国外潜艇锂离子动力电池应用情况及技术分析

2018年10月4日,日本"苍龙"级潜艇11号艇"凰龙"号在三菱重工举行了下水仪式,为全球首艘装备锂离子动力电池的潜艇,随后法、德、韩等国也相继宣布其潜艇锂离子动力电池已具备装艇条件,标志着潜艇动力电池开始进入锂电时代.本文根据国外相关报道及文献资料,对国外潜艇所用的锂离子动力电池从技术角度进行了分析,并与铅酸蓄电池进行了对比.     

潜艇动力电池技术发展综述

对潜艇动力电池进行探讨,介绍了当前潜艇用动力电池特点.根据潜艇对动力电源的要求,探讨了最具潜力的动力电池的性能特点、当前状况及在潜艇中的应用前景.     

最后的决定——U505艇被俘的争论

1944年6月4日，星期天。德国海军U505潜艇在非洲海岸遭遇美国海军“瓜达尔卡纳尔”号航母、“皮尔斯伯格”号、“波普”号、“弗莱厄蒂”号、“詹克斯”号以及“查特林”号驱逐舰组成的第22．3猎杀大队的攻击。U505身负重伤，艇员不得已投降，潜艇也被美军“皮尔斯伯格”号上的船员俘获(这是美国海军自1815年以来在公海上俘获的第一艘敌军战舰，1812年美国军舰“孔雀”号曾夺取过英国海军“鹦鹉螺”号战舰)。59名艇员被俘，1名艇员在这次事件中丧生。U505是二战中德国海军唯一一艘被美国海军俘虏的潜艇，而从潜艇上搜出的密码本则对此后德国海军潜艇作战造成了重大的影响。     

锂离子电池应用于潜艇动力可行性分析

本文总结了锂离子动力电池特点,分析了潜艇环境对锂离子动力电池提出的要求,立足我国现有锂离子动力电池产业现状,简要梳理了我国锂离子动力电池在潜艇上应用所面临的问题,并得出体积比能量与电池安全性是锂离子动力电池装艇应用需要解决的关键问题的结论.     

潜艇蓄电池建模策略分析

潜艇蓄电池是潜艇主动力系统的重要组成部分,要对潜艇主动力系统进行仿真研究,必须建立精确的蓄电池外特性模型.但蓄电池的外特性受到多个因素影响,建模十分困难.另外潜艇蓄电池的试验样本少,限制了常规建模方法的使用.本文对潜艇蓄电池的建模策略进行了详细分析,并提出利用神经网络扩展试验样本,提高了潜艇蓄电池模型的精度.     

潜艇用铅酸蓄电池综述

本文简要介绍了潜艇用铅酸蓄电池现状。指出了潜艇用铅酸蓄电池存在的问题,针对铅酸蓄电池的发展状况,展望了潜艇用铅酸蓄电池的发展方向。     

国内外锂离子动力电池发展概况及启示

本文简要介绍了国内外锂离子动力电池发展情况,指出锂离子动力电池是当今动力电池行业研究的热点,是未来最有可能取代现有潜艇动力电池的理想电源。     

256艇首次突破第二岛链揭秘

1976年12月,东海舰队某潜艇支队副支队长许志明率252艇首次突破第一岛链进入太平洋进行远航侦察训练,开创了中国海军潜艇进入太平洋进行战备训练的先例。 1977年11月,东海舰队271艇挺进第二岛链圆满完成侦察望夫岛任务。但到70年代结束,中国的潜艇都没有突破第二岛链,进入太平洋的中部进行战备训练。 1980年3月,已任东海舰队某潜艇支队长的许志明,领受了对新型潜艇进行作战半径试验     

锂离子动力电池装艇适用性研究

通过对锂离子动力电池的技术特点分析归纳,结合其装艇适用性方面所遇到的组合特性、能量适配性以及成组电池安全性问题开展分析,利用离线仿真、半实物仿真的技术手段进行了探讨.从系统可靠性的角度考虑,对潜艇用锂离子动力电池各种组成结构进行仿真建模分析,提出了潜艇总体对锂离子动力电池模块的组合特性要求.搭建了半实物仿真测试平台,编制模型程序对锂离子单体动力电池采用与实际使用环境一致的恒功率放电模式进行缩比测试,得到了恒功率放电特性曲线,科学评判了其能量适配性.同时从潜艇安全性设计的角度考虑,提出了总体对锂离子动力电池模块的容量设计准则,并对潜艇用锂离子动力电池组安全措施设置提出了基本要求.     

