浅谈锂电池在浮标能源系统上的使用

锂电池的工作原理和应用分析锂电池是一种高效的电池技术，广泛应用于现代电子设备、电动汽车和储能系统等领域。

本文将介绍锂电池的工作原理、种类、性能以及应用场景。

一、锂电池的工作原理锂电池是一种化学电池，其基本工作原理是靠利用锂离子在正负极材料之间来回迁移来产生电能。

锂电池的正极一般采用氧化物或磷酸盐材料，负极采用碳或锂合金材料。

在充电时，电流从正极进入电池，使得锂离子从正极材料中脱离并通过电解质（通常是有机液体或聚合物膜）移动到负极材料中。

同时，电子进入负极材料，使其电势变化从而在电路中产生电能。

在放电时，锂离子又从负极材料进入电解质并向正极材料移动，同时电子从负极进入电路中再次产生电能。

二、锂电池的种类目前市面上常见的锂电池主要包括锂离子电池、聚合物锂离子电池以及钴酸锂电池。

锂离子电池是最常见的一种，其正负极材料是由锂离子化合物组成，常见的有磷酸铁锂、三元材料、钴酸锂等。

聚合物锂离子电池是一种新型锂电池，与传统的锂离子电池相比具有更高的安全性和稳定性。

钴酸锂电池是一种高功率电池，下一代电动汽车一般采用这种电池。

三、锂电池的性能锂电池具有许多优异的性能，包括高能量密度、长周期寿命、低自放电率、高安全性等。

其中，高能量密度是锂电池的重要特点，使其成为便携式电子设备（如手机、笔记本电脑等）的首选电池。

长周期寿命和低自放电率使得锂电池在能源存储系统和太阳能系统等领域得到广泛应用。

高安全性也是锂电池的重要特点，一些聚合物锂离子电池甚至可以抵抗撞击、刺穿和过充等问题。

四、锂电池的应用锂电池的广泛应用使其成为了现代社会的重要能源之一。

以下是锂电池的几个主要应用场景：1. 便携式电子设备：锂电池是便携式电子产品（如智能手机、平板电脑、手提电脑等）的首选电池，因为它们具有高能量密度和重量轻的特点。

2. 电动汽车：锂电池是当前电动汽车的主流能源，因为它们比传统的铅酸电池具有更高的能量密度和更长的寿命。

3. 储能系统：锂电池在室内和户外领域的储能系统中得到广泛应用，以平衡太阳能、风能等未稳定能源的波动。

《工业控制计算机》 ２０１５ 年第 ２８ 卷第 ８ 期１５７超级电容和锂电池技术在船舶电力推进系统中的应用研究概述Ｌｉｔｈｉｕｍ Ｂａｔｔｅｒｙ ａｎｄ Ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ Ｖｅｓｓｅｌ Ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ陈 刚上海 ２０１３０６） 张思全 （上海海事大学物流工程学院，摘要 ： 分析了船舶电力推进系统所面临的难题， 针对这些难题引入了储能元件。

分别介绍了两种典型的能量储存技术即 超级电容技术和锂电池技术， 对这两种技术的基本原理和各自的优缺点进行了归纳， 给出了应用与实际船舶的实例。

结果表 明混合储能技术的使用不仅可以平抑船舶电网功率波动， 还可以节省燃油减少有害气体的排放。

关键词 ： 超级电容器， 锂电池， 混合储能系统， 船舶电力推进系统Abstract:Ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｗｈｉｃｈ ｖｅｓｓｅｌ ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｅ ｆａｃｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｍｏｍｅｎｔ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．ｌｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅｓｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ,ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｓｙｓｔｅｍｓ ｃａｎ ｐｌａｙ ａ ｃｒｕｃｉａｌ ｒｏｌｅ．Ｌｉｔｈｉｕｍ ｂａｔｔｅｒｙ ａｎｄ ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａｓ ａ ｇｏｏｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｔｗｏ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｔｗｏ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ａ ｒｅａｌ ｖｅｓｓｅｌ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ． Keywords:ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ,ｌｉｔｈｉｕｍ ｂａｔｔｅｒｙ,ｈｙｂｒｉｄ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｓｙｓｔｅｍ,ｖｅｓｓｅｌ ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ在多数情况下，船舶电力推进系统都是内燃机驱动发电机 组为系统供电。

