挪威“Yara Birkeland”号

全球首艘零排放全电动集装箱船

电动船舶在降低运营成本、提升驾乘体验、以及推动船舶智能化等方面优势较为明显。

运营成本低

纯电动船舶较常规柴油机船舶运营成本具有较大优势，以拖轮为例测算，纯电动船舶使用寿命30年内动力消耗可节省一条常规拖轮的造价。

可操纵性强

纯电动船舶的推进电机转速易于调节，螺旋桨采用全回转设计，在正反转各种转速下都能提供恒定的转矩。

可靠性强

纯电力推进船舶使用多组电池组互为备用，当部分电池组故障时电池管理系统可以及时隔离处理，不影响动力系统的供电。

空间利用率高

传统船舶轴系长度往往占到船长的40%左右，纯电力推进的船舶替代传统的传动轴系、发电机、分油机、油柜、燃油锅炉等设备设施以及燃油管线，改善了机舱的布置，可以更加合理地利用机舱空间。

环保

纯电力推进船舶大大减少船上振动和噪音，提高船员和乘客的舒适度且工作期间无大气污染物排放，也减少燃油对水域污染的可能性。电池到达使用寿命后，厂家可对废旧电池进行回收和集中处理。

智能化

纯电动船舶摒除大量燃油机器设备，取而代之的是操控便捷、集成化智能化更高的电气设备，自动化程度高，更有利于实现机驾合一。

船用电力推动系统架构

图源：E FALKE

电池系统：主要包含电池和BMS两个部分，电池是电动船舶的动力源，性能与成本均占据主导。当下中国船舶锂电主要采用铁锂电池，通常需要具备高一致性、高安全、高性能、长寿命等特点，电池系统与BMS结合，可实现稳定高效运行。

40M Wh的大型轮渡船电池组

图源：Corvus Energy

电控系统：电控系统包含网络控制设备和配电单元。网络控制设备包含中央处理单元，屏幕显示单元，交换机与通信模块单元等。

配电设备包含配电板、启动器、岸电箱和应急充放电板等。

推进系统：主要包含推进逆变器、推进电动机和推进器等部分，是电动船舶的动力单元。根据电力组网技术不同，电力推进可分为交流组网和直流组网。当下直流组网是主流技术路线，相比交流组网，系统集成度更高，因省去配电板和部分变压器，体积、重量减小，油耗和噪音也有所降低。

直流组网推进系统

图源：wartsila

岸电系统（Shore Power System）是指在船舶正常营运靠港期间港口向船舶供电的系统，也被称为港口岸电系统或靠港船舶使用岸电系统。

岸电系统的主要组成部分包括：

岸上电源：包括发电站、变电站和配电装置等，可以使用传统的电力网络或可再生能源如太阳能、风能等进行电力供应。

岸上电缆：连接岸上电源和船舶的电缆系统，需要具备高强度、耐腐蚀和绝缘性能。

船舶接口设备：包括岸电接口设备和船舶接收设备，岸电接口设备位于岸边，负责将电力从岸上电缆连接至船舶上。

控制与监测系统：用于控制岸电系统的运行和监测电力传输的设备，可以实时监测电力负荷、电压、频率等参数，并进行调节和管理 。

船舶绿色化要求船舶靠泊和行驶的低排放。一方面，岸电是实现船舶靠泊期间零碳排放的可行方案，另一方面，电动船舶数量的提升亦将推动岸电系统的建设和改造。