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潛艦用鋰電池的技術分析

潛艦如果用鋰電池可以長時間潛航,比較鉛蓄電池好在哪裡? 壞處是甚麼,可以克服嗎?

先列出三種電池
高質量鉛蓄電池 70Wh/KG
高密度鋰離子電池 460Wh/KG
鋰鐵電池 150Wh/KG
蒼龍級潛艦 浮航3600噸,潛航4200噸
川崎重工的史特靈發動機是400匹馬力大約是306KW的最高動力
使用的是8000匹馬力川崎重工交流電馬達,約等於6128KW的最高動力
SS-511 SS-512使用鋰電池400KWh,此電池充飽電可以
5節時速航行2,094小時 87天 10,470海浬 19,390公里
7節時速航行802小時 33天 5,614海浬 10,397公里
10節時速航行284小時 12天 2,841海浬 5,261公里
15節時速航行90小時
20節時速航行39小時

所以400KWh的電池有多重? 如果是最好的鋰電池,那就是869噸,如果是鋰鐵電池那就是2666噸
因此大家可以了解一下這個鋰電池有多重! 在一個4000噸的蒼龍級中21%重量是鋰電池

以5節時速航行2,094小時,這個馬達那麼每小時才耗電191watt,這麼小的電力可以推動4000噸潛艦以9公里時速前進,真是驚人的省電,我有一點不敢相信。
事實上整個潛艦的燈光照明就不只500watt,因此可以另外推估這個潛艦實際的運轉時間遠遠比這個要短許多,更何況有一堆作戰的電子設備。

歡迎軍版朋友一起來批評,討論!
2020-10-02 20:18 發佈
Charlie2020 wrote:
潛艦如果用鋰電池可以(恕刪)
還要考慮氧氣的問題,即使電力能夠用上超過2週但是氧氣?反之如果用的是氫氧化學電池,液態氧氣>呼吸用氧>co2>呼吸用氧,開啟燃油發電機或許可以再度對液態氧,液態氫進行回充
這一切的可能性是要以氫氧電池為前提.....能夠做到甚麼程度就不一定,如果海軍是在等氫氧電池實用化為優先選擇,鋰電池才是第二考量?
Charlie2020 wrote:
SS-511 SS-512使用鋰電池400KWh,此電池充飽電可以
5節時速航行2,094小時 87天 10,470海浬 19,390公里
7節時速航行802小時 33天 5,614海浬 10,397公里
10節時速航行284小時 12天 2,841海浬 5,261公里
15節時速航行90小時
20節時速航行39小時

怎麼充電?
Charlie2020 wrote:
潛艦如果用鋰電池可以(恕刪)


蒼龍後期艦,用的應該是湯淺電池的磷酸鐵鋰技術,這個算是電動車用電池的延伸產品。

一般鋰電要用在軍規和車規上有兩大問題,環境溫度、安全可靠性。

我們現在手機用的配方算是三元鋰電池,壽命來的時候大概就是20%左右膨脹。

然後比較糟糕的是在高低溫時候充電轉換效率奇差,最後就是具有爆炸與燃燒特性。

三元素鋰電池/或者說商用鋰電,在受傷穿透刺傷的時候,內部能量會瞬間類似短路,然後就燒起來。

磷酸鐵鋰電池完全不會有這個問題,當初我有兩個案子分別是一個高溫一個低溫,評估過一點時間。

商業電池充電溫度大概0~50度,放電應該是-10~60左右,這種溫度根本沒辦法在軍用規範通過。

我後來手上的案子沒有執行下去,這方面的最新資訊就脫節了,也不知道現在到底是怎樣。
兩岸和平:接受集中營、特色管理、坦克輾人民。
cougar2015 wrote:
怎麼充電?(恕刪)


用柴油機發電!
Charlie2020 wrote:
400KWh的電池有多重? 如果是最好的鋰電池,那就是869噸,如果是鋰鐵電池那就是2666噸(恕刪)



電池密度應該是以消費型封裝(18650等)來計算
其包裝的效率(空間、密度)應該不如特規, 超大封裝的潛艦專用電池(也許是10 cell/ 每單元)
這也許是如此大差距的原因..

很好奇蒼龍級鋰電池每個單元是幾伏特..
TW Energy wrote:
磷酸鐵鋰技術


磷酸鐵鋰的密度實在無法升高太多,因此鋰鐵電池的密度在這種潛艦上不太實際!
日本鋰電池潛艇的充電時間從2.7小時減少到1.4小時。當然鋰電池的成本更高,達到9700萬美元,而鉛酸電池的成本為1300萬美元。
Charlie2020 wrote:
用柴油機發電!

要照你貼的
10節時速航行284小時 12天 2,841海浬 5,261公里
15節時速航行90小時
20節時速航行39小時
這潛艇在作戰時要天天浮上海面充電換氣
Charlie2020 wrote:
磷酸鐵鋰的密度實在無(恕刪)


這問題和車電一樣,車商一味的想要提升電動車的電池續航力,可是安全性的規格就擺在那,要捨棄嗎?

軍用電池要捨棄安全規範也是可以,但是就是要有人擔這種責任。

UAV也是一樣,用商規電下去做也不是說一定就會出事。能量密度就那麼現實。這兩個現在就是相衝突。
兩岸和平:接受集中營、特色管理、坦克輾人民。
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