Argo浮标的工作原理1. 引言Argo浮标是一种用于监测全球海洋和大气变化的自动浮标系统。

它由一系列浮标组成，能够在全球范围内收集海洋和大气数据，并将这些数据传送回地面站点。

Argo浮标系统的工作原理基于浮标的漂浮和下潜，以及传感器的数据采集和无线传输。

2. 浮标的漂浮和下潜Argo浮标包括一个浮标主体和一个浮标球astounding-barrier。

浮标主体通常由聚氨酯材料制成，具有良好的浮力和耐腐蚀性能。

浮标球则是一个空心球体，通过一个绳子连接到浮标主体上。

浮标的漂浮和下潜是通过控制浮标球的空气压力来实现的。

当浮标需要漂浮时，浮标球内部的空气压力与周围水体的压力相平衡，使得浮标浮在水面上。

当浮标需要下潜时，浮标球内部的空气压力被增加，使得浮标重于水体，并向下沉入海洋中。

浮标的漂浮和下潜是通过一个电动机和一个压力传感器来控制的。

电动机控制浮标球内部的空气压力，压力传感器用于监测浮标球内部的压力变化。

根据压力传感器的反馈信号，电动机可以调整浮标球的空气压力，从而控制浮标的漂浮和下潜。

3. 数据采集和传输Argo浮标系统通过一系列传感器来采集海洋和大气数据。

这些传感器包括温度传感器、盐度传感器、压力传感器和光学传感器等。

这些传感器安装在浮标主体上，可以测量海洋和大气的各种参数。

温度传感器用于测量海洋和大气的温度，盐度传感器用于测量海洋的盐度，压力传感器用于测量海洋的压力，光学传感器用于测量海洋的光照强度。

这些传感器通过电缆连接到浮标主体上的数据采集系统。

数据采集系统负责将传感器采集到的数据进行处理和存储。

数据处理包括数据的滤波、校准和校验等操作，以确保数据的准确性和可靠性。

数据存储则将处理后的数据保存在浮标主体的存储器中，以备后续传输。

数据传输是Argo浮标系统的关键部分。

浮标主体上配备了一个无线通信模块，用于将采集到的数据传输回地面站点。

数据传输可以通过卫星通信、海底电缆或近岸无线网络等方式进行。

锂电池的原理及应用一、引言随着电子设备的普及和移动电源的需求增加，锂电池作为一种高能量密度、长寿命、轻便的电池技术得到了广泛应用。

本文将介绍锂电池的原理及其在各个领域的应用。

二、锂电池的原理锂电池是一种通过锂离子在电池正负极之间的迁移来储存和释放电能的装置。

它包括正极、负极、电解质和隔膜等核心组件。

2.1 正极锂电池的正极通常采用氧化物，如三氧化二锰（LiMn2O4）或钴酸锂（LiCoO2）。

正极材料的选择直接影响锂电池的性能。

2.2 负极锂电池的负极通常采用碳材料，如石墨。

锂离子在充放电过程中通过负极与电解质之间的化学反应进行储存和释放。

2.3 电解质锂电池的电解质是一种导电液体或固态材料，它能够使锂离子在电池正负极之间迁移。

常用的电解质有有机溶液和聚合物电解质。

2.4 隔膜隔膜在锂电池中起着隔离正负极的作用，防止短路和电池内部反应。

常用的隔膜材料包括聚烯烃和聚丙烯等。

三、锂电池的应用3.1 便携式电子设备由于锂电池具有高能量密度和轻便的特点，它广泛应用于便携式电子设备，如智能手机、平板电脑和笔记本电脑等。

锂电池的高能量密度可以为这些设备提供长时间的使用时间。

3.2 电动车辆锂电池作为电动车辆的主要动力来源，正在逐渐取代传统的铅酸电池。

锂电池具有高能量密度和长寿命，能够为电动车提供更远的续航里程，并且充电时间更短。

3.3 储能系统随着可再生能源的发展，储能系统的需求也越来越高。

锂电池作为一种高效、可靠的储能技术，被广泛用于太阳能和风能等可再生能源系统中，用于储存多余的电能。

3.4 医疗设备锂电池在医疗设备中应用广泛，如家用血压计、心电图仪和假肢等。

锂电池具有小巧、轻便的特点，可以为医疗设备提供可靠的电源。

3.5 航天航空领域锂电池在航天航空领域也有重要应用。

它被用于供电轨道系统、航空电子设备和航天器等。

锂电池的高能量密度和可靠性是其在这些领域中的关键优势。

四、总结锂电池作为一种高能量密度、长寿命、轻便的电池技术，具有广泛的应用前景。

水面溢油跟踪浮标系统技术要求一、总体要求。

1. 这浮标得是个靠谱的“小跟班”它的主要任务就是紧紧盯着水面上的溢油，就像小狗盯着肉骨头一样，不能轻易跟丢。

不管是在风平浪静还是有点小风浪的情况下，都得准确追踪溢油的动向。

2. 得是个耐用的家伙。

毕竟是要在水面上长时间工作的，可不能是个“娇弱”的东西。

要能经受得住风吹、日晒、雨淋，还有可能的碰撞（比如被一些小漂浮物撞一下），就像一个坚强的小战士。

二、浮标本体要求。

1. 外形和尺寸。

外形不能太奇葩，要方便在水面上漂浮，最好是那种流线型的，像个小水漂似的，大小嘛，不能太大，不然运输和部署都麻烦，但也不能太小，不然容易被忽略或者被浪给卷跑了。

大概直径在30 50厘米左右就比较合适，高度也别超过60厘米，这样看起来比较协调。

2. 材料。

要用那种耐腐蚀的材料，毕竟水里有各种化学物质，要是被腐蚀了，那可就“一命呜呼”了。

像优质的塑料或者特殊的金属合金就不错，就像给浮标穿上了一层坚固的“铠甲”，让它能在水里好好地“生活”。

3. 颜色。

颜色要醒目，最好是那种鲜艳的橙色或者黄色，就像海上的小灯塔一样，老远就能看见。

这样在茫茫水面上，无论是工作人员在船上观察，还是从空中监测，都能轻松发现它。

三、追踪功能要求。

1. 定位精度。

这浮标在追踪溢油的时候，得知道自己在哪里，而且要很精确。

定位精度怎么也得在10米以内吧，要是偏差太大，那追踪的溢油位置就不准了。

就像我们找人，要是方向偏差太多，就找不到人了。

2. 追踪灵敏度。

对于溢油要有很高的灵敏度，哪怕水面上只有一点点油膜，它也得能发现。

就像鼻子很灵的小侦探，能嗅出哪怕最细微的线索。

哪怕油膜只有几毫米厚，它也得能准确识别并且开始追踪。

3. 追踪速度。

浮标追踪溢油移动的速度要能跟得上，不能慢悠悠的。

溢油在水面上可能会被水流或者风带着跑，浮标也要能快速调整自己的位置去追踪。

它追踪的速度不能比溢油实际移动速度慢太多，要是溢油每小时跑5公里，浮标每小时至少也得能跑4公里吧。

锂电池在储能电站中有什么应用锂电池应用场景可分为消费、动力和储能三种。

最早应用是在手机、笔记本电脑、数码相机等消费类产品，目前约占全球各类锂电池出货量一半。

随着全球对新能源汽车需求量的增加，动力锂电池占比逐年上升，目前约占40%以上，动力电池未来将成为锂电池的主要应用场景。

根据标准，动力电池的容量低于80%就不能再应用在新能源汽车，而普通储能电池的要求没这么高，动力电池退役后稍加改造，还可用在储能系统中。

储能锂电池作为新兴应用场景也逐渐受到重视，储能是解决新能源风电、光伏间歇波动性，实现“削峰平谷”功能的重要手段之一。

目前主流储能锂电池有三元锂和磷酸铁锂两种，功率密度都比铅炭电池高很多，相对来说，三元锂又比磷酸铁锂更高一些。

在储能系统中，锂电池和铅炭电池、铅酸电池都是储存电能，没有本质的区别，电池容量，充放电电流的设计选型一样。

和铅酸电池对比，锂电池储能是新生事物，目前没有标准产品，不像铅酸电池那样有很多种规格型号，一般厂家是按电量来定规格的。

锂电池和铅酸电池最大的区别是锂电池必须配备电池管理系统。

BMS电池管理系统锂电池具有重量轻、储能容量大、功率大、无污染、寿命长等优点，但锂电池对过电流、过电压很敏感，大容量的电池都是由很多小容量的单体电池(如18650)，通过大量串并联而成，并联的电池多了，容易造成各条支路电流不均衡，所以必须引入电池管理系统加入控制。

铅酸蓄电池拥有众多的优点,如大电流特性好、自放电小、性能稳定、安全干净，目前铅酸蓄电池的日常维护,主要是通过人工完成,主要对蓄电池的连接状况,端电压等进行故障排查，不需要BMS电池管理系统。

电池管理系统(BatteryManagementSystem，BMS)是由微电脑技术，检测技术等构成的装置，是对电池组和电池单元运行状态进行动态监控，精确测量电池的剩余电量，同时对电池进行充放电保护，并使电池工作在最佳状态，达到延长其使用寿命，降低运行成本的目的，进一步提高电池组的可靠性。

锂电池储能系统在电力设备中的应用研究随着可再生能源的快速发展以及电动汽车的普及，储能技术成为电力行业的热门话题。

作为一种高效、环保的储能方式，锂电池储能系统在电力设备中的应用正受到越来越多的关注和研究。

一、储能技术的重要性储能技术在电力系统中具有重要的作用。

首先，由于可再生能源的波动性和不可控性，储能技术可以帮助调节能源的供需平衡，稳定电力系统运行。

其次，储能技术可以减少对传统电网的依赖，提高电力设备的可靠性和稳定性。

此外，储能技术还可以提供备用电源，应对突发电力故障。

因此，研究和应用储能技术对于推动电力行业的可持续发展具有重要意义。

二、锂电池储能系统的优势在储能技术中，锂电池储能系统具有诸多优势。

首先，锂电池具有高能量密度和长寿命的特点，能够满足高能量密度和长寿命要求的电力设备的储能需求。

其次，锂电池具有快速响应的特点，可以在短时间内提供大量的电能输出，满足电力设备在瞬态负荷变化时的需求。

此外，锂电池还具有环境友好、安全可靠等特点，适用于各类电力设备的储能需求。

三、锂电池储能系统的应用场景1. 储能电站锂电池储能系统可作为储能电站的核心设备。

以太阳能光伏发电系统为例，通过将光伏发电系统与锂电池储能系统相结合，可以实现太阳能的稳定储存和输出。

光伏发电系统将白天的太阳能转化为电能，并通过锂电池储能系统存储起来，在夜间或阴天时提供电力输出，实现光伏发电的平稳供电。

2. 城市微电网随着城市化进程的加快和新能源的普及，城市微电网成为提供可靠供电的重要途径。

利用锂电池储能系统可以实现电力的稳定输出和微电网的自主运行。

在城市微电网中，锂电池储能系统可以通过与光伏发电系统、风力发电系统等相结合，实现可再生能源的存储和调度，提供可靠的电力供应。

3. 电动车充电站随着电动车的普及，电动车充电站的建设成为一个重要的问题。

锂电池储能系统可以作为电动车充电站的储能设备，实现电动车的快速充电。

通过与光伏发电系统或风力发电系统相结合，可以实现绿色能源对电动车的供电，进一步推动电动车的发展。

浅析我国北方海区冰冻港口季节性灯浮标更换摘要：我国北方海区冰冻港口每年春冬两季进行大规模的灯浮标更换作业，文章通过对目前作业现状及航标助航效能的分析，提出航标作业模式新探索，旨在改变传统航标作业模式，实现航标的“革命化正规化现代化”管理。

关键词：北方海区；航标作业；四季通用；无人机1、引言航标，即助航标志，是帮助船舶安全、经济和便利航行而设置的视觉的、音响的和无线电的有信息服务作用的设施。

航标具有定位、危险警告、确认和指示交通等功能，主要用于船舶往来频繁、水文地理复杂的水域及港口，为船舶提供指示航线、转向点及浅滩、暗礁、沉船以及禁航区标志等，目的在于促进船舶安全、经济、便利地航行。

十八大报告首度将建设海洋强国提升至国家发展战略高度，随着“海洋强国”战略的逐步展开，水上交通、资源开发、旅游休闲、海洋管理等各类涉海事业迎来快速发展期，航标作为航海保障事业的支撑将扮演着日益重要的作用。

