【2020电动汽车百人会】中国船舶重工李明勇：船舶电动化发展的时代要求、技术进展、探索实践

1月10-12日，2020中国电动汽车百人会论坛在钓鱼台国宾馆隆重召开。本次论坛围绕“把握形势 聚焦转型 引领创新”主题，邀请政府有关部门和汽车、能源、交通、城市、通讯等领域的行业机构和领先企业代表，就行业、企业、政策的转型与创新展开深度研讨。以下是中国船舶重工集团公司第七一二研究所副所长，李明勇在本次论坛上的发言：

中国船舶重工集团公司第七一二研究所副所长 李明勇

尊敬的欧阳院士、各位专家、各位代表大家下午好！非常荣幸有机会就船舶领域的电动化相关问题给大家做简要汇报。

汇报分三部分，一是船舶电动化现在发展处于的时代要求。第二是目前船舶电动化方面的技术，我们的一些看法或取得的进展。第三方面，大家一起做的探索或者实践。

第一方面，宏观形势。从“十八大”到“十九大”，跨度近十年，在生态文明建设方面一个非常重要的关键词—绿色，在这个关键词指引下面，在行业特别是交通运输部，在相继2017、2018、2019陆续出台的相关制度和政策，同时针对长江的绿色发展，交通运输部已经专门出台了长江航运的高质量发展的相关意见，船舶是航运的一个重要再在，航运的高质量发展自然离不开船舶的绿色发展。第三个就是相应的法律法规，包括国际的IMO组织对船舶排放提出了相关的要求，同时中国船级社也对应出台了相应的标准规范，从2014—2017年，特别是2019年出台了纯电动船舶的规范，这些规范的出台，大大促进了船舶行业的电动化的快速发展。第四个，船舶的电动化得益于新能源汽车，特别是中国新能源汽车的快速发展，包括相应技术、产品、产业化，对船舶行业产生了很大的促进作用。总结下来，有关国家宏观政策，行业强力推动，法律法规制定的约束，包括新能源领域的相关技术的发展，对船舶电动化的促进起到了非常关键的作用。反过来，船舶电动化应该说迎来了一个非常好的发展机遇期。

第二部分，就船舶电动化大家关注的，因为船舶相对交通领域来说是一个相对落后的行业，船舶谈电动化，自然会引起很多专家的兴趣。我从四个方面来提，一个是电源系统。电动船从电源系统来讲，如果针对固定的航区要达到零排放，有内河，游船、渡船和作业船，这些船的能源主要还是以电池系统，现在当前最主要的是锂电池，下一个阶段应该是氢燃料电池技术。同时，它的推进系统活动理系统在船舶领域，现在最关注的是采用调参推进，一会我会说一下我的看法。未来就离不开像氢燃料电池的加入，来促进船舶电动化在各种类型船的普适性的应用。

电动船的电源系统和新能源汽车游什么差异呢，一般船电动车，是60到100kwh，一艘船会达到2000kwh以上，这么大的差异导致电池管理系统会复杂。同时，船舶和车有非常大不一样的地方，就是船舶的电源系统对安全性的要求是非常重要，我们不允许出现在船上由于电源系统的热失控而引起灾难性事故，我们的车允许有一段逃离时间的要求，这就是在车上或者船舶上面对电源系统的要求是有差异化的。这个方面，我们直接给一个结论，新能源船舶和新能源的汽车在电源系统方面，在安全性的要求上面有本质的差异性，这是电动船舶关于电源系统的要求，就是安全性。

解决安全性，现在我们一个是从船舱电池舱设计到电源系统的设计，到电源模块到电芯，是分层次分架构的设计方式，中国船级社规范里明确提出，以分层进行检验，我们提出在船舶里面的电池系统要基于电芯创立的柔性成组技术，就是将电池或者说电化学技术和电力电学达到高度集合，达到高安全性大容量的需求。无并联的电芯本质上减少的电池包内的安全，我们降低成组的要求，新电池和旧电池可以在一个电池包里混合使用，第三就是能源管理，和电力电池的结合，通过这种方式来达到电池组随意扩充。

