船用磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)配置關(guān)鍵技術(shù)

陳志宇，徐水金，張學(xué)瑾，陳海金，楊澤濱

(1.中船黃埔文沖船舶有限公司，廣東 廣州 510715；2.上海凌耀船舶工程有限公司，上海 201100；3.上海船舶設(shè)備研究院，上海 2 000311)

0 引言

船用鋰電池動(dòng)力系統(tǒng)兼?zhèn)涔?jié)能環(huán)保、低振動(dòng)噪聲、布局靈活等優(yōu)勢(shì)[1]，逐漸受到業(yè)界的重視與青睞。鋰電池興起于2000 年初期，是鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰等鋰元素電極材料電池的統(tǒng)稱。其電池的能量密度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的船用蓄電池，可達(dá)80～200 Wh/kg，同時(shí)還具有極高的能量效率（>97%）和極低的自放電率（<0.3%/天）[2]，尤其磷酸鐵鋰電池安全高，兼具高性價(jià)比，是目前開(kāi)展研究最多的蓄能技術(shù)。但是隨著磷酸鐵鋰電池在船上使用及其裝船容量逐年遞增，業(yè)內(nèi)對(duì)磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全性和可靠性提出了更嚴(yán)格的要求。本文分析研究船用磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，以智能型無(wú)人系統(tǒng)母船為載體闡述磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的集成方案配置，為工程設(shè)計(jì)人員提供參考和借鑒。

1 磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)特性分析

1.1 磷酸鐵鋰電池的特性分析

能量密度：相同質(zhì)量的條件下，其能量密度是傳統(tǒng)蓄電池（如鉛酸電池）的3～5 倍。

放電率：工作在不同的放電率下，磷酸鐵鋰電池在放電電壓基本維持在設(shè)計(jì)閾值內(nèi)。

使用壽命：在同等容量下，磷酸鐵鋰電池循環(huán)次數(shù)在3 倍于傳統(tǒng)鉛酸蓄電池時(shí)，其容量仍能保持在正常水平區(qū)間。

安全性：大部分鋰電池的安全問(wèn)題持續(xù)受到用戶的質(zhì)疑，但磷酸鐵鋰電池正負(fù)極本身有著較高的熱穩(wěn)定性，并可對(duì)電池包內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其通過(guò)目前行業(yè)內(nèi)較高標(biāo)準(zhǔn)的性能測(cè)試及安全測(cè)試。有研究表明，在磷酸鐵鋰電池使用環(huán)境周圍無(wú)明火狀態(tài)下，其熱失控一般不發(fā)生主動(dòng)式爆炸[3–4]。

通過(guò)對(duì)智能型無(wú)人系統(tǒng)母船的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的電芯熱失控試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程中釋放的氣體成分結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 電池單體熱失控氣體成分表Tab.1 Composition table of thermal runaway gas of single cell

該電池在熱失控情況下，由于磷酸鐵鋰結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在高溫時(shí)未見(jiàn)氧氣析出，涉及的化學(xué)反應(yīng)主要是在陽(yáng)極與電解液之間發(fā)生。熱失控時(shí)，電芯內(nèi)部溫度約300℃，遠(yuǎn)低于電池可釋放的可燃?xì)怏w在空氣中著火溫度（530℃～750℃），因此不會(huì)引燃可燃?xì)怏w。可見(jiàn)，在沒(méi)有助燃物的情況下，該船配置的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池在熱失控時(shí)不會(huì)發(fā)生燃燒爆炸，其安全等級(jí)為2，滿足船級(jí)社標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)要求。

1.2 船用磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的特性分析

大容量動(dòng)力電源。由于磷酸鐵鋰電池的固有電化學(xué)特性，雖然單個(gè)的電池單元容量小電壓低，但在實(shí)際應(yīng)用中可將小的電池單元加以擴(kuò)展和封裝，形成電池簇，更大的電池陣可由多個(gè)電池簇并聯(lián)得到，其容量可達(dá)到兆瓦的級(jí)別[5]，不僅能滿足船舶儲(chǔ)能的需求，甚至可作為船舶主動(dòng)力電源。