2、北方海区航标管理体制我国航标的管理实行统一管理，分级负责的原则。

中华人民共和国海事局是全国海区航标主管机关，负责全国海区航标管理工作；北海、东海、南海航海保障中心是海区航标管理机关，分别负责北方、东海、南海海区及海南省的航标管理工作(北方海区包括辽宁、河北、山东省及天津市沿海水域)；交通运输部在北方海区设立的大连、营口、秦皇岛、天津、烟台、青岛等六个航标处是辖区航标管理机关，具体负责辖区航标管理工作；航标管理站是航标处的派出值班机构，按规定的范围，负责航标的维护保养工作。

3、北方海区春冬航标作业概况3.1 北方港口水文气象状况北方海区地处中、高纬度，具有明显的季风特征。

气候正常的年份，每年的11月中下旬，北方海区自北向南逐渐结冰，到次年2月中下旬，海冰融化，逐渐消失，冰期约2~4个月。

冰清通常在1月至2月上中旬比较严重，即所谓盛冰期。

据记载，我国北方沿海曾发生过五次特别严重的冰清，分别是1936年、1947年、1957年、1969年和2010年，其中最严重的一次是1969年2月15日到20日发生的海冰灾害。

海洋浮标功率随着能源需求不断增长和传统能源资源日益枯竭，人们开始寻找可再生能源的替代方案。

在这一背景下，海洋能成为一种重要的能源来源。

而海洋浮标则是实现海洋能利用的关键设备之一。

本文将探讨海洋浮标的功率以及其在海洋能开发中的应用。

我们需要了解海洋浮标的定义和分类。

海洋浮标是一种安装在海洋上用于测量、监测和收集数据的装置。

根据其用途和功能，海洋浮标可以分为气象浮标、海洋科学浮标、海洋环境浮标等。

它们通常由浮筒、传感器、通信设备和电源系统等组成。

海洋浮标的功率是指其所搭载的电源系统的输出功率。

电源系统是保证浮标正常运行的核心部件，通常采用太阳能电池板、风力发电机或者燃料电池等方式提供能源。

其中，太阳能电池板是最常用的能源来源，因为海洋浮标通常位于阳光充足的海域，可以通过太阳能转化为电能。

太阳能电池板将太阳能转化为直流电，并通过电池储存，以供浮标各个系统使用。

风力发电机则适用于大风海域，通过转动风轮产生电能。

燃料电池则利用氢气与氧气的化学反应产生电能，具有能量密度高和长时间供电的优势。

海洋浮标的功率决定了其所能支撑的功能和性能。

首先，功率的大小直接影响浮标的持续运行时间。

当太阳能或风力不足时，电池能量的消耗将超过充电速度，导致浮标停止运行。

因此，提高功率可以延长浮标的运行时间，增加数据采集和监测的有效性。

功率的大小也决定了浮标所能搭载的传感器和设备的种类和数量。

海洋浮标的主要功能是测量海洋环境参数，如海洋温度、盐度、气象条件等。

这些参数的测量需要使用各种传感器，而传感器的工作电压和功耗会影响浮标电源系统的设计。

较大的功率可支持更多的传感器和设备，从而提供更多的数据和信息。

功率的大小还影响了浮标的通信能力。

海洋浮标通常通过卫星或无线电等方式与地面站点进行数据传输。

较大的功率可以提供更强的信号强度和更远的传输距离，从而增强浮标与地面站点之间的通信能力。

海洋浮标的功率是实现其各项功能的关键因素之一。

通过提高功率，可以延长浮标的运行时间，增加数据采集和监测的有效性，支持更多的传感器和设备，以及增强与地面站点之间的通信能力。

第４７卷㊀第３期２０１８年６月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀船海工程ＳＨＩＰ＆ＯＣＥＡＮＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｖｏｌ.４７㊀Ｎｏ.３Ｊｕｎ.２０１８㊀㊀㊀ＤＯＩ:１０.３９６３/ｊ.ｉｓｓｎ.１６７１￣７９５３.２０１８.０３.０３５深海多功能浮标设计葛锡云ꎬ赵俊波ꎬ陈南若ꎬ李锦(中国船舶科学研究中心深海载人装备国家重点实验室ꎬ江苏无锡２１４０８２)摘㊀要:为满足深海载人平台深海高精度定位及远距离通信的需求ꎬ分析目前深海多功能浮标的技术现状ꎬ通过对深海多功能浮标有缆方案和无缆方案的对比分析ꎬ确定深海多功能浮标的技术方案ꎬ阐述深海多功能浮标的工作原理及系统组成ꎬ基于深海多功能浮标的横摇特性ꎬ仿真验证其在５级海况的横摇角度符合设计指标及要求ꎮ关键词:深海载人平台ꎻ高精度定位ꎻ远距离通信ꎻ深海多功能浮标ꎻ横摇特性中图分类号:Ｕ６６０.１ꎻＴＮ９２５㊀㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀㊀文章编号:１６７１￣７９５３(２０１８)０３￣０１５４￣０５收稿日期:２０１７－０９－２０修回日期:２０１７－１０－１４基金项目:国家重点研发计划(２０１７ＹＦＢ０２０２７０１)第一作者:葛锡云(１９８６ )ꎬ男ꎬ硕士ꎬ工程师研究方向:观通导航系统及设备㊀㊀目前 蛟龙号 深海勇士 等深海载人平台主要依靠水面支持母船ꎬ实现深海高精度定位ꎬ以及与岸基之间的远距离通信ꎮ但随着深海载人平台续航能力的提升ꎬ对其自主能力提出了更高的要求ꎬ不再依赖水面母船的支持ꎮ因此ꎬ深海载人平台独自在深海长时间航行作业期间ꎬ如何获取高精度的位置信息和实现与外界信息的远距离交互ꎬ成为深海载人平台的迫切需求ꎮ为此ꎬ国外相继发展了多种体制的多功能浮标技术和装备ꎬ基本途径是在水下释放搭载导航定位㊁通信㊁光电探测等多种传感器的浮体ꎬ上浮出水面快速执行任务后立即回收或抛弃ꎮ按照浮标是否可重复使用ꎬ可分为消耗型浮标和可回收型浮标ꎻ按浮标的连接方式ꎬ可分为有缆浮标和无缆浮标２种ꎻ按使用方式分主要有抛弃式浮标㊁拖曳式浮标和系留式浮标３种[１]ꎬ见表１ꎮ国外多功能浮标在设计时ꎬ为提高深海载人平台的隐蔽性ꎬ未采用声学定位的方式进行水下位置的精确校准ꎬ因此浮标虽能够实现自身高精度定位ꎬ但深海载人平台无法获得更为精确的水下位置ꎮ针对深海载人平台的迫切需求ꎬ提出一种深海多功能浮标的总体技术方案ꎬ以期实现深海载人平台水下绝对位置的精确校准ꎬ远距离的语音和数据通信ꎮ表１㊀国外多功能浮标技术特点[２￣４]对比项抛弃式浮标拖曳式浮标系留式浮标典型装备㊀美国的抛弃式导航通信浮标㊀德国的卡里斯托拖曳浮标㊀英美联合研制的可回收光纤系留浮标用途㊀应急情况下的定位和远距离通信㊀光电探测㊁电子侦查㊁定位㊁远距离通信㊀光电探测㊁定位㊁远距离通信电缆㊀有㊀有㊀有搭载设备㊀ＧＰＳ㊁ＵＨＦ㊁铱星㊀光电成像㊁ＥＳＭ模块㊁ＧＰＳ和ＵＨＦ㊀ＧＰＳ㊁ＵＨＦ和光电成像优点㊀使用简单㊁可靠性较高㊀浮体稳定㊀隐蔽性㊁扩展性和适装性好缺点㊀发射噪声大㊁使用成本高㊀隐蔽性差㊁适装性差㊀可靠性差１㊀深海多功能浮标技术指标对比１.１㊀多功能浮标主要技术指标要求多功能浮标主要技术指标见表２ꎮ表２㊀多功能浮标主要技术指标[５]工作时长不小于２０ｄ(每天工作时间约２ｈ)工作海况不低于５级海况卫星定位定位精度不低于２０ｍ声学定位距离不小于８ｋｍꎬ定位精度不低于２ɢ斜距卫星通信具备语音和数据通信能力水声通信通信距离不小于８ｋｍꎬ通信速率为２５６ｂ/ｓ１.２㊀有缆浮标与无缆浮标方案对比有缆浮标与无缆浮标区别主要在于:深海载人平台与多功能浮标之间的数据传输及供电ꎮ有缆浮标优点是深海载人平台与多功能浮标之间数据传输可靠ꎬ深海载人平台能够为多功能浮标提供能源供给ꎬ能有效地减小多功能浮标的重量和体积ꎮ其缺点是在深海载人平台上需要增加收放多功能浮标的绞车和电缆等设备ꎬ并且ꎬ由于多功能浮标工作时ꎬ距离深海载人平台有数千米的距离ꎬ多功能浮标与深海载人平台之间的电缆可能会对深海载人平台的水下安全产生影响ꎬ同时浮标也可能无法正常工作ꎮ因此ꎬ为保证深海载人平台水下航向作业的安全ꎬ以及减轻深海载人平台总体负担ꎬ初步考虑采用无缆浮标的方案ꎮ２㊀多功能浮标总体技术方案２.１㊀多功能浮标组成多功能浮标主要由控制主机㊁卫星通信系统㊁卫星定位系统㊁声学应答器㊁能源供应系统㊁测量传感器㊁设备舱㊁安装固定装置等组成[６]ꎬ见图１ꎮ图１㊀多功能浮标组成１)系统控制主机ꎮ系统控制主机用于深海载人平台遥控多功能浮标中各设备的启停ꎬ以降低多功能浮标各设备的功耗ꎬ控制主机平时处于休眠状态ꎬ通过用声学应答器对其唤醒开始工作ꎮ它通过声学应答器接收深海载人平台发送的遥控指令及发送相关信息到深海载人平台ꎮ２)卫星通信定位设备及天线ꎮ卫星通信定位设备及天线用于深海载人平台水下作业时与支持母船或岸基之间的数据传输ꎬ以及接收全球定位数据以确定多功能浮标的绝对定位坐标ꎮ天线安装在多功能浮标上ꎬ工作时要求浮在水面以上ꎻ收发主机则安装在设备舱内ꎬ二者之间通过水密电缆相连实现微波通信ꎮ卫星通信系统的启停由控制主机控制ꎮ３)声学应答器ꎮ声学应答器主要建立多功能浮标与深海载人平台之间的通信ꎬ同时确定多功能浮标相对于水下深海载人平台的相对位置ꎮ声学应答器包括控制主机和换能器两部分ꎮ４)高性能锂电池ꎮ高性能锂电池主要为多功能浮标上的设备进行供电ꎮ蓄电池量应不小于６０Ａｈꎬ因此选用软包装的２４Ｖ㊁２０Ａｈ动力锂电池三组并联使用ꎮ锂电池组统一或单独安装在设备舱内ꎬ锂电池组使用过程中的状态通过多功能浮标主机进行监控ꎬ并把相关数据发送到水下深海载人平台ꎮ５)其他设备ꎮ其他设备为可选设备ꎬ主要包括物化传感器和ＣＴＤ传感器ꎮ主要用于在多功能浮标的上浮过程中ꎬ对海洋物理化学参数进行剖面测量ꎮ２.