从汽车到eVTOL再到船舶，造船业走向电动化

电子发烧友网报道（文/梁浩斌）最近，中国船舶工业行业协会在新闻发布会上表示，2024年一季度，我国造船完工量、新接订单量和手持订单量，三大指标均同步增长，分别占世界市场份额的53.8%、69.6%和56.7%。很多企业订单已经排到2028年。
 
过去，大型船只往往都采用燃油动力，而节能减排的趋势下，LNG液化天然气动力得到了发展，目前已经在一些航线上广泛应用。而近年来汽车从燃油转向电动的电动化趋势，其实在船舶领域也在推进中。
 
动力电池巨头入局纯电船舶
 
今年4月，全球首制江海直达纯电动力集装箱船“中远海运绿水01”安全靠泊上海洋山港，该船是目前全球最大、世界第一艘万吨级纯电动力集装箱船。该船总长119.8米，型宽23.6米，型深9米，设计吃水5.5米，最高航速19.4公里/小时，在电动集装箱船总长、型宽、装箱数、载重吨及电池容量方面均是世界第一。
 
该船电池由中创新航供应，搭载了中创新航设计和开发的船用集装箱式电池产品，采用换电模式，通过港口起重机将集装箱式的电池堆放到船上指定位置，还可以根据航程需要来配置集装箱电池数量。
 
除中创新航外，国内头部的动力电池厂商不少都有入局电动船舶领域。早在2017年，宁德时代就开始布局电动船舶，是最早获得中国船级社（CCS）最新检测指南《纯电池动力船舶检验指南》认可和检验的动力电池企业。
 
2022年，宁德时代成立了全资子公司宁德时代电船科技有限公司，第二年6月，宁德时代注册了“时代电船”商标，开始准备推出全新的电动船舶相关方案。
 
2023年12月，在中国国际海事技术学术会议和展览会上，宁德时代发布了行业首个新能源船舶全生命周期协同运营云平台，并亮相了多款船用电池系统及船舶动力系统解决方案、首个零碳充换电综合补能解决方案等。
 
2021年，欣旺达电动汽车电池有限公司获得中国船级社型式认可证书，认证产品名称为“蓄电池磷酸铁锂电池”，产品适用于船舶与海上设施，证书有效期至2025年。即意味着公司的动力电池能够应用在电动船舶等领域中。
 
而更早之前，亿纬锂能在2016年的船用动力电池就获得了中国船级社认证。截至2023年10月，亿纬锂能累计装船量达447艘，全国有超过50%的电动船舶配套亿纬的电池解决方案，累计出货规模超过200MWh。
 
国轩高科也在2017年开始布局电动船舶业务，其相关电芯/电池包/BMS等均通过了中国船级社（CCS）认证。国轩高科凭借先进的电池技术和系统解决方案，在“特定水域—内河水域—近海水域”等应用场景持续投入产品研发和项目应用。
 
电动船舶带动相关产业
 
自2023年开始，内河航运领域就掀起了电动化的热潮，根据《中国电动船舶行业发展白皮书（2024年）》的数据，截至2023年底，中国电动船舶保有量已经超过700艘，2023年新增数量超过200艘。预计到2025年，这个数字将增加至超过1500艘，2030年有望超过1万艘，市场发展空间巨大。
 
其中动力电池固然是价值量最大的部分之一。比如前文介绍的“中远海运绿水01”，电池容量最高达到惊人的57600kWh，是一些高端纯电动乘用车的近600倍。
 
而在电池之外，电动船舶与传统船舶的主要区别是动力系统，比如电机部分，一些大型船舶需要用到交流异步电机，这种电机结构简单、可靠性高，可以应用于恶劣的工况下，维护成本也较低。
 
由于电池输出的电力是直流电，那么对于交流异步电机就需要逆变器将直流电转换成交流电供给电机使用。而对于大型船舶来说，电机的功率较大，因此需要在逆变器中采用IGBT或是SiC MOSFET等器件，提高逆变器效率、减少功率损，提高系统稳定性。
 
另外，船舶上庞大的电池容量，意味着安全问题较为严峻，这就需要更加安全可靠的BMS对电池进行管理和监测，以确保电池热失控时能够尽可能降低损失。
 
小结：
 
电动船舶的市场发展空间巨大，电动化的趋势从汽车到eVTOL、再到电动船舶，给动力电池、功率器件、电机等产业上下游都带来了更广阔的市场空间。