與直流電網(wǎng)并網(wǎng)的兼容性好。當(dāng)作為船舶動(dòng)力電源或電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)時(shí)，磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能單元的直流特性與常規(guī)柴油發(fā)電機(jī)組的交流特性相比不需要考慮頻率和相位的匹配問(wèn)題，具有并網(wǎng)制約因素少、系統(tǒng)響應(yīng)快等特點(diǎn)。其中，作為儲(chǔ)能系統(tǒng)時(shí)，其傳統(tǒng)傳遞模式[6]主要有3 種：

1）當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷率高于發(fā)電機(jī)組設(shè)定負(fù)荷率時(shí)，為了保持發(fā)電機(jī)組的最佳負(fù)荷率，由磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能單元承擔(dān)剩余功率儲(chǔ)能單元放電；

2）當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷低于發(fā)電機(jī)組最優(yōu)負(fù)荷率時(shí)，發(fā)電機(jī)組的剩余功率用于給磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能單元充電；

3）負(fù)載向電網(wǎng)反饋能量（如吊艙電力推進(jìn)系統(tǒng)在推進(jìn)電機(jī)剎車過(guò)程的能量流向）時(shí)，其能量被儲(chǔ)能單元回收利用。

可見(jiàn)，在船舶電力系統(tǒng)中配置磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能單元可使柴油發(fā)電機(jī)組保持在理想工況，提高能效和經(jīng)濟(jì)效益，且可避免在負(fù)載電機(jī)有能量回饋時(shí)，其回饋能量對(duì)電網(wǎng)造成激烈波動(dòng)。

2 磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)特性分析

中國(guó)船級(jí)社《純電池動(dòng)力船舶檢驗(yàn)指南》（2019）提出船用磷酸鐵鋰動(dòng)力電池主要涉及的潛在風(fēng)險(xiǎn)有：熱失控、電擊風(fēng)險(xiǎn)、火災(zāi)爆炸風(fēng)險(xiǎn)、氣體蔓延風(fēng)險(xiǎn)以及外部火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)[7]。

2.1 熱失控

針對(duì)熱失控風(fēng)險(xiǎn)，在設(shè)計(jì)時(shí)可在艙室內(nèi)配置探火和滅火系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電池包早期火災(zāi)感知、智能判覺(jué)及抑制早期火災(zāi)。艙室內(nèi)根據(jù)電芯熱失控試驗(yàn)釋放的氣體成分配置對(duì)應(yīng)的氣體傳感器，同時(shí)搭配煙霧傳感器及溫度傳感器，通過(guò)多傳感器的負(fù)荷判斷提前預(yù)知熱失控風(fēng)險(xiǎn)，并在駕駛室等控制站通過(guò)專業(yè)的復(fù)視器進(jìn)行聲光報(bào)警。同時(shí)感知系統(tǒng)設(shè)置成在達(dá)到一定感知閾值時(shí)與艙室排風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖功能以便實(shí)現(xiàn)自動(dòng)應(yīng)急排風(fēng)。

2.2 電擊風(fēng)險(xiǎn)

針對(duì)電擊風(fēng)險(xiǎn)，主要依靠預(yù)防性措施，在電池包設(shè)計(jì)選型時(shí)，優(yōu)先考慮內(nèi)部電氣元件之間及與外殼間的絕緣強(qiáng)度（滿足CCS 要求）；同時(shí)通過(guò)電池管理系統(tǒng)（BMS）進(jìn)行實(shí)時(shí)電池系統(tǒng)絕緣狀態(tài)跟蹤及輸出絕緣低報(bào)警信號(hào)。

2.3 火災(zāi)爆炸風(fēng)險(xiǎn)