２㊀多功能浮标工作原理按照对多功能浮标的功能需求ꎬ与多功能浮标相关的整个系统分为多功能浮标㊁深海载人平台和母船或岸基三部分ꎬ其工作原理如图２所示ꎮ多功能浮标与深海载人平台不通过电缆连接ꎬ二者之间主要使用水声信号进行数据通信ꎬ工作时多功能浮标由深海载人平台水下释放ꎬ多功能浮标被释放后依靠自身浮力浮到海面后开始建立通信链路ꎬ多功能浮标把所接收到的水声信号变成微波信号ꎮ通过通信卫星实现与母船或岸基之间的通信ꎬ还可以接收定位卫星信号以确定其在水面位置ꎬ然后深海载人平台通过水声定位或位置推算的方法在水下对其导航定位位置进行校准ꎮ多功能浮标工作完成后水面母船或深海载人平台通过作业潜器等方式回收ꎮ图２㊀多功能浮标的工作原理示意３㊀浮标横摇性能分析３.１㊀浮标在静水中的自由横摇假设浮标在静水中自由横摇ꎬ忽略其阻尼力矩ꎬ只考虑惯性力矩和恢复力矩ꎬ则可计算浮标自由横摇的近似固有频率ｎφｎφ＝ＤｈＪφφ＋ΔＪφφ(１)式中:Ｄ为浮标排水量ꎻｈ为浮标初稳心高ꎻＪφφ为浮标转动惯量ꎻΔＪφφ为浮标附加转动惯量ꎮ由式(１)可得浮标自由横摇的近似固有周期Ｔφ为Ｔφ＝２πｎφ＝２πＪφφ＋ΔＪφφＤｈ(２)㊀㊀由式(２)可见ꎬ浮标作小角度横摇时ꎬ其横摇固有周期同横摇角的大小及持续时间无关ꎬ仅仅取决于浮标的排水量ꎬ初稳心高及转动惯量ꎮ实践表明转动惯量对横摇固有周期不很敏感ꎬ因此通常采用杜埃尔公式[７￣９]进行估算ꎮＪφφ＝Ｄ１２ｇ(Ｂ２＋４ｚ２ｇ)(３)式中:ｇ为重力加速度ꎻＢ为浮标直径ꎻｚｇ为浮标重心距基线的高度ꎮ当ｈ>０.１５ｍ时ꎬ依据式(２)㊁式(３)可得Ｔφ＝０.５８Ｂ２＋４ｚ２ｇｈ(４)㊀㊀当ｈ<０.０５ｍ时ꎬＴφ＝１０.３φｍａｘＪφφ＋ΔＪφφＤｒ(５)式中:φｍａｘ为最大横摇角ꎻｒ为横稳心半径ꎮ当０.０５ɤｈɤ０.１５ｍ时ꎬ可取式(４)㊁式(５)两式计算结果的平均值ꎮ３.２㊀浮标在规则波中的横摇运动浮标在波浪上的横摇运动ꎬ归结为分析计算浮标在波浪上横摇运动的受力ꎬ并建立和求解的横摇运动方程ꎮ浮标横摇主扰动力矩的计算ꎬ可根据傅汝德关于船在正横波中的横摇经典理论[９￣１１]ꎬ假定:１)作用于浮标上的规则波是稳定的平面进行波ꎮ２)浮标的存在不影响波浪质点运动ꎮ３)浮标处在正横波上ꎬ其直径㊁吃水与波长比较是很小的ꎮ４)不考虑阻尼及附加质量影响ꎮ如图３所示ꎬ假设浮标在正横波中的一个瞬时状态ꎬ它倾斜一个角度φꎬ水的作用力矩为ＭＦ＝－γＶＧＫ＝－γＶｈｓｉｎ(φ－α)(６)式中:α为波面角ꎻｈ为初稳心高ꎮ假设附加质量和阻尼力矩很小ꎬ可以忽略[１２]ꎬ且在小角度横摇时ꎬＪθθφ ＝ＭＦ＝－Ｄｈｓｉｎ(φ－α)ʈ－Ｄｈ(φ－α)图３㊀多功能浮标在规则波中的示意图式中:Ｊθθ为浮标本身转动惯量ꎻＤｈφ为浮标横倾角φ引起的恢复力矩ꎻＤｈα为波浪主扰动力矩ꎮ整理(７)可得Ｊθθφ ＋Ｄｈ(φ－α)＝０(８)㊀㊀假设初始条件φ０＝̇φ０＝０ꎬ由于波浪近似于简谐波ꎬ波面角方程为α＝α０ｓｉｎ(ωｔ)ꎬα０为最大波面角ꎬω为浮标强迫横摇圆频率ꎬ则式(８)的通解为φ(ｔ)＝α０１－Ｔ２φＴ２α(ｓｉｎ(ωαｔ)－ＴφＴαｓｉｎ(ωφｔ))㊀(９)式中:Ｔφ为浮标横摇的近似固有周期ꎻＴα为波浪周期ꎮ当自由阻尼横摇振幅衰减为０时ꎬ浮标最大横摇角为φｍａｘ＝α０１－Ｔ２φＴ２α＝πＨＬ(Ｔ２αＴ２α－Ｔ２φ)(１０)式中:Ｈ为波高ꎻＬ为波长ꎮ３.３㊀多功能浮标横摇仿真验证浮标在波浪中的横摇性能与浮标横摇的固有周期和波浪周期有关ꎮ由式(４)可知ꎬ浮标横摇的固有周期与浮标直径Ｂ㊁浮标重心距基线的高度ｚｇ以及浮标初稳性高ｈ有关ꎮ浮标在设计时ꎬ可减小浮标直径ꎬ降低浮标重心位置ꎮ浮标重心为ｚｇ＝Ｗ１ｌ１＋Ｗ２ｌ２＋ ＋Ｗｎｌｎðｎｉ＝１Ｗｉ(１１)㊀㊀将表３中浮标设备的重量及尺寸代入式(１１)中ꎬ可得浮标重心距基线的高度ｚｇ约为０.２１ｍꎮ多功能浮标需要在５级海况正常工作ꎬ为保证其定位和通信质量ꎬ要求其横摇角不大于１０ʎꎮ经查阅海上标准可知ꎬ５级海况平均波高Ｈ表３㊀多功能浮标主要设备参数统计表设备名称尺寸/ｍｍ重量/ｋｇＧＰＳ/北斗一体机ϕ１７０ˑ２０５２.０天线ϕ１７８ˑ１２２０.９主机１８０ˑ１６５ˑ５０１.３换能器ϕ９５ˑ３００２.５主机ϕ９４ˑ４８０４.９控制器主机１００ˑ１００ˑ５０１.０锂电池２６０ˑ１４６ˑ３４８２８.０总计５５.３为１.３１１ｍꎬ平均波长Ｌ为３０.１８ｍꎬ波浪周期Ｔα为５.４ｓꎬ则多功能浮标横摇角度随其固有周期的变化规律如图４ꎮ图４㊀多功能浮标横摇角度随其固有周期的变化由图４可见ꎬ为保证多功能浮标具有较小的横摇角度ꎬ则其固有周期应尽量避开波浪周期ꎮ多功能浮标的总重量约为５５.３ｋｇꎬ则浮标的排水体积Ｄ为０.０５４ｍ３ꎬ浮标稳心距基线的高度为ｚＢꎬ则横稳心半径为ＢＭ＝ＩＴＤ＝πＢ４６４Ｄ(１２)㊀㊀由于横稳心半径ＢＭ的值较小ꎬ忽略不计ꎬ则初稳心高为ｈ＝ＢＭ＋ｚＢ－ｚｇʈ０.２１６πＢ２－０.２１(１３)㊀㊀由式(４)㊁式(５)可绘制出多功能浮标固有周期随浮标直径的变化值ꎬ见图５ꎮ图５㊀多功能浮标固有周期随其直径的变化由图５可见ꎬ多功能浮标直径选择时ꎬ应避开共振区ꎬ即Ｂ应尽量远离０.５~０.６ｍꎮ综合考虑多功能浮标直径为０.３ｍꎬ浮标稳心距基线的高度ｚＢ为０.３８ｍꎬ初稳心高ｈ为０.１６ｍꎬ在５级海况的最大横摇角φｍａｘ为８.２９ʎꎬ浮标横摇角符合设计要求ꎮ４㊀结论深海多功能浮标具有体积小㊁重量轻㊁易搭载等特点ꎬ适合大部分深海载人平台ꎬ有利于提高其水下高精度定位㊁远距离通信以及遇险救生通信的能力ꎬ为深海载人平台水下导航和通信提供了新的手段ꎮ后续将对圆柱形深海多功能浮标在不规则波中的横摇性能进行分析和仿真ꎬ进一步优化深海多功能浮标的直径ꎬ并在水池中对设计结果进行验证ꎬ以使其在５级海况下具备最优的横摇性能ꎮ参考文献[１]梁璐ꎬ马文骄ꎬ茆琳.国外潜艇通信浮标类型及技术分析[Ｊ].现代工业经济和信息化ꎬ２０１５(２０):７３￣７５.[２]严巍.两种新型潜艇通信浮标研究概况[Ｊ].舰船电子工程ꎬ２００６ꎬ２６(４):３１￣３４.[３]孙东平ꎬ荣海洋ꎬ张靖康.卫星浮标天线技术及其在潜艇通信中的应用[Ｊ].装备环境工程ꎬ２００９ꎬ１０(６):５４￣５６.[４]刘瑞海ꎬ徐文涛ꎬ张良.潜用抛弃式有线浮标及其关键技术[Ｊ].舰船科学技术ꎬ２０１７ꎬ３９(２):１３７￣１４０.[５]杨会金ꎬ王嘉鑫ꎬ姚武军.基于声学和无线电通讯的海洋中继浮标技术[Ｊ].舰船科学技术ꎬ２０１１ꎬ３３(５):１３７￣１４０.[６]王浩.深海浮标的总体设计与计算分析[Ｄ].哈尔滨:哈尔滨工程大学ꎬ２０１２.[７]曲少春ꎬ郑琨ꎬ王英民.圆柱形浮标运动分析与仿真[Ｊ].计算机仿真ꎬ２０１０ꎬ２７(６):３６３￣３６６.[８]唐超ꎬ卢树军ꎬ朱江.海浪摇摆下的浮标卫星通信系统性能分析半[Ｊ].通信技术ꎬ２０１６ꎬ４９(６):７２９￣７３４.[９]李积德.船舶耐波性[Ｍｌ.哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社ꎬ２００７.[１０]鄢文军ꎬ刘卫斌ꎬ刘云辉ꎬ等.一种浮标自由上浮模型试验换算方法[Ｊ].船海工程ꎬ２０１１ꎬ１０(５):１７２￣１７９.[１１]李玉成ꎬ王凤龙ꎬ康海贵.作用于小尺度圆柱上的波浪㊁水流力[Ｊ].海洋工程ꎬ１９９３(３):４６￣５９.[１２]杨瑞ꎬ刘寅东ꎬ顾群ꎬ等.海上溢油跟踪定位浮标参数分析及技术优化研究[Ｊ].船海工程ꎬ２０１４ꎬ８(４):１０１￣１０６.(下转第１６３页)２０１８年第３期李彬彬ꎬ等:深海作业平台燃料电池ＡＩＰ液氧系统供氧仿真分析船海工程第４７卷２０１２ꎬ３８(６):７０￣７３.[５]张超ꎬ鲁雪生ꎬ田丽亭.火箭低温液体推进剂增压系统数学模型[Ｊ].低温与超导ꎬ２００５ꎬ３３(２):３５￣３８. [６]谢雪梅.液氧箱自生增压试验研究[Ｄ].杭州:浙江大学ꎬ２００４.[７]何长勇.基于以太网的ＬＯＸ远程加注控制技术研究与实现[Ｄ].西安:西安电子科技大学ꎬ２０１３. [８]陈伟智ꎬ张维竞ꎬ张小卿.船舶中央冷却系统串级控制的建模与仿真研究[Ｊ].中国造船ꎬ２０１３ꎬ５４(１):１９８￣２０２.[９]ＶａｒｇａｓꎬＶａｒｇａｓＶＣꎬＡｄｒｉａｎＢｅｊａｎ.Ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｏｐ￣ｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｆｉｎｎｅｄｃｒｏｓｓｆｌｏｗｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｓｆｏｒａｉｒｃｒａｆｔｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｓ[Ｊ].ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｅａｔａｎｄＦｌｕｉｄＦｌｏｗꎬ２０１１ꎬ２２(６):６５７￣６６５. [１０]孙奇虎ꎬ章炜ꎬ王长悦.常规潜艇燃料电池ＡＩＰ的方案设计[Ｊ].舰船科学技术ꎬ２０１０ꎬ３２(３):３７￣４３. [１１]宋振国.船舶管网水力计算方法研究[Ｄ].