【動態】亮相！新型潛艇鋰離子電池樣機

軍情 11-13

原標題：【動態】亮相！新型潛艇鋰離子電池樣機

德國蒂森·克虜伯公司與法國塞福得公司展示新型潛艇鋰離子電池樣機

德國蒂森·克虜伯海事系統公司與法國塞福得公司合作研發出了新型潛艇鋰離子電池系統。蒂森·克虜伯海事系統公司在10月23日～26日的EURONAVAL展會上首次展示了系統樣機。

這種新型鋰離子電池系統的設計符合海洋環境使用、安全性和電池化學安全要求，並通過了一系列試驗，證實了電池本體和系統層面上的安全性。此外，系統還將在2019年樣機檢查前完成一系列密集試驗。

圖1 此次展出中的新型鋰離子電池

該系統是德國採購辦公室BAAINBW項目的一部分，該項目的目的是支撐212型潛艇的新潛艇項目和對已有武器平台的改裝。目前已經計劃集成到214型潛艇上。但迄今為止，212型和214型潛艇上都裝備有質子交換膜燃料電池（PEMFC）。在西門子公司發布的報告《SINAVY高分子電解質膜燃料電池》中，詳細介紹了用於這兩種潛艇的燃料電池的兩種模塊：一種為BZM 34，額定電壓為34kW；另一種是BZM 120，額定電壓為120kW。212A型潛艇（德國海軍6艘，義大利海軍4艘）上使用的是BZM34模塊。該模塊在1985年研發。此後的214型潛艇和葡萄牙海軍的209 PN型潛艇裝備的是西門子公司在BZM 34之後研發的BZM 120模塊。隨著膜材料的改進，電池的功率密度可以增加近一倍。SINAVY PEM燃料電池的電壓在工作時非常穩定；且BZM 34模塊每個單元的降解速率小於2μV/h。在BZM120模塊運行期間，可達到非常低的電壓值。

圖2 BZM 34模塊中使用的外部尺寸為400×400mm電池的兩個核心部件

圖3 電池單元對比： BZM 34（左）BZM 120（右）

德國212A型是全世界第一型採用燃料電池-柴電動力系統的潛艇。212A型首艦U-31號的燃料電池為西門子的第一代實用化PEM燃料電池，由9組PEM燃料電池單元、兩個14噸的液氧儲存槽以及氫儲存容器組成，每組PEM單元可輸出34kW，9組PEM加起來的總功率達306kW，使U-31能以5節以下的低速在水下連續潛航2～3周。金屬氫化物氫氣儲存槽能在10小時內完成80%的裝填，25小時內完成100%的裝填。液氧存儲在低磁性鋼材製造的儲存槽中，該存儲槽安裝於燃料電池之上、氫氣儲存槽之下，採用彈性基座安裝以減振，液氧儲存槽周圍設置泡棉以形成中性浮力，操作期間不會改變重量。

氮氣則以高壓氣體的方式貯存於瓶中。液氧儲存槽不僅用來供應燃料電池，也用來提供潛艇在持續數周的潛航中所需的氧氣。後3艘212A（U-32～34）以及外銷的214型潛艇則換裝更先進的第二代PME燃料電池系統，由兩個功率各120kW的燃料電池模塊構成，不僅結構較為簡化，水下續航能力也提升了3倍左右；每個第二代PEM電池模塊重930千克，體積為176cm × 53cm × 50cm，輸出電流560安，電壓215伏，工作溫度為80℃，全負載工作時的能量轉換率為58%。

圖4 西門子PEM燃料電池組

此次德國蒂森·克虜伯海事系統公司與法國塞福得公司合作研發出的新型潛艇鋰離子電池系統對於212型和214型潛艇來說是一次巨大革新。由於該型鋰離子電池的模塊化程度高，這種電池系統理論上可用於多種海上平台以取代現役的傳統電池和燃料電池。

法國ECA集團再獲1200萬歐元「梭魚」級潛艇裝備訂單

在今年的法國巴黎海軍裝備展（EURONAVAL 2018）上，ECA集團與法國海軍集團（原DCNS集團）簽署了一份價值超過1200萬歐元的合同意向書，為「梭魚」級潛艇5號艇「紅寶石」號和6號艇「卡薩布蘭卡」號提供電力推進和變速驅動設備及相關配件。該合同為期53個月，將於2023年到期。由於該級艇前4艘（「絮弗倫」號、「特魯安」號、「圖維爾」號和「格拉斯」號）的合同已成功簽約並完成，ECA集團作為該級潛艇電氣解決方案供應商的地位得到了鞏固，這確保了「梭魚」項目重要設備的供應。

