國產新型電池技術與西方比肩 助潛艇動力大換代

作者：小飛豬的防務觀察

簡介：燃料電池AIP加鋰電池推進系統是短鰭梭魚級潛艇擊敗蒼龍級的原因之一，國產常規潛艇也在向這個方向發展

採用燃料電池和鋰電池推進系統的短鰭梭魚級潛艇

4月26日，澳大利亞宣布法國DCNC公司的短鰭梭魚級潛艇擊敗了此前日本三菱重工的蒼龍級潛艇，獲得澳大利亞海軍SEA1000潛艇項目訂單。

這個消息讓外界有點意外，此前消息說蒼龍級在SEA1000項目呼聲最高，從相關消息來看，澳方做這個選擇有多方面的原因，潛艇AIP系統可能是其中一個比較重要的原因。

眾所周知，常規潛艇最大的弱點就是水下作戰能力低，在水下潛航一段時間之後，就需要上浮充電，這個時候也是潛艇最容易被發現和攻擊，所以AIP系統就出現了，它可以在水下長時間工作，大大提高了常規潛艇在水下工作時間和航程，增強了常規潛艇的作戰能力，所以新世紀AIP潛艇是常規潛艇發展的主要方向。

採用斯特林發動機的蒼龍級AIP潛艇

目前各國發展的潛艇AIP系統有多種，進入實用的基本上就是斯特林發動機、閉式循環汽輪機、燃料電池系統這三種，其中前兩種技術比較成熟，成本和運行費用較低，因此進入實用較早，不過這兩種系統的效率較低，限制總體輸出功率，另外存在機械轉動部件，雜訊水平較高，現代潛艇對於安靜性能要求越來越高，這一點與其背道而馳，所以發展遇到瓶頸，相比較之下，燃料電池系統是將化學能轉換成電能，幾乎沒有轉動部件，因此雜訊極低，這一點對於潛艇來說非常重要，另外燃料電池的效率較高，幾乎是前兩種AIP系統的2倍，有利於提高潛艇水下作戰能力，燃料電池也缺點是技術複雜，成本和運行費用高、貯氫困難等缺點，需要進一步攻關，不過國內外造船界普遍認為隨著潛艇對於隱蔽性、安靜性、長續航能力要求的提高，燃料電池應該是未來AIP潛艇發展的方向，法國原來採用的AIP系統是閉式循環汽輪機系統，阿戈斯塔90B和天蠍座兩型出口型AIP潛艇配備的都是這種AIP系統，不過最新的短鰭梭魚級就更換成了燃料電池AIP系統。

採用閉式循環汽輪機的天蠍座級AIP潛艇

採用燃料電池的212型AIP潛艇

蒼龍級潛艇採用的是斯特林發動機，它是由日本引進瑞典技術自行生產的AIP系統，根據相關資料，日本已經開展了2020年次世代AIP潛艇的研究，從相關研究項目來看，日本下一代AIP潛艇可能也會用燃料電池系統替代現有的斯特林發動機系統，顯示日本似乎也認同燃料電池AIP系統是未來常規潛艇AIP系統的發展方向。

日本下一代AIP潛艇可能也會採用燃料電池AIP系統

不過這樣就造成了一個問題，澳大利亞海軍如果採用蒼龍級潛艇之後，就要繼續採用現有的斯特林AIP系統，而日本2020年之後的次世化潛艇則會換裝燃料電池AIP系統，根據日本海上自衛隊裝備傳統，新一代潛艇服役之後，上一級潛艇可能很快就會退役淘汰，這樣澳大利亞海軍就會面臨後勤保障方面的難題，如果現在不裝備AIP系統，等待日本燃料電池AIP系統成熟再裝備，這期間顯然對潛艇的作戰能力會造成不利的影響，至於日方視為蒼龍級絕技的鋰電池，短鰭梭魚級潛艇也採用了鋰電池技術，這樣就進一步提高了它的競爭優勢，所以澳大利亞海軍選擇了一步到位，直接引進採用燃燒電池AIP系統的短鰭梭魚級潛艇。

即將投入批量生產的國內燃料電池客機

根據海外的資料，中國海軍目前裝備的AIP潛艇配備的也是斯特林發動機，目前中國正在大力發展新能源動力系統，燃料電池就是其中之一，中國在燃料電池發展路線方向與日本相同，首先進行的是燃料電池商業化，也就是研製燃料電池汽車，目前國內已經研製成功30KW級和100KW級燃料電池動力系統，分別用於燃料電池轎車和客車，這個指標已經達到了德國212型潛艇的水平，根據相關資料，212型潛艇配備的燃料電池AIP系統有兩代，第一代由9塊34KW燃料電池組成，而第二代由2塊120KW燃料電池組成，根據國外潛艇AIP發展趨勢，國內相關單位已經開展了國產燃料電池AIP系統的研製，並且就燃料電池AIP系統配備在國產常規潛艇進行了技術上的探索和研究，因此可以推測，中國海軍未來常規潛艇的AIP系統可能也會採用燃料電池AIP系統。

至於鋰電池技術，國內也在大力發展鋰電池推進技術，它是國內新能源汽車主要的發展方向，依靠國內鋰電池產業，國內也開展了鋰電池在潛艇上面的運用，因此國內新一代常規潛艇的動力系統可能和短鰭梭魚級一樣，採用燃料電池AIP加鋰電池系統，這樣就會有效的增強中國海軍未來常規潛艇作戰能力。

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