大连:大连海事大学ꎬ２０１１.[１２]孙奇虎ꎬ章炜ꎬ王长悦.常规潜艇燃料电池ＡＩＰ的方案设计[Ｊ].舰船科学技术ꎬ２０１０ꎬ３２(３):３７￣４３. [１３]李奇.质子交换膜燃料电池系统建模及其控制方法研究[Ｄ].成都:西南交通大学ꎬ２０１１.ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＯｘｙｇｅｎＳｕｐｐｌｙｉｎＬｉｑｕｉｄＯｘｙｇｅｎＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＦｕｅｌＣｅｌｌＡＩＰｉｎＤｅｅｐ￣ｓｅａＯｐｅｒａｔｉｎｇＰｌａｔｆｏｒｍＬＩＢｉｎ￣ｂｉｎ１ꎬ２ꎬＫＯＮＧＸｉｎ１ꎬＺＨＡＮＧＪｉｅ１ꎬＷＡＮＪｉａｎｇ￣ｌｏｎｇ１ꎬＸＩＥＲｅｎ￣ｈｅ１(１.ＣｈｉｎａＳｈｉｐＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒꎬＷｕｘｉＪｉａｎｇｓｕ２１４０８２ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＤｅｅｐ￣ｓｅａＭａｎｎｅｄＶｅｈｉｃｌｅｓꎬＷｕｘｉＪｉａｎｇｓｕ２１４０８２ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｐｒｏｂｌｅｍｓｅｘｉｓｔｉｎｔｈｅｌｉｑｕｉｄｏｘｙｇｅｎｓｙｓｔｅｍｏｆｄｅｅｐ￣ｓｅａｏｐｅｒａｔｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｍｕｓｉｎｇｆｕｅｌｃｅｌｌａｓｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍꎬｓｕｃｈａｓｕｎｓｔａｂｌｅｏｘｙｇｅｎｓｕｐｐｌｙꎬｌａｒｇｅｐｒｅｓｓｕｒｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅｌｉｑｕｉｄｏｘｙｇｅｎｔａｎｋｗｉｔｈｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｐｅｒａｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓꎬａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｆｕｅｌｃｅｌｌｕｐｏｎｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｔｈｅｌｉｑｕｉｄｏｘｙｇｅｎｔａｎｋｉｓｎｏｔｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ.Ｔａｋｉｎｇａｔｙｐｅｏｆｄｅｅｐ￣ｓｅａｏｐｅｒａｔｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｍａｓｏｂ￣ｊｅｃｔｓꎬｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｏｘｙｇｅｎｓｕｐｐｌｙｗａｓｓｅｔｕｐｉｎＭＡＴＬＡＢ/Ｓｉｍｕｌｉｎｋｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｗｈｏｌｅｌｉｑｕｉｄｏｘｙｇｅｎｓｙｓｔｅｍｆｒｏｍｏｘｙｇｅｎｕｓｉｎｇｔｏｏｘｙｇｅｎｓｔｏｒａｇｅ.Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｄｅｅｐ￣ｓｅａｏｐｅｒａｔｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｍｇｉｖｅｓｒｉｓｅｔｏｔｈｅｃｈａｎｇｉｎｇｏｆｐｏｗｅｒａｎｄｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｏｘｙｇｅｎꎬｔｈｅｅｎｔｉｒｅｄｙｎａｍｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｈａｓｇｏｏｄｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｄｙｎａｍ￣ｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅꎬｔｈｅｌｉｑｕｉｄｏｘｙｇｅｎｓｙｓｔｅｍｃａｎｃｏｎｔｉｎｕｅｔｏｐｒｏｖｉｄｅｏｘｙｇｅｎｆｏｒｔｈｅｆｕｅｌｃｅｌｌｓａｎｄｈｕｍａｎｂｒｅａｔｈｉｎｇꎬｗｈｉｃｈｅｎｓｕｒｅｔｈａｔ１０ｐｅｏｐｌｅｃｏｎｔｉｎｕｅｔｏｗｏｒｋｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｆｏｒｍｏｒｅｔｈａｎ２０ｄａｙｓꎬｍｅｅｔｔｈｅｄｅｍａｎｄｏｆｌｏｎｇ￣ｔｅｒｍａｌｌ￣ｗｅａｔｈｅｒｏｐｅｒａｔｉｎｇｉｎｔｈｅｄｅｅｐｓｅａ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｆｕｅｌｃｅｌｌꎻｄｅｅｐ￣ｓｅａｏｐｅｒａｔｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｍꎻｌｉｑｕｉｄｏｘｙｇｅｎｓｙｓｔｅｍꎻｓｉｍｕｌａｔｉｏｎꎻＭＡＴＬＡＢ/Ｓｉｍｕｌｉｎｋ(上接第１５７页)ＤｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅＤｅｅｐ￣ｓｅａＭｕｌｔｉ￣ｐｕｒｐｏｓｅＢｕｏｙＧＥＸｉ￣ｙｕｎꎬＺＨＡＯＪｕｎ￣ｂｏꎬＣＨＥＮＮａｎ￣ｒｕｏꎬＬＩＪｉｎ(ＳｔａｔｅＫｅｙｌａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＤｅｅｐ￣ｓｅａＭａｎｎｅｄＶｅｈｉｃｌｅｓꎬＣｈｉｎａＳｈｉｐＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒꎬＷｕｘｉＪｉａｎｇｓｕ２１４０８２ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍｅｅｔｔｈｅｄｅｍａｎｄｏｆｈｉｇｈ￣ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇａｎｄｌｏｎｇ￣ｄｉｓｔａｎｃｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｏｆｄｅｅｐ￣ｓｅａｍａｎｎｅｄｐｌａｔｆｏｒｍꎬｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｓｔａｔｕｓｏｆｄｅｅｐ￣ｓｅａｍｕｌｔｉ￣ｐｕｒｐｏｓｅｂｕｏｙｉｓａｎａｌｙｚｅｄ.Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆｃａｂｌｅｐｒｏｇｒａｍａｎｄｃａｂｌｅｌｅｓｓｐｒｏｇｒａｍｏｆｄｅｅｐ￣ｓｅａｍｕｌｔｉ￣ｆｕｎｃｔｉｏｎｂｕｏｙꎬｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｐｒｏｇｒａｍｏｆｔｈｅｄｅｅｐ￣ｓｅａｍｕｌｔｉ￣ｆｕｎｃｔｉｏｎｂｕｏｙｗａｓｄｅｔｅｒ￣ｍｉｎｅｄ.Ｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｓｙｓｔｅｍｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｄｅｅｐ￣ｓｅａｍｕｌｔｉ￣ｆｕｎｃｔｉｏｎｂｕｏｙｗｅｒｅｅｘｐｏｕｎｄｅｄ.Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｏｌｌｃｈａｒａｃ￣ｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｄｅｅｐ￣ｓｅａｍｕｌｔｉ￣ｆｕｎｃｔｉｏｎｂｕｏｙꎬｔｈｅｒｏｌｌａｎｇｌｅｏｆｔｈｅｄｅｅｐ￣ｓｅａｍｕｌｔｉ￣ｆｕｎｃｔｉｏｎｂｕｏｙｉｎｔｈｅｆｉｖｅ￣ｌｅｖｅｌｓｅａｃｏｎｄｉｔｉｏｎｗａｓｅｍ￣ｕｌａｔｅｄ.Ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｄｅｓｉｇｎｍｅｅｔｓｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｄｅｅｐ￣ｓｅａｍａｎｎｅｄｐｌａｔｆｏｒｍꎻｈｉｇｈ￣ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇꎻｌｏｎｇ￣ｄｉｓｔａｎｃｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎꎻｄｅｅｐ￣ｓｅａｍｕｌｔｉ￣ｐｕｒｐｏｓｅｂｕｏｙꎻｒｏｌｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ。

