船舶電動化的案例
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
圖1 中國船級社（CCS）審圖和執行建造檢驗的全球最大電池容量純電池動力船
“長江三峽1號”
全球發展提速
船舶電動化的拐點或將提前到來
國內外權威機構出臺一系列政策，推動船舶領域節能減排。政策指引下，全球綠色船舶數量提升。據DNV統計，2022年全球綠色船舶保有量突破1000艘，其中電動船舶586艘占比約56%，但各類綠色船舶滲透率均不足1%。海外尤其歐洲的船舶電動化發展較早，歐美國家自2010年開始，積極推動零排放、低噪音的電動船舶替代柴油船舶。挪威是當下全球運營大型電動船舶數量最多的國家。在國家支持、船企持續升級技術的背景下，未來海外依然是船舶電動化的主要戰場。從應用場景來看，海外電動船舶已開始由“消費品”場景向“經濟實用”場景滲透，即從小型豪華郵輪、客船等對系統穩定性和舒適度要求較高的船型向工程船、海岸救援船、貨船等延伸。
圖2 全球最大插電式混合動力豪華客滾船
“Color Hybrid”號
國內電動船舶近年來同樣發展提速，主要應用集中于內河。
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 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
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展開 走進比亞迪汽車丨智能化&網聯化&電動化
近些來，在互聯網思想影響下，在新四化概念的倡導下，在創新智能化趨勢的發展下，技術創新比以往任何時候都更加有力驅動產業的變革，這些新的大趨勢，不但對汽車零部件企業，而且對整車企業都是重大沖擊和變革，也孕育巨大的發展機遇，更需要我們共同研討大趨勢所需要的新技術，抓住新趨勢所呈現的機遇，加快汽車強國的實現。為了順應當前的行業發展趨勢，此次比亞迪和蓋世汽車共同舉辦走進主機廠新技術展示交流會，邀請在汽車零部件配套領域新四化、新技術、新材料相關的優秀供應商參與并進行深度技術交流。期待通過本次活動，能有更多的領先技術應用到新車型上。
船舶設計：如何設計一艘電動船？
事實上，內燃機已然經過百年迭代，但電動車發展迅猛已成事實。電動車的確是未來，但肯定不是全部；燃油車也不等于落后，因為市場對精益求精的熱忱、對追求進步的褒獎和對環境友好的需求是永無止境的。
車是如此，作為同樣重要的另一種交通工具，船也是如此。你想過船也可以實現電動操控么？西門子的工程師們給出了他們的解答。這份白皮書通過影響造船行業的重要趨勢、未來船舶推進系統、電動渡輪設計的五個步驟等方面來進行討論，歡迎下載。
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以下為白皮書的部分精彩內容
運輸行業如何盡可能地減少環境足跡？如何滿足大幅減排的嚴苛要求？這些問題的答案并非一蹴而就。海運行業正在積極評估減排的多種選擇。
挪威船級社預測，在未來的 20 ~ 30 年里，液態天然氣和氨將成為最有前景的兩種燃料。由于里程受限，純電動船舶預計不會占據太大的市場份額，除了小型娛樂船只和渡輪以外。船舶很可能會依賴混合動力解決方案，譬如使用液態天然氣或氨作為與電池和電動推進系統混合使用的主要燃料來源。在混合動力配置中，船舶將以自動化系統為主，根據航行路線和海面情況選擇最恰當的推進系統。
本書展示了小型娛樂船只和沿?；蚪?em>船舶，例如渡輪的合理設計選擇，即電氣化。根據這一觀點，本書以一
個案例詳細呈現了使用Simcenter? 軟件產品組合直接獲得正確設計以實現乘用渡輪電氣化的五個關鍵步
驟
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展開 視頻分享 I 面向電動船舶推進的集成式仿真工具
應對電動船舶推進系統設計的挑戰
電動動力總成和推進系統不僅噪音低，而且能夠減少排放?？洼?、港內船和休閑船都在向全電動解決方案發展。但是，如何設計電動機和電池組并將其集成到船舶設計中成了新的挑戰。例如：
如何確保電池組在整個操作過程中滿足功率要求？
符合電力安全規定的下限電機尺寸是多少？