針對(duì)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，目前主流的方式是采取預(yù)防、阻斷和降損相結(jié)合[8]：1）電池模塊外殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)有效的防護(hù)措施增強(qiáng)電池包結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐火的等級(jí)，避免單個(gè)或多個(gè)電池在受到碰撞和擠壓等情況下引發(fā)熱失控的一系列連鎖反應(yīng)；2）考慮內(nèi)部空間設(shè)計(jì)散熱能力，能一定程度上緩解內(nèi)部熱集聚速度；3）電池內(nèi)部各組件選型時(shí)，重點(diǎn)關(guān)注其各自著火點(diǎn)數(shù)據(jù)，選用高著火點(diǎn)溫度值的材料；4）采用BMS 實(shí)時(shí)跟蹤電池電壓值和溫度值，在超過(guò)閾值時(shí)輸出相關(guān)報(bào)警信號(hào)，甚至停止相應(yīng)的電池充放電操作；5）在艙室內(nèi)及外配置聲光報(bào)警裝置，并同時(shí)在船上公共場(chǎng)所輸出延伸聲光報(bào)警信號(hào)，給予艙內(nèi)工作人員及船上人員最大限度的緊急處理和逃生時(shí)間窗口；6）針對(duì)磷酸鐵鋰電池?zé)崾Э貢r(shí)的滅火有效性研究，在電池安裝處所/艙室設(shè)置七氟丙烷滅火系統(tǒng)[9]，有效對(duì)初期火情進(jìn)行控制。

針對(duì)爆炸風(fēng)險(xiǎn)，可參考預(yù)防火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)措施，重點(diǎn)關(guān)注電池包及整體電模塊內(nèi)外壓平衡問(wèn)題，電池包的設(shè)計(jì)還要考慮在其可能發(fā)生爆炸時(shí)的泄壓能力，從而降低爆炸時(shí)的力度。

2.4 氣體蔓延風(fēng)險(xiǎn)

針對(duì)氣體蔓延風(fēng)險(xiǎn)，通常：1）電池包設(shè)計(jì)選型時(shí)優(yōu)先選用散熱、阻燃出眾的材料；2）同時(shí)參考預(yù)防防爆風(fēng)險(xiǎn)的措施，配置防爆閥；3）采用BMS 實(shí)時(shí)監(jiān)控電芯溫度、絕緣、荷電狀態(tài) (SOC)、電壓等電池模塊狀態(tài)參數(shù)，當(dāng)超過(guò)相關(guān)閾值時(shí)可采取停止相應(yīng)的電池充放電操作的措施。

2.5 外部火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)

針對(duì)外部火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)境溫度，在環(huán)境溫度達(dá)到報(bào)警值時(shí)預(yù)先在艙內(nèi)外輸出聲光報(bào)警信號(hào)，并同時(shí)在船上公共場(chǎng)所輸出延伸聲光報(bào)警信號(hào)，給予船上人員寬裕的緊急處理時(shí)間。當(dāng)超過(guò)閾值時(shí)，BMS系統(tǒng)觸發(fā)對(duì)電池電池停止充放電操作，同時(shí)自動(dòng)聯(lián)鎖起動(dòng)艙內(nèi)七氟丙烷滅火系統(tǒng)進(jìn)行滅火降溫。

2.6 船用磷酸鐵鋰動(dòng)力電池安全策略

該船在開(kāi)發(fā)階段，為確保船用磷酸鐵鋰動(dòng)力電池系統(tǒng)高安全性，已采用多重策略以防止電池系統(tǒng)出現(xiàn)過(guò)充、過(guò)放、過(guò)溫、過(guò)流的風(fēng)險(xiǎn)。

電池管理系統(tǒng)采用3 級(jí)預(yù)警機(jī)制，1 級(jí)主要為船員進(jìn)行報(bào)警提示，2 級(jí)將觸發(fā)降功率或者啟動(dòng)降溫措施等，3 級(jí)將停止運(yùn)行電池系統(tǒng)，通過(guò)BMS 與船上常規(guī)監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的通信來(lái)提示磷酸鐵鋰動(dòng)力電池系統(tǒng)的工作狀態(tài)，通過(guò)BMS 與能量管理系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)交換，來(lái)觸發(fā)控制降功率或者啟動(dòng)降溫措施等動(dòng)作的執(zhí)行。

