電動船
關注創建者：wuzhang8403 創建時間：2018-12-06
電動船的實例教程
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海或近海船舶，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
。
展開 來源 |
HMI設計
Centrostiledesign公司公布了其最新的概念——“未來電動”（Future-E）飛船，象征著一艘由航海、航空和汽車工業聯合創造的能在海上飛行的船只。四個可伸縮的水翼板結合電動發動機，在提供最大舒適度的同時使用最小的功率。
Futur-e是一艘生態可持續的電動船，它是一種創新概念，旨在利用最先進的汽車設計技術和趨勢，實現水上可持續移動。它的四個可伸縮機翼使其與電動機相結合，能夠以最少的能量以最大的舒適度航行。
憑借前衛的設計，Future-E 設計看起來像水上汽車的樣子，船體具有超級跑車的外觀。通過限制其主體形狀的體積，水翼板完美地集成到 Futur-E 型材中。水翼板的形狀還可以作為將 Future-E 放置在超級游艇甲板或任何陸地表面上的支架。
內部空間可容納三名乘客和一名船長，并配有環繞式玻璃擋風玻璃。
儀表板是環繞式顯示的組合，包含所有導航和引擎數據，符合人體工程學，所有的導航和引擎數據都在駕駛員的可視范圍內。
展開 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。所有的系統建模和電動傳動系統是用Simcenter Amesim建模的。結構模型是用Simcenter 3D建模的。我們使用的CAD系統是Simcenter NX，然后從電動機設計開始，我們使用西門子Motorsolve。然后，為了進行優化，我們使用了HEEDS MDO，這也是西門子的產品。
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視頻提問環節
提問：你們是如何將CAE整合到CAD中的？
你需要的最初步驟是有一個CAD模型，至少有船舶的初始結構，然后你可以與任何供應商合作，以獲得你的傳動系統或推進器或什么的所需的規格，將它們整合在一起。
展開 我國鈉電池首次應用于汽車是在2018年6月，由中科海鈉科技公司推出的一輛鈉電池低速電動汽車，在中科院物理研究所園區內進行了示范演示。
這次頗具示范意義的演示，開啟了我國鈉電池產業步伐。隨后，中科海鈉公司在江蘇溧陽建立產業化基地，月產電芯達到30萬只，用于大型儲能設備和電動自行車等低速交通工具。
據介紹，寧德時代此次將推出的鈉電池，也將用于風力電站、太陽能電站、家庭儲能等儲能設備，以及電動自行車、物流車、電動船等小動力交通工具。
這是基于目前鈉電池的能量密度做出的合理應用。該負責人認為，與鋰電池相比，鈉電池技術水平要晚15年左右，目前鈉電池最大的不足在于能量密度相對鋰電池而言處于較低水平。
目前，鈉電池的能量密度普遍80-100瓦時/公斤，最高達到120瓦時/公斤。而鋰電池的能量密度可以達到300瓦時/公斤以上。因此，在能量密度這一技術指標上，鈉電池相比鋰電池還有很長一段追趕距離。也正因為如此，鈉電池目前不具備應用到高速電動車的條件。
據預測，鈉電池在電池龍頭企業中，將開啟一定規模的量產，但距離真正的大規模應用，尚且需要5年左右時間。主要原因還是在于鈉電池的能量密度提升方面，我國仍存在原創技術不多及核心技術難點仍未攻克的問題。
鋰不夠，鈉來湊？
毫無疑問，鋰電池已經遍布人們生活。從手機、筆記本電腦、電動剃須刀、掃地機器人等產品，到以電動汽車為主的新能源汽車，鋰電池的應用變得似乎不可或缺。
如今，鋰電池在全球“碳達峰、碳中和”目標下的新能源汽車產業中，更是達到前所未有的產業量級，未來還將繼續提升。
終端市場的井噴，加速了鋰電池對鋰離子原材料的需求，也加劇了原材料價格上漲，碳酸鋰價格自去年低位上漲，漲幅已經超過80%以上。
展開 碳化硅材料的特殊之處在于，如果要轉換接近1000伏特以上的高電壓，就只有碳化硅能做到這樣的要求；換句話說，如果要用在高鐵上，用在轉換風力發電，或是推動大型的電動船、電動車，用碳化矽都能做得更有效率。