浅谈国内航标新能源技术的应用作者：刘天才来源：《珠江水运》2018年第04期摘要：航标是我国航海安全保障体系的重要组成部分，航标能源的发展一直贯穿着航标技术的发展史。

本文介绍了航标新能源的种类、特性和国内航标新能源应用状况、发展前景及重点研究方向，对国内航标新能源应用具有一定的指导意义。

关键词：航标新能源应用1.航标能源应用原则航标是我国航海安全保障体系的重要组成部分。

它为我国航运事业的快速发展，为航行安全和海洋清洁提供了有力的支持和保障。

国内航标能源应用的原则是合理利用现有资源、节约能源、安全高效环保。

航标能源应用的首要问题是要提供安全可靠的助航服务，保障航行安全；其次是在有可靠安全保障的基础上，合理利用已得到认可的新能源；同时开发研究其它的新能源。

在此大原则下，在保障航标效能的前提下，三管齐下，使航标能源的应用和技术研究能跟上新科技发展，获得可持续发展。

2.航标新能源应用特性和国内应用状况据统计，到2016年我国沿海设置的各类航标已超过一万座，包括目视音响航标、RBN-DGPS台、AIS岸台、AIS航标和雷达应答器等助航标志和设施。

在所有航标能源中，市电无疑是最有保障的稳定的电力来源，但由于航标特殊的地理位置，能直接使用市电的只占一小部分，因此要充分研究和考虑其他能源、特别是可再生清洁能源的应用，如太阳能、风能、海洋能等。