3 磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)集成配置方案

以智能型無(wú)人系統(tǒng)母船為載體，對(duì)船用磷酸鐵鋰儲(chǔ)能系統(tǒng)的集成配置方案進(jìn)行闡述。

3.1 電池子系統(tǒng)配置

為實(shí)現(xiàn)零排放達(dá)到高環(huán)保要求，動(dòng)力蓄電池組是該船在港口低速航行時(shí)唯一動(dòng)力來(lái)源?？紤]到該船在進(jìn)出港工況下，根據(jù)船舶電網(wǎng)設(shè)計(jì)原則[10]，按照連續(xù)負(fù)荷和間斷負(fù)荷分類計(jì)算電力負(fù)荷，電力推進(jìn)負(fù)荷235.5 kW（吊艙推進(jìn)負(fù)荷126 kW；回轉(zhuǎn)負(fù)荷(考慮到負(fù)荷系數(shù)LF-0.2 和同時(shí)系數(shù)CF-0.5 為18 kW)；首側(cè)推裝置負(fù)荷(考慮到負(fù)荷系數(shù)LF-0.16 和同時(shí)系數(shù)CF-1 為91.5 kW)），其余船舶系統(tǒng)負(fù)載約為287 kW，合計(jì)約525 kW。按1 小時(shí)配置該動(dòng)力蓄電池，并計(jì)及安全裕度12.5%，動(dòng)力電池的總?cè)萘吭O(shè)計(jì)為600 kWh。此容量配置方案可滿足推進(jìn)需求（其中電力推進(jìn)系統(tǒng)有效功率占電網(wǎng)容量的40%）。

該船直流母線電壓為1 000 V，配置電池總?cè)萘繛镻ah=600 Ah，能滿足系統(tǒng)需求。具體配置如下：選用某廠家經(jīng)船級(jí)社認(rèn)證的3.22 V，271 Ah 磷酸鐵鋰電芯；5 個(gè)電芯串聯(lián)后形成1P5S（1 并5 串）模組，電池包為4 個(gè)模組1P20S（1 并20 串）結(jié)構(gòu)，電池包內(nèi)部設(shè)置有電池單體電壓和溫度采集的模塊。按照單個(gè)電池包標(biāo)準(zhǔn)充放電電流為100 A，最大持續(xù)充放電電流為200 A。單簇電池由12 個(gè)電池包組成，形成1P240S（1 并40 串）電池簇結(jié)構(gòu)，電壓為772.8 V，總計(jì)電量209.4 kWh。分成2 組：1 號(hào)電池組由1 個(gè)電池簇并聯(lián)而成，電壓為772.8 V，總計(jì)電量209.4 kWh；2 號(hào)電池組由2 個(gè)電池簇并聯(lián)而成，電壓為772.8 V，總計(jì)電量418.8 kWh；電池系統(tǒng)由2 個(gè)電池組并聯(lián)而成，電壓為772.8 V，總計(jì)電量628 kWh。

3.2 電池管理系統(tǒng)

該船采用三級(jí)架構(gòu)模式的電池管理系統(tǒng)，形成電池域管理單元（BAMS）、電池簇管理單元(BMMS)、模塊管理單元(BCMS)，如圖1 所示。

圖1 電池管理系統(tǒng)構(gòu)架圖Fig.1 Battery management system architecture diagram

該系統(tǒng)主要由3 個(gè)電池簇、3 套BMMS、2 套BAMS、集控室顯示屏等組成。集控室集控臺(tái)顯示屏用于監(jiān)控和部分控制功能，其余部件均安裝在電池艙內(nèi)。

高壓盒及簇管理單元可實(shí)現(xiàn)功能：與BCMS 通信及供電；總電壓、總電流采集；絕緣、室溫檢測(cè)；充放電控制；SOC 計(jì)算；狀態(tài)診斷、故障定位，并實(shí)現(xiàn)保護(hù)及報(bào)警功能。

