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日本打造世界第一艘锂电池潜舰,预计 2020 年开始服役

2024-05-06 226

日本成功打造全球第一艘搭载锂离子电池的潜舰“凰龙号”(SS-511),并在日前举行下水与命名仪式,虽然外观乍看之下跟之前的潜舰差不多,但内里其实暗藏玄机,原有的铅酸电池已经换成锂离子电池,除了蓄电量提升 2 倍,潜航续航力与作战弹性也将略为提升。

凰龙号为日本海上自卫队第 11 艘“苍龙型”(Soryu)潜舰,该系列潜舰长约 84 米,潜航排水量 4,200 吨,潜航深度与速度分别是 700 米与每小时 37 公里(注),是日本第一款量产的 AIP 型(绝气推进系统)潜舰。凰龙号建造成本则 660 亿日圆(约台币 180 亿元),最大特征在于该潜舰取消原有的铅酸电池,采用日本 GS Yuasa Technology 制造的锂离子电池,预计凰龙号将于 2020 年 3 月正式服役。

电池除了是 3C 电子产品、电动车运作命脉,也同时是潜舰重要基础设备,由于船上的柴油发电机运转时必须吸入空气,一旦潜到水下引擎就无法使用,因此只能在船上装置大量电池,在浮航时先充饱电,潜航时就得靠电池储存的电力。

目前全球作战潜舰电池则以铅酸电池为主,虽然其具有技术成熟、性能可靠且成本低的优点,只不过其体积和重量太大,性能也陷入难以继续提升的困境;如今为了提升潜航时间,各国潜舰也纷纷加装 AIP 系统,让潜舰可长时间在水下潜航,不需要为了启动需要大量空气的普通柴油机、浮上水面补充空气,低航速下甚至可以持续潜航超过三周。

而有鉴于锂离子电池已达大规模商业化,成本效益比也逐年升高,同等重量下储电量更是铅酸电池的 2 倍、性能进步空间仍然很大,不少国家开始看好锂电池的应用,想要以锂离子电池取代铅酸电池。

根据日本防卫省 2015  年规划,之后两艘苍龙舰将会以锂离子电池来取代铅酸电池,更换电池将可让苍龙级的潜航时间增加 45%,锂电池除了能让潜舰在水下高速航行,蓄电量也同体积的铅酸电池多一倍,重量更是铅酸电池的五分之一。新型潜舰将可存储柴油引擎产生的电力,在实际作战和战斗时凭电池电力驱动,且电动航行能降低引擎声,降低噪音与避免被敌方发现。

锂离子电池逐渐在国防方面大放异彩,像是日前美国总统川普便为了强化国防工业基础,希望可加强研发海水锂电池(lithium sea-water batteries),其中海水含有大量的锂,因此海水锂电池成本不但比锂电池要低,而且更可以降低燃烧风险,若大规模研发该技术,也将对潜舰大有裨益。

注:每小时航行 37.04000 公里 = 20 节
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(本文由 EnergyTrend 授权转载;首图来源:日本防卫省海上自卫队)

2019-03-11 06:31:00

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