅動的數字化勞動力如何幫助船東和船舶運營商最大程度降低風險、提高技術水平并盡可能縮短停機時間，為 2030 年減排做好準備！
關于“2030 年的船舶行業”思想領導力系列
2030 年的船舶行業將是什么樣子？我們邀請了來自 Schnitger Corporation 的船舶設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。答案由六篇簡報構成，每篇都從不同的角度來介紹航運業的未來發展。本篇簡報聚焦于船舶行業現今所面臨的重大挑戰之一：打造船舶數字化勞動力。
以下為文檔部分截取
▼
點擊鏈接即可領取：http://t8iw4ulf0hpixn8k.mikecrm.com/xt5MuJI
-END-
展開 電動船舶行業深度報告: 船舶電動化發展將迎至蓬勃發展期
表1：國家層面積極推進交通領域綠色低碳化，支持電動船舶發展
表2：部分省市發展綠色船舶的扶持政策
船舶電動化擁抱“百億藍?！?產業革新催生新發展機遇
船舶電動化轉型將帶來動力系統改變，且需增加充換電配套設施。由燃油驅動向電力驅動轉變，一方面帶來船舶核心設備的變化，主要包括電池、電力推進和電控系統；另一方面電力推進要求補能設施的參與，即岸電系統，包括岸基供電、岸電連接和船舶受電系統。
ICEM-船舶結構化網格
以前看過一個關于船舶網格劃分教程，后來有空研究了，改變了之前教程的畫法，這樣的畫法更符合CFD流動規律，可能還有更好的方式來處理船舶。
讀書筆記：船舶設計優化與模塊化設計
原文重點介紹的內容其實是船舶設計中的仿真軟件的技術發展情況，不過我個人更關注本文引言部分對船舶設計方法論的分析，以及其中對模塊化設計思想的介紹。供大家參考。
船舶是復雜且復雜的產品，其設計受本質上相互沖突的參數控制。由于參數量大，要求復雜，其基本性質相互矛盾；有人認為，它們的設計是為了獲得最佳性能，并受到設計和制造的限制（即船東、法定機構等的設計限制，以及船廠設施的制造限制）。
·在有限的船型選擇中，可以設計和制造最佳設計。但存在以下限制：
·設計和制造最佳船舶的專業知識非常有限，目前僅嘗試過幾種船舶類型。
·設計和制造一艘最佳船舶的成本非常高，實際上沒有多少設計機構或造船廠能負擔得起。
盡管優化船舶是可能的，但由于不穩定的全球經濟狀況，影響船舶設計優化的關鍵參數（即石油的價格、海運需求和供應）確實發生了顯著變化。因此，船舶優化設計的定義本身就受到限制，在價格、石油需求和消費模式的參數值發生變化的情況下，一個優化設計可能不是一個最佳（favorable）的設計。
由于優化船舶的設計和制造成本太高，為了降低單位成本，可以采取另一種方法。在給定一組約束的替代方法中（即結合造船廠的受限能力）；
一艘船的設計不是為了“最優”，而是為了“接近最優”。此外，在航空航天工業成功實施模塊化的推動下（即波音的747、767 和787 系列，是波音 747 基本設計的模塊化變體），類似的模塊化方法可以用于船舶設計。
模塊化設計已被視為產品和組織設計的新邏輯，
因為它有助于設計和制造公司應對不斷變化的環境。
非常有前景是，通過以模塊的形式構思產品，設計和制造公司可以獨立地負責獨立模塊的設計和開發
（但合并了不同模塊之間的內部和內部依賴關系），并且新的創新設計可以簡單地成為不同模塊的聯合。
展開 讀書筆記：面向前期設計的船舶數字化設計
推薦本文提出的對于面向前期設計的數字化設計方法。由于文章篇幅較長，我對很多內容進行了裁剪。
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計需要解決的問題，并且從中可以看出，為什么需要通過數字化的手段來試圖解決它。
【1】簡介
環境問題已成為主導設計的驅動力。
為了加快船隊的技術更新，提高航運的可持續性，國際海事組織、歐盟和國家當局實施了越來越嚴格的環境法規。
新技術提供的可能性是如此重要，以至于被認為是關鍵實現技術(KETs)。
然而，大多數這些技術都是如此先進，以至于缺乏適當的證明它們在船上的適用性。
由于船舶設計是一個復雜的過程，需要將多個不同的系統(包括電力系統)集成到一個龐大的實體中，并且必須遵守多個強制性約束。每個系統相對于其他系統而言，既是一個合作伙伴(為了使船舶完全運行)，也是一個競爭對手(主要在船上的重量和體積方面)。此外，最終的設計不僅要滿足給定的要求和約束條件，還要盡可能地最大化最重要的船舶設計驅動因素(如減少重量/體積/排放、提高效率、降低成本、最大化有效載荷)。如果一個新的組件、子系統或系統必須在船上集成，設計的復雜性將呈指數級上升，從而使其對船舶的影響很難預測。