未来的方向我们认为是燃料电池发动机加上锂电池组合的能源形态。推进系统方面，船舶和新能源汽车，别的交通部一样的，我们关注几个问题，高效率是我们非常重要的部分，高效率在船舶里面，除了电机本身的效率还有推进器或者螺旋桨的效率，另外就是低震动，船舶对震动的要求比较高。第三个就是机桨一体化，为此我们提出来船舶需要的推进系统关注的是吊舱式的推进器。

第三个方面关于充电，刚才也有专家就充电相关接口提出问题，船舶是在水面上面，它是一个动态的载体，大的电流充电过来以后，船舶的自由的运动，这些特征导致充电会有一些特殊的要求。这里我们也展示了，通过有限的充电壁和无线充电方式，一会在实践里会谈到相关的进展。

第四个方面就是船舶的自动化，未来发展方向应该是远程操控智能化，包括无人的系统，包括多船协同作业的问题，这是电动船相关的技术，我们关注的点或者我们正在进行的研究工作。

第三个方面想介绍一下这两年来纯电动船的实践。这个长江里一艘船，53米，航速10节，白天运行8小时，电池是2300度电，推进是2000千瓦，这艘船2019年12月正式投放武汉长江段运行，这是中国首条取得CCS认证的纯电动船。这是这艘船电池系统构成，从电芯到PACK到成组，到船舱里的设计，包括要求，整个系统重量比相对偏低，这也是为了获取电池的高安全性的要求，牺牲了一部分重量比，这是这艘船里采用了2台200牵米的ICARUS200型吊舱推进器，把机桨舵一体化，大量节省船舱的空间，大大减少了由于电机装在船舱里的震动。我们认为在这种船里能量非常宝贵，整个推进系统的效率，到最终螺旋桨上面的效率是我们非常关注的一个点。

最后，这条船做下来以后，在不同的舱室里，在四个舱室里针对震动的速度，包括噪声水平做了适度的测试，应该说这种系统设计达到了绿色船舶最高等级的要求，达到了三级的要求，真正达到了豪华轿车的静音性的水平。

这是充电系统，采用两种方式，一种是通过线连接的传电方式，300千瓦，通过无线充电可以做到100千瓦，已经实船应用。整个舱室环境非常舒适，特别是整个机舱颠覆了传统船舶机舱的概念。

从2017—2019年，短短两年多时间，中国的纯电动船舶发展非常快速，上面看到的都是几百人载人量的客船，全世界都是大胆的尝试。还有一些湖泊领域的，中国的一些景色非常好的水上旅游景点大量采用了电动船。最后介绍有代表性的一艘船，港作拖轮，随着电动化的发展，现在港口在中国得到了快速发展，而港口了非常重要的装备就是港口作业拖轮，大型的拖轮，船进入港口都需要拖轮拖进来，这种船非常有特点，经过仔细分析以后，最后提出采用纯电动化的方式，这艘船用了五千多度电，推进功率达到2×1500千瓦，预计2020年交付，这艘船的交付，对于工业船舶特别是绿色港口的建设起到非常大的推动作用。

最后，谈一点个人的建议和想法，船舶的绿色电动化确确实实是一个系统性工程，需要行业引领，特别是政策制度、标准规范的建设。另外，加强示范工程的推广应用，船舶电动化以保持特别谨慎和乐观的态度，谨慎在哪里，我们不希望船舶电动化按照非市场化的方式运行，是按照市场化方式运行，就是这艘船上了以后是否给客户带来经济价值，给船东创造经济效益，这是我们关注的。第二个，安全性是船舶电动化在一段时间内一定要引起大家高度重视的，这就是我们非常谨慎的地方。不能一窝蜂的上，如果这个城市没有非常好的旅游资源，你采用电动化船舶的时候一定要慎重，在共同打造航运交通强国先行区，内河水运绿色发展示范区和高质量发展样板区的征程中，我们应该并坚定献上我们全部的力量，愿航运业迎来更加美好的明天。谢谢大家。

敬请关注【盖世直播】中国电动汽车百人会论坛（2020）
https://m.gasgoo.com/news/topic/223
提示：本文根据发言整理，未经专家审核，请勿转载。