电动车电池与潜艇电池

潜艇是最大的电动车，电动车推进系统的发展过程很多方面与潜艇推进系统相似。本文着重介绍潜艇蓄电池发展情况对开发电动车蓄电池的启示，并从潜艇和电动车的各自特点提出开发电动车蓄电池可从潜艇电池发展中可吸取的经验和应注意的本身特点。     

锂离子蓄电池在非核动力潜艇上的应用研究

简要介绍了铅酸电池在常规潜艇传统柴-电动力推进系统中的应用历史,以及在长期使用中发现的问题。指出了替换或改进该蓄电池的必要性,重点论述了锂离子电池的优点以及在潜艇上的适用条件,描述了国内外锂离子电池研制的进展以及在潜艇动力系统的应用可能性,并对比了两种蓄电池的优点与不足。结果显示:锂离子电池的电能密度比铅酸电池高2倍,而相同电能的电池重量却减轻一半。     

钠-氯化镍电池应用于潜艇动力系统的可行性分析

在总结钠-氯化镍电池主要特性的基础上,结合艇用动力电池特殊需求,从适用性、安全性和经济性三方面开展钠-氯化镍电池应用于潜艇动力系统的可行性分析与论证,分析与论证表明钠-氯化镍作为潜艇动力电池完全可行,并具有极好的应用前景。     

提高潜艇铅酸蓄电池寿命技术途径的研究

本文通过对国内外潜艇铅酸蓄电池现状的综合分析,提出了提高潜艇铅酸电池寿命的技术途径,可供从事铅酸蓄电池设计人员参考。     

AIP系统的能量——未来潜艇推进的关键

1 引言常规潜艇的柴电推进系统由柴油发电机和蓄电池组成.水下工作时,潜艇的所有能量由蓄电池提供.为了给电池充电,潜艇必须上浮至水面或伸出通气管,此时,传统潜艇特别容易遭受攻击并很容易被探知.     

法国潜艇MESMA AIP系统测试报告

MESMA AIP系统是由法国海军造船局与AIR LIQUIDE等公司联合设计的AIP系统。MESMA系统给常规潜艇的推进系统和生活负载供电，使潜艇在水下的停留时间比仅用铅酸蓄电池供电的潜艇长几个星期。该系统本为“阿戈斯塔”90B级潜艇研制，作为巴基斯坦潜艇项目的一部分，将于未来几年内装艇。该系统也可装配于“鲉鱼”级潜艇。对该系统的全面到试从90年代就已开始。为实现这些测试，法国海军造船局建造了由专业人员操作且拥有强大测试手段的完整试验台和一个1：1的原理样机。这些测试不仅从功率、效率方面，还从声学性能上验证了MES—MA系统的性能，长时间的记录表明该系统的运行可靠性很高，且均已实现其安全性和可用性目标。MESMA试验台现将用于艇员培训、查寻意外情况原因并用于系统的改进测试，如采用柴油代替乙醇燃烧等。     

新一代潜艇的艇体

第二世界大战以来，科学技术日新月异，对于潜艇的需求逐渐增大，其使用范围也不断扩大。今日潜艇的诞生，一方面取于潜艇所处的环境，更主要的是归功于科学技术的进步。在潜艇的特性中，隐蔽性和水下运动性能是两个最基本的特性。本文以隐蔽性和水下运动性能为重点，论述新一代潜艇的船体以及与船体有密切关系的装置 。     

艇体、聚合物与流体动力学

潜艇艇体和内部设备的要求与水面舰艇有很大差别，潜艇艇体必须承受几手次潜浮的水下压力，其外部应是流线型，艇体上任何外凸部分均会产生阻力和噪声。潜艇内部必须注意消除噪声源，或防止噪声扩散。由于潜艇必须在海上独立航行，所以其内部布置不仅应容纳人员与设备，还应能进行任何故障和损伤的判断与维修，所有这些都对艇体提出了很高的要求。潜艇内部设备的改进远不能满足潜艇隐身的需要，而研究和开发新型的艇体材料，例如聚合物，与流体动力学有密切的关系，这样才能明显改进潜艇性能，建造出全新的潜艇进入新世纪。     

坚如磐石的艇壳

现代潜艇艇体有两层,一层是外壳,一层是内壳,外壳和内壳之间的空间可以装水,叫水柜.内壳(又称固壳)是一个圆柱形的大筒子,在水下要能承受住海水的巨大压力,有人称它为耐压艇体.内壳是潜艇结构的基础,它的坚固程度是潜艇安全的保障,是战斗性能和一个国家科技水平的重要体现.     

艇用二氧化碳吸收系统

对狭窄空间（如潜艇或掩体）中的呼吸空气进行处理，是德雷格尔安全技术公司致力圩研究的“生命技术”中的一项工作。环境空气中除需供氧气之外，还必须清除其中的CO2，也就是说，在供入新鲜氧气的同时，还要通过化学吸收，使艇员呼出的CO2得到控制。     

数学艇型建模研究

潜艇型线设计对于潜艇的总体性能非常重要。本文通过建立数学艇型,将潜艇总体设计中的设计参数与形状参数联系起来,不仅实现了型线设计的自动循环,还打通了型线设计与总体方案之间的瓶颈,实现多方案自动生成,为总体方案的优选奠定基础。为验证本文中数学艇型生成方法的有效性,采用SUBOFF参数为背景,对数学艇型自动生成系列模型进行演算。