新的船舶設計技術是希望確定一種新的設計方法，能夠從早期設計階段就有效地整合所有船上的新技術。要解決的問題在于對一個極其復雜的系統進行技術集成。解決這一問題的理論基礎已經成為現代船舶設計的基礎。實際上，有一些研究已經確定了一種有效的方法來處理復雜系統的設計，方法是將它們劃分為組成部分，保持整體的綜合
(圖1)根據這種方法，可以對艦船設計進行拆分，使現代多學科設計團隊可以完成拆分。
展開 如何看待戴姆勒的電氣化戰略
隨著歐洲有關交通領域碳排的政策風向加速變化，每個歐洲車企都不得不更新自己的電氣化戰略。雷諾、Stellantis、大眾、沃爾沃、捷豹路虎在不久以前已“被迫”走上更激進的戰略路線。
戴姆勒在電氣化方面的策略一直是相對比較保守，所以直到最近才更新了自己的路線圖。從總體來看：
（1）產品矩陣：電動車技術方面，從原來的“純電第一”發展到“（歐洲）純電唯一”的戰略規劃（From EV first to EV only）：2025年的純電BEV銷量從原計劃占比25%要提升到50%（增加一倍），所有的車型都會有純電版本；2030年在有條件的情況下，要達到只賣純電動車型的目標。
（2）技術和生產準備：計劃投產200GWh和8個電池工廠——在這么大的規模下，戴姆勒也需要定義自己的電芯標準，并準備自己的Giga Factory。目前，三家德國車企都已經有自己面向未來的電芯研發合作單位，這也是對未來下注。這么大的投入得要有回報，砸入巨資后總能推動電芯技術有所進步。
（3）人才和資金：一方面是需要把偏向于發動機等傳統汽車領域的人才資源，逐漸轉型或替換成為電氣化的人才。其中，軟件化方面轉型有3000個軟件工程師的缺口。另一方面，資金也要做好充足的準備，最主要是這么折騰內燃機的市場，那么需要節流以應對盈利的下降。
圖1 2030年的純電計劃
接下來，分幾個大的方面再詳細談一下：
一、五個電動汽車平臺
下圖是2020年10月份的平臺規劃，包括EVA+MMA兩個電動汽車平臺。從時間軸來看，2020年的戰略規劃還放在2021年EVA上的EQS，2023-2024年升級到800V的MMA平臺。
展開 ID.3 和大眾的電氣化平臺
來源 | 汽車ECU開發
平臺化、模塊化戰略基本上是各主機廠的標配，比如大家熟知的大眾MQB、豐田的TNGA，國內吉利的浩瀚SEA、廣汽的GMPA等， 其目的為各車型或各子品牌之間共享盡可能多的組件，提高零部件的復用率，降低成本。
通常主機廠對于平臺架構的宣傳主要是可擴展的整車機械架構，如圖1所示。而對其他組件的復用介紹較少。
圖1 大眾MQB平臺
MEB 平臺是一個可擴展的模塊化架構，專為電動汽車創建，并將支持大眾集團其他品牌的所有電動汽車車型。它也被福特授權使用，這對于幫助大眾收回其巨額開發成本至關重要，并將使其通過規模經濟保持低價。
MEB 平臺為車身和內飾設計提供了靈活性，這對于車輛的風格特征（例如軸距）具有決定性意義。它還提供了一個可擴展的電池系統，具有各種電池布局的可能性。電池組可采用5×2芯或6×2芯結構，其中并非每個電池都必須包含電池模塊。
下面我們來看看ID3的ADAS和電氣系統，如圖2所示。
圖2 ADAS 和電氣化系統
ID3上使用的ADAS具有的功能如圖3所示，主要包括前輔助緊急制動功能、盲點監測系統、自適應巡航系統、車道偏離報警等。該系統所包含的部分硬件可以從圖2中看到。其中大部分與Golf 8使用相同的供應商，并且在大多數情況下使用相同的組件。
展開 
“汽車電氣化是政客的選擇，不是產業的選擇”
記者丨Barosaurus
責編丨羅超
編輯丨朱錦斌
哪怕是初入汽車行業的新丁，都能很輕松背出“汽車新四化”內容——“電動化、智能化……”。也許后面兩項是共享化、網聯化還是輕量化尚有爭議，電氣化/電動化必然穩居首選。
燃油車的擁躉還在繼續堅持己見，于是每當有行業大咖抨擊電氣化，則相關言論會便立馬成為焦點，要么被電動黑奉為圭臬，要么被燃油黑肆意嘲諷。
就像豐田章男擔憂日本禁售燃油車、全面推廣純電動車的言辭，變成部分人眼里“豐田是下一個諾基亞”的依據。至于原話是“反對電動車”還是“反對在某個時間節點之前全盤電動車”，對那些口沫橫飛的人來說，事情的真相自然不如口頭的真爽。
如今，豐田章男的身邊又要站過來一位車企掌門人，唐唯實（Carlos Tavares），斯特蘭蒂斯Stellantis集團的首席執行官，標致雪鐵龍、菲亞特克萊斯勒的大老板。