2.1太阳能太阳能是地球上可以直接接受并利用的太阳辐射能。

太阳能的利用主要有三个方向：太阳能转化为热能、太阳能转化为电能、太阳能转化为化学能。

航标行业重点关注光电转换中的太阳能光伏发电。

太能阳光伏发电系统是一项非常成熟的技术，在航标上应用广泛，其普及率由高到低的航标是：灯船、灯浮标、灯塔和灯桩，平均应用普及率达百分之九十多。

太阳能光伏供电系统以其清洁、经济、环境要求低而得到广泛的应用，在航标上的应用应充分肯定和推广。

目前应用广泛的是硅太阳能电池，主要包括：单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池。

新型锂离子电池在储能中的应用随着人们对环保和能源问题的日益重视，储能技术开始受到更多的关注和研究。

而其中，新型锂离子电池作为一种新型的能量储存技术，正逐渐成为储能领域的主流选择。

那么，新型锂离子电池在储能中究竟能发挥何种作用呢？1. 储能系统中的新型锂离子电池储能系统中常用的电池类型主要有铅-酸蓄电池、钠硫电池和锂离子电池等多种。

而随着新型锂离子电池不断进步和发展，它越来越受到储能系统的青睐，成为了储能系统中的主导技术。

新型锂离子电池在储能系统中的优势主要体现在以下三个方面：首先，它拥有更高的能量密度。

与铅-酸蓄电池相比，新型锂离子电池能量密度更高，可以获得更高的储能效率。

其次，锂离子电池拥有更长的寿命和更好的安全性能。

由于锂离子电池具有更好的循环稳定性和电化学性能，因此更适用于储能系统。

最后，新型锂离子电池还有更好的环保性。

与铅-酸蓄电池相比，新型锂离子电池不会产生污染，对环境更加友好。

2. 电动汽车中的新型锂离子电池除了储能系统，新型锂离子电池还可以广泛应用于电动汽车领域。

随着电动汽车的推广和普及，新型锂离子电池已成为电动汽车领域的标配。

而在电动汽车中，新型锂离子电池的优势主要表现在以下几个方面：首先，高能量密度，可以提高电动汽车的续航里程。

此外，新型锂离子电池具有快速充电和深度放电的特点，使得电动汽车能够更快速地进行充电和行驶。

其次，在电动汽车中，新型锂离子电池还可以大大提高整车系统的高效性。

通过与电动机和控制器进行深度优化，可以大大提高整车的能效和动力性能。

除此之外，新型锂离子电池还可以根据电动汽车的使用环境和应用需求进行定制化设计，保证了电动汽车的能效和可靠性。

3. 未来的发展趋势虽然新型锂离子电池在储能领域和电动汽车领域已经有了广泛的应用，在未来，它还将继续展现出更大的潜力和发展空间。

首先，在技术方面，新型锂离子电池正在不断进步和演化。

通过不断提升电化学反应机理以及电池材料的性能，可以进一步提高新型锂离子电池的能量密度和循环稳定性，并提高其在储能领域和电动汽车领域中的应用价值。

漂浮电站原理及应用漂浮电站是一种利用水面上的太阳能发电设备。

与地面的太阳能发电系统相比，漂浮电站具有以下优点：灵活性高、适应性强、潜力巨大。

本文将从漂浮电站的原理、应用及发展前景三个方面进行详细介绍。

首先，漂浮电站的基本原理是利用光伏技术将太阳能转化为电能。

漂浮电站一般由多个太阳能电池板组成，这些电池板将太阳能辐射吸收并转化为直流电能。

然后，直流电能通过逆变器转化为交流电能，供给给周围的电力网络使用。

其次，漂浮电站的应用主要分为两个方面：建设在人工湖泊或水库，以及建设在海洋上。

在人工湖泊和水库中，漂浮电站可以最大程度地利用水面空间，无需占用陆地资源，可以在不同大小的水面上进行规模化建设。

当然，在建设时需要考虑电站对水环境的影响，以及对水上交通等活动的影响。

而在海洋中建设漂浮电站，能够更好地吸收太阳能，因为海洋对太阳光的反射较小。

此外，海洋大规模的漂浮电站建设还可以成为新的发电方式，解决传统陆地上发电资源有限的问题。

最后，漂浮电站的发展前景非常广阔。

首先，漂浮电站建设的成本较低，可以在短期内得到回报，这对于开发国家和地区来说具有重要意义。

其次，漂浮电站可以解决一些地区电力供应不足的问题，尤其是那些靠近水源的地区。

此外，漂浮电站还可以减少对燃煤等化石能源的依赖，减少二氧化碳排放，对应对气候变化起到积极作用。

总而言之，漂浮电站是一种利用水面上太阳能发电设备，具有灵活性高、适应性强、潜力巨大等优点。

在应用方面，可以建设在水库或海洋中，且潜力广阔。

同时，漂浮电站的发展前景也非常乐观，可以解决一些地区的电力供应问题，减少对化石能源的依赖，对应对气候变化起到积极作用。

摘 要：近年来，航标上使用锂电池作为能源系统的储存单元正在得到应用，并有逐渐取代传统铅酸电池的趋势。

广州航标处近年认真对锂电池进行应用性研究，在航标上进行推广，特别在岸标上得到广泛应用，也逐渐尝试在浮标上应用，所以在采购锂电池方面也在逐年增加，本文以阳江海域浮标维护管理上应用锂电池过程中进行试验和应用，提出锂电池在浮标能源系统上使用过程中一些意见。

关键词：航标 浮标 能源系统 锂电池1.前言锂电池在广州航标处的使用已经有6年了，刚开始主要在岸标上得到推广，浮标上使用一度被否定而放弃，原因是岸标存放环境和条件比较好，浮标由于受海水侵蚀容易使锂电池发生故障，广州航标处曾经在不同海域的浮标上试用锂电池，都发生过电池着火、电池进水等等故障，分析原因主要是锂电池内部进水或被海水腐蚀造成锂电池短路而故障。

从2017年开始阳江航标管理站分别在阳江港M1号灯浮、阳江港M2号灯浮上使用锂电池并进行长期跟踪试验，得到锂电池在浮标上应用是可行的。

本文主要是针对锂电池在浮标上使用如何有效保护的进行探讨，延长锂电池在浮标上的使用寿命。

2.广州航标处应用锂电池情况广州航标处应该是2013年开始在航标上应用锂电池，应用范围控制在个别航标管理站管辖水域的岸标和浮标上，属于试验性质，经反馈岸标使用比较正常，浮标使用问题比较多，主要原因是浮标经常摇摆，锂电池比较轻，并且锂电池内部不密封，容易进水发生故障。

因此，之后几年广州航标处锂电池主要是岸标上使用比较多，浮标还是延用铅酸电池比较多。

3.阳江航标管理站应用锂电池的情况阳江航标管理站也是在2013年使用锂电池，当时主要用于替换部分岸标的2V500A h铅酸电池组，分别在黄茅头灯桩、下川角咀灯桩、下鸡罩山灯桩使用锂电池，一直至今，这几座灯桩的锂电池运行状态都非常稳定。