如何優化電機和電池，以盡可能地降低能源需求和噪音？
我們的解決方案不僅可以幫助您回答這些問題，還能解決更多問題。無論您研究的是動力系統集成、電池組和電機系統，還是高保真組件優化，我們的仿真工具都能為您的電動船舶推進系統創建數字孿生。立即觀看，了解如何預測性能，研究替代設計，更快實現您的電動設計目標。
本次電動船舶設計網絡研討會的目標受眾是哪些人？
對改用電動船舶推進系統中的設計問題感興趣的造船工程師。我們將展示如何使用 CFD 仿真預測船舶阻力，并將結果與 1D 系統仿真相結合，以預測功率要求、所需的電池組和電機架構。
我們還將介紹如何使用具有更高保真度的仿真工具研究和優化電池和電機性能。這對希望深入研究電氣組件性能的工程師和船舶供應商而言很有助益，可以使他們根據船舶要求定制產品并加快設計流程。
電動船舶推進系統仿真案例
將一艘138米首尾同型承重渡輪單程5公里的行駛時間由25分鐘縮短到至15分鐘，速度提升到10節
應對惡劣海況、水況或高地等因素，為評估船速達到10或40節所需的動力建立仿真模型
聯合電磁物理學和熱物理學進行仿真，構建并試驗針對船舶電動機的設計
了解有關船舶仿真解決方案的更多信息
要開發新一代船舶并提升現有船隊的效率，必須采用集成式設計方法。造船工程師和船舶供應商需要在短時間內實現效率改進和技術創新，并確保其設計在各種運行條件下都表現出眾。
展開 智能化絕不是電動化的“附屬”
戴上“智能化”的帽子
礙于篇幅原因，關于傳統車企的電動化反擊，其實還有許多細節沒有展開。本段更想討論的話題，則是如文章開篇所提及的一樣：智能化絕不是電動化的“附屬”，而是扣在當下所有汽車產品頭上的一頂“帽子”。
展開闡述之前，想要分享一個故事。不久前，當乘聯會正式發布9月新能源銷量與滲透率，和預料中的一樣，再次創下歷史新高。
對此，何小鵬在看到后，位于其個人微博寫道：“新能源的榜單和滲透率價值還只是過渡階段，很快會過渡到智能汽車榜單和滲透率，有點類似當年的Symbian時代后期，我估計時間大概是兩年后?！毖酝庵?，接下來多年間，整個汽車行業關于“智能化”的討論，才是發展的重中之重。
而將視線重新聚焦于本屆世博會，必須承認的是，即便純電動已然成為堅定不移的大方向，但是位于例如豐田、本田、日產展臺，依舊能夠看到諸多混動車型的身影。加之奔馳、寶馬、沃爾沃、捷尼賽思展臺，多款傳統燃油車型的存在。由此足以證明，在徹底的變革降臨之前，仍有很長一段油電共存的時期。
但不知為何，當下伴隨“智能電動車”概念的興起，有了類似特斯拉Model 3這樣跨時代產品的出現，以及新勢力造車的奮起直追，消費者越來越篤定的認為，智能化就是依附在電動車身上最亮眼的標簽。
而傳統燃油車型、混動車型，在相關領域發展與迭代的相對緩慢與滯后，進一步加劇了這樣的“誤解”。殊不知，本屆進博會上，長安福特最新推出的跨界SUV EVOS同樣來到了現場。初見過后，無疑令人感到興奮。
展開 森薩塔科技：大力推進電動化進程 強化在華本土化布局
電機轉子位置傳感器；圖片來源：森薩塔科技
對于電動汽車電機，森薩塔科技的電機轉子位置傳感器具有低延遲、不受低頻干擾等優勢，可以提供最高級別的功能安全要求，且安裝尺寸更小，性價比更高，與傳統旋轉變壓器相比，可節省10%-30%的成本。據了解，森薩塔科技是國內最早被定點的該產品供應商。此外，森薩塔科技的最新技術還將溫度傳感器集成至電機位置傳感器，能夠有效地提升電機控制效率。
森薩塔科技還展出了電池包壓力傳感器?；诔墒斓漠a品設計和工藝，該產品提供可靠、低功耗、高壽命的電池包熱失控智能監測方案。就在去年，隨著智能電池包壓力傳感器實現批量生產，森薩塔科技成為國內最大的該類型產品的供應商。
空調壓力溫度集成傳感器；圖片來源：森薩塔科技
森薩塔科技還有部分產品是從傳統汽車延伸至電動汽車應用的，并根據新能源汽車的特性進行了創新，比如空調壓力溫度集成傳感器。與傳統汽車相比，新能源汽車在滿足乘客對艙內溫度需求的同時，不僅要保證電池包處于最佳溫度，還要盡可能減少能耗以增加續航里程。對此，森薩塔科技推出了集成化的壓力溫度傳感器，可保障電動汽車和混動汽車熱管理系統的高效運行，為制冷/熱泵循環提供準確的壓力和溫度信號。此外，該產品集成化的設計有利于整車的輕量化，進而延長電動汽車的續航里程。