Stellantis掌門人唐唯實
“電氣化是政客的選擇，不是產業的選擇”，這句遠比豐田章男的話更為憤青，也更有被拿出來炒作的潛力。
嘴上反對，行動急追
如果說，2021年唐唯實在業績上面丟出了一枚大炸彈，將Stellantis集團的股價市值抬升了60%以上，那么2022年開年不久，他又在輿論上丟出了另一枚炸彈。
展開 Stellantis的電氣化戰略，忽略中國市場
在這個世界最大新能源市場的缺失，至少讓Stellantis集團和CEO唐唯實（Carlos Tavares）的電氣化戰略的豪言壯語要打個大折扣。
目標很豐滿，但缺了中國
這次的戰略重點是，為執行“到2030年，集團在歐洲70%以上的銷量及集團在美國40%以上的銷量，均來自低排放車型（LEV）”戰略，Stellantis集團計劃到2025年在電氣化和軟件開發領域投資逾300億歐元，投資方式包括對合資企業進行股權投資以資助其經營活動。
與此同時，在總資本性支出和研發支出相對于營收的比率方面，集團力求繼續實現比行業平均水平領先30%的水準。
對于這項超過300億歐元的投資計劃，Stellantis集團CEO唐唯實（Carlos Tavares）表示：“我們發布的電氣化戰略專注于在正確的技術路徑上進行正確的投資，并在正確的時間點面向市場，確保 Stellantis集團以最為高效、價格合理和可持續的方式，為出行自由賦能?！?集團設定了到2026年客戶持有電動汽車的總成本與持有內燃機汽車的總成本持平的目標。而對于擁有14個品牌的Stellantis集團而言，電氣化并非一項“一刀切”的計劃。
展開 比較豐田和本田的電氣化目標
表1 豐田的電氣化計劃還是圍繞HEV和PHEV來做的
我覺得這個事情，本質還是豐田的多元化造成的，從2020年市場或者是豐田財年的銷量來看，豐田真正面臨壓力的主要在中國和歐洲（中國的雙積分和歐洲的碳排），一共也就是279萬的市場（29.3%）；在日本、北美、東南亞和其他松散的市場大約占672萬，70%以上的規模。在這兩塊市場，豐田本身的HEV化也比較成功，短期內不會出現傷筋動骨的油耗威脅。
圖1 豐田在全球的分市場布置
這個問題，可以從2019-2021年的實際情況出發。2019年豐田的HEV在全球范圍內賣185.8萬，去年2020年為208.7萬，今年規劃要賣267萬，這是豐田降低油耗的基本生命線。但是新能源汽車部分里面的BEV，2019年沒賣，2020年6千，2021年全球范圍內2萬臺。
圖2 豐田2019-2020年的電氣化車型分類
如果把這些車分解下，4臺BEV每臺按照5000來賣，2臺燃料電池車型賣1萬臺，PHEV4各車型賣10萬臺。豐田的工作中心，目前還沒有完全從FCV轉到BEV來，2021年的配置按照燃料電池是BEV的50%來配置的，這是一個非常有意思的想法。按照2025年歐洲15萬臺來估算，豐田在中國可能的計劃也就是在這個比例上下浮動，按照到時候200萬估計，10%的比例也就是20萬臺BEV，全球2025年大概在50萬的規模。
圖3 豐田從2020年到2025年
說來說去，豐田在美國和日本市場這兩個占了一半的根基，其實缺乏往純電快速轉向的動力，在日本賣多了BEV電力還是個問題。日本是唯一在這幾年充電設施不多反少的國家。
展開 報名 | Ansys SCADE在汽車電氣化中的應用參考
最新Ansys 2022 R1版本中嵌入式軟件功能又進一步增強，大幅推進汽車嵌入式軟件開發項目，5月11日，即將推出『Ansys SCADE在汽車電氣化中的應用參考』網絡研討會，介紹基于Ansys SCADE開發新能源汽車BMS和Electric Motro系統軟件的參考框架和示例。
本次會議將進一步探討Ansys 2022 R1中用于汽車領域的最新嵌入式軟件新功能，側重于Ansys SCADE對關鍵汽車系統所帶來的重大改善，歡迎新能源汽車三電系統軟件開發和測試人員預約本場直播，了解更多詳情。
時間
5月11日（星期三），16:00-17:00
講師介紹
周霄 | Ansys 安全關鍵嵌入式軟件專家
具有10多年嵌入式安全關鍵軟件領域從業經歷，曾先后就職于Honeywell，Wind River等跨國企業，承擔嵌入式軟件系統的開發、測試、咨詢和管理工作，熟悉航空航天、軌交、汽車等領域嵌入式軟件的設計、開發和測試流程以及相應的安全標準。2017年初加入Ansys系統事業部，負責SCADE產品在華北區的技術推廣、支持和咨詢工作。
展開 