（1）从船舶安全性考虑。在运行过程中即使有一组锂电池故障也不影响船舶的正常航行，只是船舶总供电量由于切除故障锂电池而有所下降，这样电站的冗余度便得到保证。

（2）岸电给各组锂电池充电的时间尽可能均匀一致，有利于岸电充电系统的安全管理。

（3）尽量提高锂电池的使用寿命，并联供电可使每组电池同时均匀一致的小电流充放电。因此我们采用8组同时并联供电模式。这种并联供电模式对单体电池的一致性（电压、电流、温度、内阻、剩余电量等）及组电压的一致性要求很高，因此在实船时通过BMS应能随时自动监测和均衡单体电池及组电池在任何时候的各项性能指标，保证锂电池组并联运行的稳定性。

2.2.2 分段母排

电力推进船舶的电站可以采用公共电站的形式［5］，即全船的动力推进及电力设备用电均取自同一组或几组并联的锂电池；也可以选择将船舶动力及电力分开，动力锂电池组主要为整船的推进提供动力的能源，电力锂电池组主要为全船的生活工作等用电设备提供能源。

考虑船舶推进负载的不稳定性，甚至会有较大波动，为确保船舶电站系统的安全并保证交流380 V电源质量，我们首先将直流母排分为动力母排和电力母排，动力母排又分成两段，锂电池也分开连接，如图3所示。

图3 2 000吨级锂电池电动船供电系统

直流母排设隔离开关K1及K2，将母排分成A、B、C三段。其中A、B是动力汇流排，由常闭开关K1连接；C是电力汇流排，由常开开关K2分断。这种供配电的方式主要是基于以下两点考虑：

（1）推进供电具有充分的冗余度。K1闭合，6组锂电池任意一组出现故障切除都不影响船舶航行安全。而当A或B段汇流排上的电器出现故障又一时无法排除时，可通过切断隔离开关K1来保证无故障的汇流排正常供电，保证供电的连续性。

（2）由于K2平时是断开的，电力汇流排与动力汇流排物理隔离不仅可以充分保证电力汇流排的电压瞬态波动不受推进负载变化的影响，而且大功率变频器产生的谐波分量及电磁干扰，也不会影响交流380 V电源质量。K2的作用是在极端情况即船舶失去全部推进动力源时，可由电力锂电池短时供电给推进负载，使船舶可以安全靠泊，即提供了一种船舶应急返航的方法及能力。需注意的是，K2只有在确认动力汇流排电池全部切除后才可闭合，否则不同电压的锂电池组并联将会产生较大环流，引起短路或锂电池发热的故障。

本船根据电力负荷计算，得出推进负载所需总容量为1 640 kW h，电力负载所需总容量为592 kW h。选择6组锂电池并联为推进负载供电（可供1 800 kW h），2组锂电池并联为电力设备供电（可供600 kW h），可满足船舶正常航行需求。

2.2.3 充电与充电联锁

锂电池的充电时间和充电电流是锂电池动力船舶的一项非常重要的技术指标，主要取决于锂电池自身的充放电能力、岸电的配套以及船舶装卸货时间的考虑。从锂电池的角度来说，应尽量用较小的电流充电，为不影响其使用寿命，通常建议以不大于1 C的电流充电。如果按照1 C充电，其充足电的时间为1 h，这对于船舶短时靠岸充电的情况来说较为理想。从船舶的实际需求考虑，不同的船型要求是不同的，对于货船来说，船舶靠岸作业（装卸货）时间与充电时间最好吻合。由于本船是按照2 h卸货完毕进行设计的，因此最后确定充电时间不超过2 h，充电电流为0.5 C 250 A，可以保证锂电池的安全充电和使用。

船舶在充电时，岸上的充电桩（充电枪）通过移动电缆与船上的充电接驳箱进行接插连接，为保证充电过程的安全，除充电枪及座自带的通信协议（通常对充电电压、温度和电流等进行控制）外，还必须严禁船舶移动。因此在系统设计时我们把充电信号与推进驱动进行联锁，使船舶在充电时，推进系统无法获得电源，也可采取锂电池充电时禁止放电的方式（此时船舶装卸货作业用电或日常用电依靠380 V交流岸电箱供电）。

码头充电桩的建设是锂电池动力船不可缺少的重要组成部分。通常较大港口作业码头都配套有一定容量的交流高压电，具备建设岸电充电桩能力，也可采取增设变压器的方式进行增容，当然这种方式的成本会较高。据了解目前岸电充电桩的建设费用在1 000~1 600元/kW。根据本项目实际营运情况，与本船配套的充电码头无需专用，仅加装岸电充电桩设施建设即可，充电桩可以共用，这样有利于后续电动船的推广应用，而且并不影响其他非电动船靠泊装卸货。结合本船选用的锂电池充放电特性及能力、电力系统技术论证及设计并考虑实船装卸货作业时间的衔接，最终确定岸电充电桩由8路150 kW（600 V，250 A）充电枪及1路交流380 V 160 A岸电组成。

文章来源：《电站系统工程》 网址: http://www.dzxtgczz.cn/qikandaodu/2021/0727/560.html