圖5 「梭魚」級潛艇在法國瑟堡船廠進行組裝

法國ECA集團的推進和能量轉換解決方案與任何類型的潛艇設計都可兼容，並已在不同的海軍平台（核平台和常規平台）上得到驗證和集成。同時，ECA提供的系統和設備具有聲學性能好、抗衝擊、耐高溫等優點，可與複雜的電氣網路集成，使用碳化硅晶元等最新技術來保證目前尚不具備的性能，現已成為潛艇電氣解決方案的參考和模板。

圖6 「梭魚」級潛艇內部結構

「梭魚」級潛艇是法國第二代攻擊核潛艇，也是法國海軍力量重建的重要項目。該級艇由法國國防採辦局（DGA）負責採辦、法國海軍集團擔任主承包商。該級艇的設計大量採用法國「凱旋」級戰略核潛艇的技術，可以裝備巡航導彈，以實現遠距離深入打擊。執行的任務包括反艦、反潛作戰，對地攻擊，情報收集，危機處理和特種作戰等。同時，「梭魚」級攻擊核潛艇還採用了「凱旋」級戰略核潛艇和「鮋魚」級潛艇上已運用的諸多先進技術。與「弗吉尼亞」級一樣，「梭魚」級潛艇在最大航速、最大下潛深度等性能指標上並不十分突出，遠低於美俄兩國研製的「海狼」級攻擊核潛艇和971型攻擊核潛艇。不過，其在隱身能力、指揮支援系統水平、武器效能方面並不遜色。

圖7 「梭魚」級潛艇設計結構圖

「梭魚」級攻擊核潛艇是法國海軍力量重建的重要舉措。在2017～2027年間，該級艇將取代法國海軍現役「紅寶石」級攻擊核潛艇。與「紅寶石」級攻擊核潛艇45天的巡航時間相比，「梭魚」級的一次巡航時間可以達到70天，一年的作戰執勤時間可達240天。且「梭魚」級核潛艇的設計比現役的「紅寶石」級攻擊核潛艇更安靜，在高速下行駛下也具有更高的水下探測能力和更大的武器載荷。

來源：《艦船動態周報》2018年第41期 | 國防科技信息網等

圖片來源網路,如有侵權請告知刪除

今日報告：以下為【國外動態】的相關研究成果鏈接，如有需要和合作意向，請留言小編哦

	相關研究成果鏈接
[1]	《國外主戰水面艦船發展及對國內的啟示研究》，研究報告，2018年，115頁
[2]	《AIP潛艇南海區域安全威脅分析》,研究報告，2018年，270頁
[3]	《海洋防務無人裝備體系與發展規劃研究》，研究報告，2018年，400頁
[4]	《美國海軍水下探測系統研究》，研究報告，2018年，101頁
[5]	《美軍彈性作戰雲研究》，研究報告，2018年，236頁
[6]	《國外艦船紅外隱身技術研究》，研究報告，2018年，42頁
[7]	《國外典型極地破冰科考船研究》（2018更新版），研究報告，2018年，151頁
[8]	《國外典型海洋調查船研究》、《國外典型特種調查船研究》、《國外典型軍用偵察船研究》、《國外典型海洋工程船研究》、《國外典型極地破冰科考船研究》、《國外典型遠洋漁船研究》，研究報告，2017年，750頁
[9]	《國外現代典型驅逐艦研究》，研究報告/圖書，2017年，433頁
[10]	《常規潛艇裝備與技術發展現狀和趨勢》，研究報告，2017年，283頁
[11]	《美海軍DDG1000級驅逐艦的機電控制系統（ECS）研究》，研究報告，2017年，46頁
[12]	《國外海軍無人系統二》，研究報告，2017年，220頁
[13]	《美海軍開放式體系結構（OA）及其對我國海軍艦船裝備的發展啟示研究》，研究報告，2016年，230頁
[14]	《美海軍「朱姆沃爾特」（DDG1000）級驅逐艦的總體性能與技術特點分析》，研究報告，2016年，91頁
[15]	《艦船裝備維修保障發展研究》，研究報告，2015年，330頁
[16]	《國外海軍無人系統》，研究報告，2014年，341頁
[17]	《美海軍全艦計算環境（TSCE）研究》，研究報告，2014年，70頁
[18]	《美國核動力航空母艦——從「企業」到「福特」》，圖書，2013年，550頁
[19]	《國外航母編隊及其裝備發展研究》，研究報告，2013年，200頁
[20]	《AAG 美國新一代航母的先進阻攔裝置》，研究報告，2013年，21頁
[21]	《美海軍艦艇的「人與系統集成」（HSI）設計研究》，研究報告，2013年，49頁

BMT

CSCD

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！

本站內容充實豐富，博大精深，小編精選每日熱門資訊，隨時更新，點擊「搶先收到最新資訊」瀏覽吧！

請您繼續閱讀更多來自 中國艦船研究 的精彩文章:

※【動態】波音公司將為美海軍升級P-8A巡邏機訓練系統
※【動態】又見荷蘭坡！日本新一代宙斯盾驅逐艦「摩耶」號下水

TAG:中國艦船研究 |