域管理單元盒用于實(shí)現(xiàn)：1）與高壓盒及BMMS通信及供電。接收高壓盒上傳的電池簇運(yùn)行狀態(tài)信息、故障信息、電池簇運(yùn)行參數(shù)等信息；接收高壓盒上傳的請(qǐng)求指令；給高壓盒發(fā)送待機(jī)、放電、充電、停止放電、停止充電等指令。2）與能量管理系統(tǒng)（EMS）裝置及全船監(jiān)測(cè)報(bào)警通信。上傳所有電池簇的信息給對(duì)于系統(tǒng)。3）決策功能。通過(guò)與EMS 裝置交互，上傳電池和系統(tǒng)信息，接受控制命令；執(zhí)行電池簇并聯(lián)管理策略。

3.3 儲(chǔ)能系統(tǒng)功能

近年來(lái)大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)不斷進(jìn)步，在綜合考慮了電池儲(chǔ)能單元的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)后，其在陸地上的并網(wǎng)應(yīng)用越來(lái)越多[11–12]，進(jìn)而儲(chǔ)能單元船用并網(wǎng)技術(shù)也在逐漸開(kāi)展。該船儲(chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)DC-DC 變流器模塊，實(shí)現(xiàn)充放電控制。在充電工況下，變流器配合濾波器（LDC）電路將直流母排電壓1 000 V DC 進(jìn)行降壓斬波至電池組充電所需的電壓閾值。在放電工況下，直流換流器配合濾波器（LDC）電路將電池側(cè)低壓進(jìn)行升壓斬波，使直流母排電壓穩(wěn)定在1 000 V DC，通過(guò)直流母排實(shí)現(xiàn)向推進(jìn)器和日用負(fù)載供電。該船磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)就地和集控室遙控2 個(gè)控制位置進(jìn)行操作。

在集控室遙控時(shí)，EMS 根據(jù)當(dāng)前電網(wǎng)負(fù)荷狀態(tài)實(shí)時(shí)對(duì)電池進(jìn)行控制，當(dāng)電網(wǎng)的負(fù)荷率低于30%（可手動(dòng)設(shè)置）且電池SOC 低于85%（可手動(dòng)設(shè)置）時(shí)，EMS 發(fā)出起動(dòng)命令，開(kāi)始對(duì)電池進(jìn)行充電，當(dāng)電網(wǎng)的負(fù)荷率超過(guò)60%時(shí)，充電停止。EMS 系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前電網(wǎng)負(fù)荷的變化，當(dāng)有高頻的負(fù)荷變化時(shí)，會(huì)讓電池系統(tǒng)進(jìn)行快速充放電，從而避免柴發(fā)機(jī)組的負(fù)荷激烈波動(dòng)。

儲(chǔ)能系統(tǒng)還有維持當(dāng)前直流電網(wǎng)電壓的功能，當(dāng)電網(wǎng)電壓高于1 050 V 時(shí)，EMS 就會(huì)控制電池充電，當(dāng)直流電網(wǎng)電壓低于950 V 時(shí)，EMS 就會(huì)控制電池系統(tǒng)進(jìn)行放電，從而維持電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定。

4 磷酸鐵鋰應(yīng)急蓄電池配置方案

傳統(tǒng)船舶通常采用應(yīng)急發(fā)電機(jī)組作為船舶應(yīng)急電源，該船開(kāi)創(chuàng)性地采用磷酸鐵鋰蓄電池作為船舶應(yīng)急電源，其主要有輕量化、清潔環(huán)保和高安全性等特點(diǎn)。