除了自研產品之外，森薩塔科技也在采取收購兼并的方式，不斷擴大電動化領域的產品組合、強化市場競爭力。今年2月，森薩塔科技正式收購電池管理系統技術供應商Lithium Balance，成功地補充了其電池管理產品路線圖。常旌先生透露，森薩塔科技未來還會圍繞新四化進行收購兼并，而電動化領域是核心。
展開 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。
歐陽明高：商用車的電動化智能化前景
所謂新能源體系我把它稱為
三大革命，
第一大革命就是動力電動化，或者說交通電動化，從汽車的電動化到交通的全面電動化。目前電動船、電動飛機、電動火車都開始了，我們所說的電動化包括了混合電動化，就是油電混合；以鋰電池為核心的純電動；和以氫能燃料電池為核心的燃料電池電動，這三種現在全方位的普及就是交通全面電動化。
受國際化著名多媒體出版集團愛思唯爾邀請，我作為主編剛剛創辦了一本國際科技期刊《eTransportation—交通電動化》，是英文雜志，這說明全世界對中國的交通電動化還是給予充分肯定的。
第二個就是剛才說的鋰電池與光伏電池是一個很好的組合，可以推動新能源革命，也就是
能源的低碳化。對于現在的電動車，大家會問電從哪里來？現在還是以煤電為主的電，但是以后可能就不是煤發的電了，大家知道現在電力交易已經開始，可以買綠電，比如就在南京，指定買風電、光伏電是可以的，不過風電、光伏的問題是波動太大，那么波動太大靠什么來平抑？沒有別的辦法，那就是要靠儲能，靠規模化的儲能。
現在其實中國新能源的潛力是非常大的，大家知道我們有石油安全問題，石油70%都是進口的，天然氣50%都進口的，這都是我們會被卡脖子的地方。其實煤問題也很大，大范圍的污染，很多問題來源于燒煤太多，這些都是抑制中國發展、中國崛起的重要瓶頸。怎么辦？
中國的新能源其實現在開發了十分之一不到，中國的新能源完全可以滿足我們全部的能源需求。其實我們在沙漠里選一塊地方就夠了，這是中國相比歐洲、相比日本、韓國獨有的優勢，在這些新能源方面跟我們能比的只有美國。所以這么好的資源條件，我們技術也完全具備條件，大家知道我們江蘇這一帶的近海，像鹽城是風電的中心。在上?，F在也有很優秀的企業，像遠景已經做得非常好了，出口也非常多。
但是從技術角度還有一個問題就是供電和用電的雙重波動。
展開 電動汽車動力系統集成化、模塊化下的芯片演化
在這個過程中，我們看到了合資企業高速發展、自主品牌崛起還有新興企業在電動汽車的成長。目前在汽車行業大變革時期對電氣化、智能化、網聯化、共享化多重賽道提出了截然不同的設計和開發需求，這使得在競爭最激烈的中國市場，整車企業已經開始打破原先“五年一換代、三年一改款”的開發步調，目前車企都是在燃油車銷售的基礎，實施大規模的投入進入電動化轉型，在軟件側面進行轉型。如下圖所示，我們能看到一個非常重要的特點，就是動力總成和熱管理系統，包括驅動系統、電池系統、充電和功率電子和熱管理系統在某種程度上開始進一步融合發展，進入高集成化階段。這些灰色的部分，都將作為未來智能電動汽車的基礎部件，在講究規模化、集成化的道路上進行發展。
圖1 電動汽車的發展的基礎和拓展
第一部分 動力總成方向上的組合？
我們在前幾年經歷的整合，主要包括電氣化的動力架構主要包括車載充電器（OBC）、高電壓DC/DC（HV DCDC）、逆變器（ACDC）和配電單元（PDU）等動力系統終端器件。由于這些部件比較多，在平臺開發的考慮中，可以在機械、控制或動力系統級別應用整合。目前已經很清楚的做法，一種是模塊化集成：
3+3+3：驅動系統（電機、逆變器、減速器三合一驅動）+電池系統（電池+OBC+DCDC集成），熱管理集成（PTC、壓縮機和管路、閥），這個我們已經比較熟悉了，這已經成為了一個常規的做法。
往上面更多的集成，如下圖通用汽車在Ultium平臺“8合1”的高集成電驅單元，這里包括了電機、逆變器和減速器，整車控制器、集成PDU、OBC和兩個DCDC 。
展開 
寶馬，全速啟動電動化、數字化和可持續之路
寶馬集團此次車展毫不怠慢，攜電動化最新戰略成果全員出席，齊聚在花都這片無聲的戰場之中。創新BMW iX、創新BMW i4和新BMW iX3領銜的電動化產品矩陣承載著傳統時代信仰之光的同時，更將寶馬在電動化、數字化和可持續發展的積累和規劃做了一一展現，這也表明寶馬在電動車領域的進擊發展到了全新階段。
