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日本“海底幽灵”苍龙级潜艇:采用锂电池技术

导读: 锂电池在苍龙级潜艇上的创新性应用,不仅可以有效降低被敌人发现的风险,而且在一定程度上大幅提高了作战效能。可以预见,该技术的革新,必将使苍龙级潜艇的综合性能步入更高水平。

  在大洋深处潜伏着一群看不见的“水下杀手”,它们在对方毫无察觉的情况下,给敌人以致命打击,这就是被冠以“海底幽灵”美誉的海军装备——潜艇。近年来,日本加大对潜艇的研发力度,海上自卫队继续按照每年一艘的采购速度,计划于2015年采购最新型的苍龙级潜艇,进一步增强其海上作战能力。

日本“海底幽灵”苍龙级潜艇:采用锂电池技术

  苍龙级潜艇是目前世界上先进的常规动力潜艇,可在近海及远洋区域执行反潜、反舰、巡逻警戒、编队护航、封锁、破坏海上交通线、情报收集与监视、布雷和特种作战等多项任务。日本计划建造10艘苍龙级潜艇,目前已有5艘正式服役。今年计划列装的最新型苍龙级潜艇,将采用若干新技术,其最大亮点是对电力系统的改进,即采用锂离子蓄电池取代铅酸蓄电池。相比较铅酸蓄电池,锂离子蓄电池具有许多不可比拟的优势。

  比能量高。锂离子蓄电池的体积比能量与重量比能量均是铅酸蓄电池的3倍以上,在同等体积下,锂离子蓄电池既减轻了重量又储备了更多电能,该特点更适宜在潜艇中应用,有利于增加潜艇电池的总能量。

  易于实现快速充电。锂离子蓄电池具有较宽的充电功率范围,可实现在20分钟至1小时的时间内充电完毕,有助于减小潜艇暴露率,有效提高其隐蔽性能,降低被敌人发现的概率,而现有铅酸蓄电池还无法达到这一要求。

  放电性能好。锂离子蓄电池工作期间可进行10c左右的放电,这有助于提升潜艇机动性能,且工作期间放电量受工况影响变化幅度小。而铅酸蓄电池不适宜6c以上放电,且其工作期间放电量受工况影响变化幅度大,剩余电量不易估算,不利于指挥员依据剩余电量制定战术。

  使用安全稳定。由于锂离子蓄电池不含金属锂,因此,在充放电过程中,只需锂离子嵌入与脱出,这样可使电池过热和内部短路的概率降到最低,进而大幅提高其安全与稳定性能,可在复杂环境下,为潜艇提供可靠的电能保证,以满足潜艇推进系统的安全要求。

  维护更加简便。锂离子蓄电池无记忆效应,在充电前无需放电,其自放电率通常小于5%每月,不需要进行周期治疗,且循环寿命最高可达2000次。而铅酸蓄电池则有记忆效应,每次在充电前,需将上次剩余电量排放彻底,其自放电率通常为15%至30%每月,需要进行周期治疗,且其循环寿命相对较短,通常在200次至500次之间。因此,用锂离子蓄电池取代铅酸蓄电池,不需要对电池进行例行的深度放电与周期治疗,使其维护更加简单。

  全寿命费用低。虽然锂离子蓄电池成本较铅酸蓄电池要高,但由于其循环寿命较后者长,因而锂离子蓄电池的全寿命费用相对较低,从潜艇全寿命使用过程来看,使用该电池具备更高的性价比,而铅酸蓄电池在此方面优势并不明显。

  因此,锂电池在苍龙级潜艇上的创新性应用,不仅可以有效降低被敌人发现的风险,而且在一定程度上大幅提高了作战效能。可以预见,该技术的革新,必将使苍龙级潜艇的综合性能步入更高水平。

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