至2019年，阳江航标管理站已经在辖区所有岸标上推广使用锂电池作为能源储存单元，所有岸标上应使用的锂电池的运行状态也是非常稳定的。

锂离子电池在动车组辅助电源系统的应用
锂离子电池是目前最常见的电动车辅助电源系统之一，在动车组的能量存储和供电方面具有很高的应用价值。

在电动车辅助电源系统中，锂离子电池主要用于储能和供电两个方面。

在能量储存方面，锂离子电池可以作为动车组的能量储备装置，以便在需要的时候向车辆提供动力。

动车组通过将电能转化为动力，实现车辆的移动。

当动车组需要停车或刹车时，锂离子电池可以将能量储存起来，以便在需要的时候向车辆提供动力。

锂离子电池具有高能量密度和长寿命的特点，能够在较小的体积和重量下存储大量的能量，为动车组提供持久和稳定的能量供应。

在供电方面，锂离子电池可以为动车组提供辅助电源，满足车内乘客和设备的供电需求。

动车组中有许多电器设备，如空调、照明、通信设备等，这些设备需要电能来运行。

锂离子电池可以作为辅助电源，为这些设备提供持续的电能供应。

由于锂离子电池具有较高的能量密度和能量转化效率，可以在较小的空间内提供更长时间的供电，同时具有较低的维护成本和较长的使用寿命，因此非常适合作为动车组的辅助电源。

锂离子电池还具有快速充电和高效能量回收的特点。

锂离子电池可以通过外部电源快速充电，短时间内储存大量能量；在动车组刹车时，锂离子电池可以通过能量回收系统将动能转化为电能，再进行储存和供电，提高能源利用效率。

锂离子电池在动车组的辅助电源系统中应用广泛。

它具有高能量密度、长寿命、快速充电、高效能量回收等优点，可以实现高效能量储存和供电，满足动车组的需求。

随着锂离子电池技术的不断发展和进步，它在动车组辅助电源系统中的应用将会越来越广泛。

浅谈锂电池在浮标能源系统上的使用
锂电池是一种常见的蓄电池，具有高能量密度、长寿命、低自放电率和环保等优点，
在浮标能源系统中具有广泛的应用前景。

锂电池具有高能量密度，能够为浮标能源系统提供大量的电能。

相对于传统的铅酸电池，锂电池能够提供更多的能量存储，从而延长了浮标能源系统的使用时间。

这对于需要
长时间运行的浮标能源系统来说非常重要，能够保证其稳定供电。

锂电池具有较长的使用寿命。

锂电池采用了先进的锂离子电池技术，具有循环性能好、寿命长的特点。

在浮标能源系统中，电池需要经历频繁的充放电循环，如果使用传统的铅
酸电池，其使用寿命会大大降低，而锂电池则能够更好地适应这种循环使用的需求。

锂电池具有低自放电率。

锂电池相对于其他类型的电池，在不使用情况下的自放电率
较低，能够更好地保存电量。

对于浮标能源系统来说，由于海上浮标地理位置的特殊性，
维护和充电可能会存在困难，因此需要电池具备较低的自放电率，以保证在不常用情况下
也能够提供足够的电能。

锂电池是一种环保和可再生的能源。

相比传统的铅酸电池，锂电池更加环保，对环境
的影响更小。

在浮标能源系统中，锂电池的使用可以减少污染物的排放，更好地保护海洋
生态环境。

锂电池在浮标能源系统上的应用具有广阔的前景。

其高能量密度、长寿命、低自放电
率和环保等优点，使其能够更好地满足浮标能源系统对稳定供电的需求。

随着电池技术的
不断发展和进步，相信锂电池在浮标能源系统中的应用会得到进一步的推广和普及。

铁电池在航标能源系统中的应用探讨摘要：通过统计当前航标能源系统在巡检维护中遇到的能源问题，分析铅酸蓄电池工作特性与航标实际工作环境的矛盾。

在此基础上，通过分析铁电池工作特性分析，得出来铁电池在航标应用的可行性。

关键词：航标能源;铅酸蓄电池;铁电池;可行性一、铅酸蓄电在航标能源系统应用过程中出现的问题从20世纪90年代，北方海区推广光伏太阳能系统以来，铅酸蓄电池就作为该系统重要的储能装置。

到2016年底，铅酸蓄电池已在航标能源系统中服役了近26年。

铅酸蓄电池价格低廉、电压稳定、免维护的特点符合航标行业的要求，为航标效能的正常发挥做出了巨大的贡献。

但我们不得不正视，面对突飞猛进的新科技时代，铅酸蓄电池虽然有一些优点，已经逐渐跟不上航标技术的新时代要求。

一是铅酸蓄电池生产回收过程对环境造成重金属污染，与绿色航标的发展理念背道而驰。

铅酸电池在生产环节中产生的含铅废水、废气、铅尘等污染物，极易造成对环境的重金属污染。

二是铅酸蓄电池在实际航标工作环境寿命与设计相差大。

灯浮标工作环境恶劣，夏季电池箱在太阳直射下，内部温度能达到55℃以上，而冬季北方海区海上气温寒冷，最低温度能达到-20°左右，以青岛航标处广泛采用的武汉长光电池有限公司生产的100AH,12V阀控式铅酸粗电池为例，其最佳运行温度环境为20℃-25℃，极限范围为-15℃-45℃，而有研究表明，25℃是铅酸蓄电池可获得较长的寿命的最理想环境，若运行温度升高10℃则电池使用寿命就约会降低为原来二分之一，则铅酸电池温度技术参数与航标实际工作环境差距大的使用特性导致在海上应用环境中电池的寿命、可靠性大大降低，尤其是在夏季、冬季，其实际使用寿命多为2到3年。

三是铅酸电池能量密度低，重量大、体积大，以青岛航标灯浮标光伏太阳能系统为例，储能电源由两块100AH,12V铅酸电池组成，一块重量为33.8KG，两块达到了67.6KG，若航标抢修需更换蓄电池，即使在无风浪条件下也需3-4人协作才能完成蓄电池更换任务，尤其目前航保一线航标工人年龄结构老化，在有风浪条件下作业难度更为艰难；另外由于体积大，两块蓄电池之间必须由两长约30厘米的蓄电池连接线进行连接，连接线经常由于蓄电池拉扯、晃动出现折断，降低了光伏太阳能系统的可靠性。

论锂电池在航标电源上的应用
李建涛
【期刊名称】《电源技术》
【年(卷),期】2016(040)011
【摘要】从航标能源的发展历程切入,分析了航标电能存储的特殊技术要求;概述了锂电池这一新型电能存储装置及其主要技术特性;通过与传统铅酸蓄电池的对比分析,论述了锂电池应用于航标电源的技术优势;通过对各种锂电池技术特点的对比,得出了三元锂电池最适合航标应用的结论,进而讨论了锂电池在航标应用中需要重点把握的四个关键技术,为锂电池在航标电源上的应用指明了技术方向.
【总页数】3页(P2267-2269)
【作者】李建涛
【作者单位】北海航海保障中心,天津300455
【正文语种】中文
【中图分类】TM912
【相关文献】
1.超级电容在航标太阳能电源系统的应用研究 [J], 彭天堂
2.电动自行车产业升级关键在于锂电池——马中超"促进中国锂电池及锂电池电动自行车企业发展座谈会"上的发言 [J], 蔡敦权
3.为锂电池在电动自行车上的应用开创一个良好局面——中国自行车协会理事长王凤和在“2007振龙锂电池新技术、新产品发布会”上的发言（摘要） [J],
4.浅谈磷酸铁锂电池在航标能源系统中的应用 [J], 杨清玲;常鹏;吴林胜
5.中国化学电源50年(4)--锂电池(上) [J], 夏熙
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新能源船舶锂电池应用前景发布时间：2021-07-08T11:20:26.387Z 来源：《基层建设》2021年第11期作者：张爱钢[导读] 摘要：随着全球气候变暖的加剧，人们的环保意识逐渐加强，当前国际海事组织对船舶的要求也趋向绿色发展，对有害废弃物体的排放进行限制，旨在实现船舶的绿色出行。

湖南万骏船舶有限公司摘要：随着全球气候变暖的加剧，人们的环保意识逐渐加强，当前国际海事组织对船舶的要求也趋向绿色发展，对有害废弃物体的排放进行限制，旨在实现船舶的绿色出行。

我国也逐渐将船舶污染的控制治理作为重点，不仅进一步扩大排放范围也对区域内船舶相关物质的排放做出明确规定，开始尝试在船舶中使用一些新能源。

由此可见，绿色环保电动船舶的应用前景是十分广阔的，电动船需要耗费大量储备能量，因此电池是不可缺少的。

与常规电池相比而言，锂电池具有众多的优势。

因此本文首先介绍了锂电池的相关情况，并对其在船舶中的应用情况进行了详细分析。

关键词：新能源；锂电池；船舶应用1.锂电池的介绍锂电池的材料可以分为正极和负极，由不同的材料构成。

当前在市场中应用的锂电池正极材料可以分为以下几种类型，这些锂电池的电压特性在表1中有详细的说明。

表 1不同型号锂电池电压特性2.锂电池的特点和传统的电池相比，锂电池的优点是更多的。

首先锂电池的能量储存密度更高，目前已经达到500到600瓦时每千克。

再次，从重量来看，同体积情况下锂电池的质量更轻。

同时，从使用周期来看，锂电池的寿命更长，一般能够用到5年以上。

此外，锂电池还能够承受高功率和低温环境，在充放电速度很快，在低温环境下仍然能输出满格电量。

最后，从环保程度来看，锂电池里面不含铅，对环境的负面影响更小。

然而，锂电池也不是十全十美的，和铅酸蓄电池相比，锂电池的安全程度要弱一些，在被撞击或是高温的状态下，容易起火发生爆炸。

当前锂电池的制作成本还是较高的，在使用上要考虑成本预算。

3.电池管理系统（BMS）及配电网络构成锂电池组的重要组成部分就包括电池管理系统，即Battery Management System，也就是我们所说的BMS，它在通常情况下都是由设备厂家提供的，它能够进行检测保护，实现能量的均衡划分。