韩国将从KSS-3型潜艇的4号艇开始装备SDI生产的锂离子电池

作者: | 发布日期: 2018 年 11 月 28 日 9:48 | 分类: 产业资讯

韩国国防采购计划管理局称,将从KSS-3型潜艇的4号艇(第二批次)开始装备锂离子电池,由韩国三星SDI公司生产。据称,使用这种锂电后,潜艇的水下续航时间比铅酸电池的同型艇增加一倍。这也使得KSS-3成为继日本苍龙级“凰龙”号潜艇之后,又一种使用锂电的常规潜艇。

KSS-3型潜艇项目于2007年启动,是韩国自行研制第一种常规动力潜艇,其浮航排水量3358吨,潜航排水量3705吨。今年9月,韩国自行研制的KSS-3型常规潜艇首艇“岛山安昌浩”号正式下水。据韩国媒体报道,其第二批次的潜航排水量可能超过4000吨。届时,KSS-3将可能成为最大的锂电潜艇。

相比已在潜艇上使用上百年的铅酸电池来说,锂电有很多优势:

一、体积小、重量轻、能量密度大、容量高。锂电的体积重量要小很多,它同体积产生的电能至少要高出3倍,有利于潜艇减轻重量,节省空间,提升续航能力和机动性。

二、充电速度快、效率高;锂电的充电过程很短,能大大减少潜艇上浮充电所花费的时间,增强潜艇的隐蔽性和生存能力。

三、锂电基本无记忆能力,使用时限制少,有效容量下降小,不需为延寿而遵循特别的充放电方法,从而简化了潜艇的维护,使它能视任务需要和战场环境随时充放电,有效提高了潜艇作战的灵活性和战斗力。

安全性和成本是必须考虑的问题

当前,外界普遍担忧潜艇上使用锂电的安全问题。那么,在潜艇上采用锂电,是否有些冒进?

“通常来说,锂电对温度、压力比较敏感,变化较大就可能影响使用,甚至因性状改变而发生危险。锂电一致性也不是很好,特别是当几百上千块锂离子电池通过一定的方式连在一起组成电池组时,问题更加突出。其中有一块发生问题,比如过充电、过放电或损伤鼓包,就会影响整个电池组的正常工作,带来了热失控和复杂的散热问题。重则导致自燃而引发火灾或爆炸等安全事故,轻则增加潜艇的红外辐射,恶化潜艇的可探测性,降低潜艇的可靠性和稳定性。”王群表示,“此前,为‘凰龙’号提供锂电的日本汤浅公司生产的电池,以及此次为KSS-3提供电池的韩国三星SDI公司生产的电池,都发生过安全问题。”

2013年,一架埃塞俄比亚航空公司波音787客机发生意外起火事故,经查原因就是日本汤浅公司生产的锂电设计缺陷所致。而三星SDI公司为Note7手机生产的电池当年也频发事故,一时满城风雨。

“但是,我们也要考虑到,当前锂电技术已经有更大的提升,虽然以往它发生过不少问题,而且时隔也不长,但问题发生后日本、韩国都进行了针对性的技术攻关和革新。如果这些问题没有很好地解决,相信它们是断然不敢冒险在潜艇这样完全密闭的、环境极端恶劣的空间装备锂电。至少,它们应该有这样的自信,一旦发生问题能很好地进行处理和应变。”他说。

“另外,一般情况下锂电的成本要比铅酸电池高几倍,一艘潜艇上需要的锂电数量很多,光重量就达十几或几十吨,再加上复杂度很高的电池监控保护、均流均压管理和通风散热系统,无形中更推升了潜艇的造价。当然,如果‘不差钱’,这个倒不用过多考虑。”他说。

KSS-3装备锂电池尚存不确定性

有媒体指出,相比日本“凰龙”号潜艇,韩国KSS-3装备锂电还有一个不确定性,那就是垂发导弹引发的问题。

使用垂直发射系统的常规潜艇比较少,KSS-3就是其中之一。韩国KSS-3带有6具垂直导弹发射筒,可发射对地攻击巡航导弹。韩国海军还希望用它们发射弹道导弹,并正在攻关。

“潜艇垂直发射导弹会引起艇体更大的上下(纵向)震动,电池在这个过程中可能因较大的抖动和压力变化受损,甚至引发火灾。而其他发射方式艇体抖动就没有那么大。比如,发射鱼雷时,潜艇是左右(横向)摇摆,抖动就较小。因此,锂电的性状在压力变化大时受影响更大,所以可能会引发质疑。”王群说,“但这是一个显而易见的问题,历史上既然有过教训,韩国在设计时就不会不考虑,况且它应该做过针对性的实验并有相应的解决方案。”

正如韩国国防采购计划管理局所称,经过30个月的研发,这些电池已经通过了技术成熟性评估。

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