内河航运是综合运输体系和水资源综合利用的重要组成部分，2021 年，我国内河航运货运量 41.89 亿吨，货运船舶 8.4 万艘。在促进区域经济发展的同时，不可忽视传统以柴油为动力的船舶营运对内河水资源的污染和生态环境的影响。交通运输业的碳排放从 2010年的 0.4827 亿吨到 2021 年超过 1 亿吨，占我国碳排放总量约 10.4%，其中，水运约占 6.47%。国家“双碳”战略、“交通强国建设纲要”、“内河航运发展纲要”、“内河绿色智能”等一系列发展纲要和规划，对内河航运向绿色转型提出了发展要求，新能源技术研发和示范应用，为内河运力装备革命提供了发展路径。因此，加快运力装备技术更新，依靠各类电池等清洁能源作动力的电动船舶，能够大幅降低船舶污染物气体排放甚至“零排放”，已经成为航运业研究和发展的热点之一。本项目旨在通过采用超级电容+锂电池的双电动力船舶关键技术研究和实船应用，真正实现货运船舶营运“低污染，低排放，无噪声”等，改善船员的工作环境，降低营运成本，对保护内河水资源、实现国家循环经济发展、碳达峰和碳中和目标具有重要意义。

主要技术内容

本项目研究了基于 CAN 总线结构的双电动力船舶模块化设计方法，提出了内河船舶双电动力推进系统的标准架构，突破了双电储能优化配置设计及复合储能系统与能量管理策略的关键技术，实现了双电船舶推进系统的总集成技术和实船应用。

（1）基于仿真模型研究，首次突破了超级电容+锂电池配比关键技术，解决了船舶双电推进系统的标准架构问题；

（2）基于高速数字控制器+大规模逻辑控制器（DSP+FPGA），开发了双电匹配优化算法，解决了双电船舶整船推进控制及能量调度问题。

（1）环保性：双电动力船舶低污染，不会造成燃油船舶可能引起的油污染。

（2）动力性能：利用双电动力船舶推进系统的优点，比传统燃油船的加速性能要好很多。当系统有启动、加速等瞬间强劲功率需求时，由超级电容给出能量，当需要较长时间能量输出时，则由动力锂电池给出，当有反向、制动等能量回馈需求时，将通过超级电容的瞬间储能过程将能量回收。

（3）续航力：根据 500 吨货船实际航行测试结果，载荷电池为满容量时，满载航行航速为 8km/h，续航里程为 230 公里。

（4）震动：双电动力船舶震动很小。

（5）噪音：机舱部分比传统燃油船至少减少 30 分贝以上。

（6）安全风险：本研究在工程化及使用前对双电动力船舶总体安全性设计、动力系统安全性分析和电池系统安全性分析等方面，进行了充分论证，双电船动力系统满足 CCS 有关规范和规则，运行结果证明，安全可靠性较好。

（7）工作环境：船员驾驶区、生活区更舒适。

项目由武汉理工大学、湖州港航管理局、上海瑞华（集团）有限公司三家单位联合研究，成员有王海燕、朱维平、赵列克、帅鸿元、史旭初、王海华、陆政德、高海波、金钱菽、吴砚、冯吉勋、杨雍、徐双喜、柯姜岑、郑亚红。

现有技术已成功运用于港航管理用艇、旅游客船、散货船等船舶（见表 1）。从企业出具的应用证明可以看出，该技术不仅降低了环境污染，改善了船员的工作和休息环境，更重要的是降低了船舶年能耗成本 40%以上，为企业创造了良好的经济效益和社会效益。

由武汉理工大学、湖州市港航管理局（现更名为湖州市港航管理中心）和上海瑞华（集团）有限公司共同承担的“双电（超级电容+锂电池）动力船舶关键技术研究及实船应用”项目中，提出的内河船舶双电动力的标准架构和双电储能优化配置设计及复合储能系统与能量管理策略的关键技术，已经成功应用于内河散货船运输、海事公务巡逻艇、观光客船等船型上，如“川海巡 168”公务艇、“瑞华一号”双电船舶、“中天电运 001号”双电纯电动船、“河豚号”纯电动散货船等。从目前提供的应用证明可以看出，运行效果良好，能耗成本明显降低，碳排放减少，船员的工作环境和生活环境明显改善，为企业创造了良好的经济效益和社会效益。同时，对保护内河水资源、实现内河运力装备变革和航运可持续发展具有重要意义。