韓國國防采購計(jì)劃管理局稱,將從KSS-3型潛艇的4號艇(第二批次)開始裝備鋰離子電池,由韓國三星SDI公司生產(chǎn)。據(jù)稱,使用這種鋰電后,潛艇的水下續(xù)航時(shí)間比鉛酸電池的同型艇增加一倍。這也使得KSS-3成為繼日本蒼龍級“凰龍”號潛艇之后,又一種使用鋰電的常規(guī)潛艇。
KSS-3型潛艇項(xiàng)目于2007年啟動(dòng),是韓國自行研制第一種常規(guī)動(dòng)力潛艇,其浮航排水量3358噸,潛航排水量3705噸。今年9月,韓國自行研制的KSS-3型常規(guī)潛艇首艇“島山安昌浩”號正式下水。據(jù)韓國媒體報(bào)道,其第二批次的潛航排水量可能超過4000噸。屆時(shí),KSS-3將可能成為最大的鋰電潛艇。
相比已在潛艇上使用上百年的鉛酸電池來說,鋰電有很多優(yōu)勢:
一、體積小、重量輕、能量密度大、容量高。鋰電的體積重量要小很多,它同體積產(chǎn)生的電能至少要高出3倍,有利于潛艇減輕重量,節(jié)省空間,提升續(xù)航能力和機(jī)動(dòng)性。
二、充電速度快、效率高;鋰電的充電過程很短,能大大減少潛艇上浮充電所花費(fèi)的時(shí)間,增強(qiáng)潛艇的隱蔽性和生存能力。
三、鋰電基本無記憶能力,使用時(shí)限制少,有效容量下降小,不需為延壽而遵循特別的充放電方法,從而簡化了潛艇的維護(hù),使它能視任務(wù)需要和戰(zhàn)場環(huán)境隨時(shí)充放電,有效提高了潛艇作戰(zhàn)的靈活性和戰(zhàn)斗力。
安全性和成本是必須考慮的問題
當(dāng)前,外界普遍擔(dān)憂潛艇上使用鋰電的安全問題。那么,在潛艇上采用鋰電,是否有些冒進(jìn)?
“通常來說,鋰電對溫度、壓力比較敏感,變化較大就可能影響使用,甚至因性狀改變而發(fā)生危險(xiǎn)。鋰電一致性也不是很好,特別是當(dāng)幾百上千塊鋰離子電池通過一定的方式連在一起組成電池組時(shí),問題更加突出。其中有一塊發(fā)生問題,比如過充電、過放電或損傷鼓包,就會影響整個(gè)電池組的正常工作,帶來了熱失控和復(fù)雜的散熱問題。重則導(dǎo)致自燃而引發(fā)火災(zāi)或爆炸等安全事故,輕則增加潛艇的紅外輻射,惡化潛艇的可探測性,降低潛艇的可靠性和穩(wěn)定性?!蓖跞罕硎?,“此前,為‘凰龍’號提供鋰電的日本湯淺公司生產(chǎn)的電池,以及此次為KSS-3提供電池的韓國三星SDI公司生產(chǎn)的電池,都發(fā)生過安全問題。”
2013年,一架埃塞俄比亞航空公司波音787客機(jī)發(fā)生意外起火事故,經(jīng)查原因就是日本湯淺公司生產(chǎn)的鋰電設(shè)計(jì)缺陷所致。而三星SDI公司為Note7手機(jī)生產(chǎn)的電池當(dāng)年也頻發(fā)事故,一時(shí)滿城風(fēng)雨。
“但是,我們也要考慮到,當(dāng)前鋰電技術(shù)已經(jīng)有更大的提升,雖然以往它發(fā)生過不少問題,而且時(shí)隔也不長,但問題發(fā)生后日本、韓國都進(jìn)行了針對性的技術(shù)攻關(guān)和革新。如果這些問題沒有很好地解決,相信它們是斷然不敢冒險(xiǎn)在潛艇這樣完全密閉的、環(huán)境極端惡劣的空間裝備鋰電。至少,它們應(yīng)該有這樣的自信,一旦發(fā)生問題能很好地進(jìn)行處理和應(yīng)變?!彼f。
“另外,一般情況下鋰電的成本要比鉛酸電池高幾倍,一艘潛艇上需要的鋰電數(shù)量很多,光重量就達(dá)十幾或幾十噸,再加上復(fù)雜度很高的電池監(jiān)控保護(hù)、均流均壓管理和通風(fēng)散熱系統(tǒng),無形中更推升了潛艇的造價(jià)。當(dāng)然,如果‘不差錢’,這個(gè)倒不用過多考慮?!彼f。
KSS-3裝備鋰電池尚存不確定性
有媒體指出,相比日本“凰龍”號潛艇,韓國KSS-3裝備鋰電還有一個(gè)不確定性,那就是垂發(fā)導(dǎo)彈引發(fā)的問題。
使用垂直發(fā)射系統(tǒng)的常規(guī)潛艇比較少,KSS-3就是其中之一。韓國KSS-3帶有6具垂直導(dǎo)彈發(fā)射筒,可發(fā)射對地攻擊巡航導(dǎo)彈。韓國海軍還希望用它們發(fā)射彈道導(dǎo)彈,并正在攻關(guān)。
“潛艇垂直發(fā)射導(dǎo)彈會引起艇體更大的上下(縱向)震動(dòng),電池在這個(gè)過程中可能因較大的抖動(dòng)和壓力變化受損,甚至引發(fā)火災(zāi)。而其他發(fā)射方式艇體抖動(dòng)就沒有那么大。比如,發(fā)射魚雷時(shí),潛艇是左右(橫向)搖擺,抖動(dòng)就較小。因此,鋰電的性狀在壓力變化大時(shí)受影響更大,所以可能會引發(fā)質(zhì)疑?!蓖跞赫f,“但這是一個(gè)顯而易見的問題,歷史上既然有過教訓(xùn),韓國在設(shè)計(jì)時(shí)就不會不考慮,況且它應(yīng)該做過針對性的實(shí)驗(yàn)并有相應(yīng)的解決方案?!?/p>
正如韓國國防采購計(jì)劃管理局所稱,經(jīng)過30個(gè)月的研發(fā),這些電池已經(jīng)通過了技術(shù)成熟性評估。