過去電動車都使用硅制成的IGBT電源轉換芯片，但特斯拉Model 3首次采用意法半導體制造的碳化硅元件，為電動車轉換電能。根據英飛凌提供的數據，同樣一輛電動車，換上碳化矽晶片后，續航力能提高4%，由于電動車每1分電源都極為昂貴，各家車廠都積極布局碳化矽技術。英飛凌預期，到2025年，碳化硅芯片將占汽車電子功率元件兩成。
2018年，日本羅姆半導體宣布，在2024年之前將增加碳化硅產能16倍。法國雷諾汽車也宣布，和意法半導體結盟，所需的碳化硅芯片由意法半導體獨家供應。2019年，德國福斯集團跟美國Cree合作，由Cree獨家和福斯合作發展碳化硅技術，同年Cree也宣布投資10億美元，興建巨型碳化硅工廠。所有人都已經看到，過去汽車是否省油，是由引擎決定，未來電動車要如何省電，則是由第3代半導體技術決定。
臺積電在這個領域，早已發展多年，其他中國臺灣公司是向歐洲技轉，但臺積電則是自己花錢，由最基礎堆疊不同材料的磊晶技術開始研究。外界觀察，臺積電仍是以硅基板的化合物半導體為主，這種技術在通訊上應用有限，但在電動車等應用上相當有競爭力。根據臺積電年報，臺積電在硅基板氮化鎵上，2020年已開發出150伏特和650伏特兩種平臺。臺積電將因此搭上電動車第3代半導體的成長大潮。
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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。所有的系統建模和電動傳動系統是用Simcenter Amesim建模的。
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。
MCU分類
汽車各系統應用領域
8位
車用空調系統、電動船控制系統、電動座椅控制設備、電動照后鏡系統等
16位
防滑剎車系統、車用穩定控制、安全氣囊系統模組、引擎控制系統、車速控制設計等
32位
駕駛者資訊裝置、智能控制裝置、多媒體系統產品、多媒體娛樂系統設備
表4 車規級MCU的應用領域
從工藝制程方面，目前主流為55nm
Futur-e是一艘生態可持續的電動船，它是一種創新概念，旨在利用最先進的汽車設計技術和趨勢，實現水上可持續移動。它的四個可伸縮機翼使其與電動機相結合，能夠以最少的能量以最大的舒適度航行。
目前來看，特斯拉是這樣的、“蔚小理”是這樣的，甚至是五菱和比亞迪憑借宏光MINI EV和漢，都已經摸到了電動時代巨輪的船沿。所以再回到文首的問題，電動化時代，消費者需要的不就是一個與傳統燃油車徹底分割后全新的物種嗎？
據介紹，寧德時代此次將推出的鈉電池，也將用于風力電站、太陽能電站、家庭儲能等儲能設備，以及電動自行車、物流車、電動船等小動力交通工具。
這是基于目前鈉電池的能量密度做出的合理應用。該負責人認為，與鋰電池相比，鈉電池技術水平要晚15年左右，目前鈉電池最大的不足在于能量密度相對鋰電池而言處于較低水平。
目前，鈉電池的能量密度普遍80-100瓦時/公斤，最高達到120瓦時/公斤。
碳化硅材料的特殊之處在于，如果要轉換接近1000伏特以上的高電壓，就只有碳化硅能做到這樣的要求；換句話說，如果要用在高鐵上，用在轉換風力發電，或是推動大型的電動船、電動車，用碳化矽都能做得更有效率。
過去電動車都使用硅制成的IGBT電源轉換芯片，但特斯拉Model 3首次采用意法半導體制造的碳化硅元件，為電動車轉換電能。
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。
2月22日，載有1837輛特斯拉純電動車的滾裝船“晨蝶號（Morning Cindy）”駛入靠泊上海外高橋港區的海通國際汽車碼頭，其中大約有1600輛新款特斯拉Model 3。
這標志著，Model 3正式進入中國市場，“較量”也開始了。
一，核心電動技術。
3、全球首艘零污染零排放船
挪威運營商The Fjords在2018年接收了一艘全電動零排放船“Future of The Fjords”號，在乘客運輸環保方面設立了新標準。該船由Brodrene Aa建造，是全球首艘采用碳纖維材料400 PAX全電力雙體船，在通過峽灣時能實現完全零污染排放運輸。