根據(jù)中國(guó)船級(jí)社規(guī)范要求，蓄電池容量需滿足應(yīng)急情況下使用設(shè)備的負(fù)荷要求[13]。根據(jù)該船應(yīng)急情況優(yōu)先保障供電的設(shè)備配置情況，船上應(yīng)急電源有220 V AC和24 V DC 兩種電制（380 V AC 電制的設(shè)備需配置獨(dú)立的不間斷電源UPS 或手搖啟動(dòng)裝置），故該船磷酸鐵鋰蓄電池系統(tǒng)需要配置2 種電制。應(yīng)急電源系統(tǒng)需額外配置逆變器，將磷酸鐵鋰電池組輸出24 V DC 電源轉(zhuǎn)換為220 V AC 電源。特別需注意：船上應(yīng)急電源為220 V AC 電制的設(shè)備是交流單相或交流三相的問(wèn)題，考慮到部分船舶在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)階段，為了均衡整體船舶電網(wǎng)的三相功率負(fù)荷，通常直接采用24 V DC 電源轉(zhuǎn)換為三相220 V AC 電源輸出方案，但對(duì)應(yīng)的逆變系數(shù)降低問(wèn)題需通過(guò)合適的電源模塊選型來(lái)解決。在方案設(shè)計(jì)時(shí)盡量選用純正弦波、失真率低，且高輸出效率的產(chǎn)品，同時(shí)該電源模塊還需滿足過(guò)流、短路、過(guò)溫等保護(hù)功能，否則將大大增加蓄電池組的計(jì)算容量。

船上的兩類電制優(yōu)先保障供電設(shè)備需求情況見(jiàn)表2。

表2 應(yīng)急蓄電池組負(fù)荷及容量統(tǒng)計(jì)表Tab.2 Statistics of load and capacity of emergency battery pack

蓄電池容量計(jì)算如下式：

式中：C為蓄電池容量需求，kWh；PAC為交流用電設(shè)備功率，kW；PDC為直流用電設(shè)備功率，kW；t為規(guī)范規(guī)定的用電時(shí)間，取18h；K1為用電設(shè)備使用系數(shù)；K2為逆變系數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，取0.8。

相關(guān)數(shù)據(jù)代入式（1），該船應(yīng)急蓄電池容量C=158.5 kWh。

考慮到安全裕量，該船磷酸鐵鋰應(yīng)急蓄電池系統(tǒng)配置組成主要包括電池系統(tǒng)、充放電板和UPS。

1）電池系統(tǒng)由28 個(gè)磷酸鐵鋰電池包串并聯(lián)組成，采用3.22 V DC，271Ah 磷酸鐵鋰電芯，4 個(gè)電芯串聯(lián)后形成1P4S 模組，電池包為2 個(gè)模組1P8S 結(jié)構(gòu)。單簇電池由1 4 個(gè)電池包組成，形成1 4 P 8 S電池簇結(jié)構(gòu)，電壓為25.76 V DC，總計(jì)電量97.72 kWh。電池系統(tǒng)由2 個(gè)電池簇并聯(lián)而成。設(shè)計(jì)總?cè)萘繛? 588 Ah，額定電壓25.76 V DC，輸出電壓為23.2～28.8 V DC，合計(jì)電量約為195.4 kWh。

2）充放電板由整流器、充電機(jī)和分電板組成。整流器為24 V DC 負(fù)載供電，正常輸出電壓為28.8 V DC，輸出功率約為8 kW。主電源失電時(shí)，由電池包為24 V DC負(fù)載供電，放電深度為90%情況下，可滿足8 kW 放電時(shí)長(zhǎng)18 h 電量的需求。

3）考慮到供電的不間斷性，在主配電板失電后，BMS 的220 V AC 電源丟失，導(dǎo)致整套充分電板工作失效。故BMS 額外配置1 套UPS 24 V DC，5A。根據(jù)充放電板的工作時(shí)間，需同時(shí)滿足18 h 放電時(shí)長(zhǎng)要求，故該船BMS 配置UPS 容量為120 Ah。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著大容量磷酸鐵鋰動(dòng)力蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的技術(shù)不斷成熟和進(jìn)步，其在船舶的應(yīng)用前景受到高度關(guān)注，本文分析磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)的特性，對(duì)磷酸鐵鋰動(dòng)力電池風(fēng)險(xiǎn)提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。以智能型無(wú)人系統(tǒng)母船為載體，闡述該船的磷酸鐵鋰儲(chǔ)能系統(tǒng)集成配置方案和磷酸鐵鋰應(yīng)急蓄電池配置方案等關(guān)鍵技術(shù)，為工程設(shè)計(jì)人員提供參考和借鑒。