电动集装箱船作为远洋运输主力,其电动化转型需解决高功率需求、长续航与快速补能痛点。CATL 凭借船舶电池已累计应用超 100 艘船的经验,推出 MW 级磷酸铁锂(LFP)与钠离子电池方案,结合 12C 超快充、DC 微电网与推进集成,实现零碳高效动力。相较传统柴油机,该系统年减排潜力达数万吨 CO2,经济性通过 3 年 ROI 回收。
核心在于电池选型:LFP 电芯能量密度 180-200Wh/kg,循环寿命超 4000 次,安全阈值经中国船级社认证;钠离子电芯低温放电率 > 90%(-20℃),成本降 30%,适合海洋极端环境。MW 级组配置:单舱 20 尺集装箱容纳 6.25MWh(类似 TENER 系统),总装机 50MWh 支持 700TEU 船 380 海里续航。参数落地:电芯容量 320Ah,C 率峰值 4C,放电深度 80%,SOC 均衡精度 < 1%。
快充设计直击港口停靠短时窗:神行超充第二代 12C 倍率,5min 补能 520km 等效(船舶折算 10min 充 20% SOC)。充电桩参数:兆瓦级 DC 桩,电压 750V,电流 1500A,效率 > 95%。协议兼容 CCS2 海洋版,桩间并联 3-5 台,单桩功率 2MW。风险阈值:温度 < 60℃,电流纹波 < 5%,过充保护电压阈值 4.2V / 芯。
DC 微电网为核心架构,避免 AC-DC 转换损耗 15%,效率达 98%。拓扑:±750V 高压直流母线,集成 BMS、PCS 与逆变器;分层控制:舱级 DC-DC 降压至 48V 辅助,船级能量管理优化 SOC。集成推进:双 900kW 异步电机,直驱 POD 吊舱,扭矩响应 < 50ms;微网支持 VFD 变频,峰值功率 2MW。清单:1. 主电池舱(50MWh LFP / 钠混组);2. 辅助储能(1MWh 超级电容);3.BMS 集群(1000 路监测);4. 微网控制器(实时功率分配)。
热管理至关海洋盐雾振动:液冷板 + 相变材料,热密度 <5W/cm²,温升控制 ±2℃。舱内空调 + 风冷备份,IP67 防水;振动测试符合 DNV 2.4 级。参数:冷却剂流量 20L/min,入口温 20℃,出口 < 45℃。监控点:1. 电池群温差 < 5℃警报;2.SOH 衰减率 < 0.5%/ 月;3. 泄漏检测(盐雾腐蚀阈值 0.1%);4. 振动谱分析(>5g 回滚)。
工程落地清单:
- 电池:LFP / 钠 1:1 混组,DoD 80%,年循环 300 次。
- 快充:桩群并联,补能时间 < 30min / 舱,基础设施投资回收 2 年。
- 微网:功率因数 > 0.99,谐波 < 3%。
- 推进:效率 92%,噪音 < 85dB。
- 热控:能耗 < 5% 总功率,回滚策略:降载 20%。
风险限:腐蚀防护阳极保护,充电桩覆盖率 < 30% 港口用岸电桥接。该方案借鉴长江三峡 1 号 7.5MWh 验证,3 年内规模化覆盖 50 艘船队。
资料来源:上海证券报《从陆地到海洋 动力电池行业开辟第三增长极》(宁德时代与马士基签约,推动集装箱船队电动化);EVTank 预测(2026 年中国电动船舶锂电池需求 11.2GWh)。