寶馬，全力提速電動化
今年是BMW i品牌誕生十周年，Project i帶來的電動化技術紅利與技術認可正在寶馬新時代的產品上得到集中釋放，設計、材料、動力系統以及數字交互等多個維度都在不斷孵化與積累推出變革的新生力量。當創新BMW iX與創新BMW i4在廣州車展上齊亮相，也似乎預示著，全線加速擴張的寶馬電動化、數字化和可持續之路將不再低調。
時代洪潮裹挾的氣勢，讓每一個身處其中的人都想要抓住時代的潮流，緊握重寫游戲規則的畫筆。如何應對全球汽車產業電動化的趨勢，成為參與者們必須回答的問題，作為豪華電動出行服務的先行者和領導者，寶馬集團早已為此謀篇布局。
到2023年，寶馬將在全球推出13款純電動車型，純電動車型將覆蓋幾乎目前BMW品牌進入的每個細分市場。到2025年，寶馬將進入電動化發展全新階段，并推出 “新世代”車型系列；到2030年，純電動車型有望占據寶馬集團全球銷量的一半；到2030年初，MINI全系車型將實現純電動化。
“對于寶馬來說，iX和i4代表著電動汽車的新時代?！?/span>
展開 電動化與輕量化 - 汽車底盤技術的挑戰
底盤技術未來所面臨的挑戰是電動化與輕量化。
排放、輔助駕駛和自動駕駛的準備是汽車工業目前所面臨的主題。但是底盤技術依然是汽車生產商開發的重點，尤其是制動和操控相關的技術。汽車工程師一直在持續努力，將最新的輕量化技術應用于底盤開發中。
采埃夫集團乘用車底盤技術主管克萊因認為，對于底盤來說，輕量化是一個真正的機會。采用新材料來替代傳統的鋼材，從而實現材料的替代。新材料包括了熱塑性塑料、熱固性聚合物、長纖維增強塑料、玻璃纖維增強塑料、碳纖維增強塑料等等，另外，還有鋁與各種高強鋼，以及基于這些材料的混合構造、三明治構造等等。
對于復雜性更好的理解
德國最新出版的《底盤技術手冊》中寫道：“通過底盤件的進一步開發，汽車生產企業與供應商對于底盤件之間復雜的相互作用有了更好更深的理解。在過去的二十年里，汽車底盤的質量和性能都得到了極大的提升。功能日益強大的開發工具、材料和制造方法都為此做出了貢獻，使得汽車底盤技術開發達到了一個機械智能化的高水準。”
汽車底盤技術所面臨的一個挑戰是要借助于功能強勁的計算機和程序所支撐的虛擬開發過程，以便于在開發過程中，充分利用對于底盤系統及其內在關系的全面理解和知識。此外，還需要加強和人體學、信息學等多方面知識領域的深入合作，以進一步改善客戶體驗。
德國最新出版的《底盤技術手冊》中，針對電動出行對于底盤技術的影響也進行了充分的討論。
“電動出行將會對整個傳動系統產生革命性的影響，尤其是電動車。電動車無須變速，或者只需要一級最多二級變速。發動機和傳動系統可以緊湊的構造放置于車的后部，這樣一來，傳動系統得到明顯簡化，空間得到更好地利用?！?德國最新出版的《底盤技術手冊》對底盤技術未來的發展預測簡要總結如下：
1.
展開 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 新能源汽車扁線：盡享汽車電動化、電機扁線化雙重紅利 ￥5000
應用障礙二：非標準化；不同車企的設計方案不一樣，而定子是電機設計的核心，定子尺寸定型后，導線的線型、尺寸任意一點發生改變，都需要定制昂貴的工裝模具，兼容性低，系列化難度高。
同一車企或電機企業的設計系列化趨勢初現，以上汽E2架構為例，在設計之初就考慮了共線生產，三款不同功率的電機（150kw，180kw，250kw）適用于該架構上的所有車型，最大程度上實現模塊化。第三方電機的壯大也會改善系列化難度，扁線電機的技術門檻和初始投資門檻遠高于傳統圓線電機，技術基礎較弱的車企只能廣泛依賴于第三方電機廠商，第三方電機廠商的電機型號有限，也會成為市場上的主流產品。
應用障礙三：扁線電機生產線投資額是圓線的2-5倍。扁線電機對產品的一致性要求高，技術難度大，需要投入精度較高的自動化伺服設備、焊接設備、Hair-Pin線成形設備和工裝模具等。
汽車電動化和電機扁線化的趨勢已經確定，扁線電機逐漸成為資本寵兒。方正電機的年產100萬臺新能源汽車驅動電機項目，總投資5億元人民幣，項目達產后可新增銷售收入25億。
應用障礙4：對扁線要求高，扁線成本高、技術難度大。扁線的加工難度增大。1）從圓形切換到矩形形狀，導致銅線生產加工工藝更加復雜。
展開 