作者：虹攝庫爾斯克

10月14日，日本海上自衛隊最新一艘常規動力潛艇——大鲸級二号艇“白鲸”号命名及下水儀式在川崎重工業公司神戶造船廠舉行，這是該廠在戰後建造的第30艘潛艇。

“白鲸”号是日本海自第4艘采用國産锂離子電池動力系統的潛艇，為此放棄了近年來風頭正勁的不依賴空氣推進系統（AIP）。無獨有偶，韓國海軍也宣布在最新型KSS-Ⅲ型潛艇的第二批建造中也将用國産锂離子電池技術替代AIP技術。

可以預見，锂離子電池這種智能手機中非常普遍的電池将逐漸成為未來常規潛艇的動力新寵。

圖片：日本“白鲸”号潛艇下水儀式。

AIP系統是不依賴空氣推進系統的統稱，從二戰德國開始，各國就為了能夠讓潛艇在水下潛伏更久而研制AIP系統。

近年來，越來越多國家開始購置帶有AIP系統的潛艇或者對在役潛艇嵌加AIP獨立艙段，潛艇作戰能力得到明顯加強。

AIP系統的最大優點是進一步增強了常規動力潛艇的水下“憋氣”功夫，能讓潛艇更長時間潛伏在海中，隐蔽性較傳統柴電常規潛艇更優秀。

圖片：印度生産的法制鲉魚級常規潛艇，其AIP系統艙段布置，這是一種燃料電池AIP系統。

然而，AIP系統并非完美，最主要的問題是目前AIP系統輸出功率尚未達到取代潛艇柴電主動力的程度，目前已裝艇或計劃裝艇的AIP系統通常都隻作為輔助動力來使用。

常規潛艇在水面或者通氣管狀态下航行時，仍然使用柴油機為蓄電池組充電和航行，水下高速航行則由蓄電池提供動力，隻有在水下低速巡航狀态時才用AIP系統為蓄電池提供電力。

也就是說AIP系統并不能夠給高速戰鬥狀态的潛艇帶來太多速度或機動性好處。

圖片：AIP系統主要用于潛艇低速巡航，不能用于水下高速戰鬥狀态。

與此同時，為了安裝AIP系統還要付出不小的代價。

潛艇不得不專門增加一個AIP系統艙段，加大了潛艇的排水量，最大航速也有所降低。

以日本蒼龍級潛艇為例，由于所裝的斯特林AIP發動機單台功率隻有75KW，該艇不得不安裝多達4台斯特林MK2發動機和相應輔助輪機裝置，水下排水量從前一代親潮級的3500噸增加至4200噸左右，一度成為全世界排水量最大的柴電潛艇，而即使這樣斯特林發動機也隻能讓潛艇維持低速航行，該艇另外還必須裝上2台柴油機和1台推進電動機。

燃料電池AIP技術也存在類似的問題，其他的閉式循環柴油機AIP、閉式循環汽輪機AIP設計方案同樣有着這樣那樣的問題，不足以成為潛艇主動力系統。

圖片：日本蒼龍級潛艇，這是日本最後一型采用斯特林AIP發動機的潛艇。

正因為上述原因，現代常規動力潛艇仍以鉛酸蓄電池作為水下主動力電源。

但鉛酸蓄電池能量密度較低，大電流放電特性差，還存在充電效率低、容易發熱、析氫現象嚴重、使用壽命短等問題，并對艙室污染嚴重，危害艇員健康。

相對于現有的鉛酸電池，锂離子電池具有比能量高、充放電特性好、正常使用無析氫析酸、循環壽命長、使用維護簡單等優勢，已經在智能手機、電動汽車、電網儲能、無人車輛等領域廣泛應用。潛艇動力專家們很快認識到锂離子電池的特性，日本、德國、法國和韓國等都開始了潛艇用锂離子動力電池的開發工作。

圖片：手機的锂電池。

圖片：手機的锂電池。

圖片：日本湯淺公司的潛艇用锂離子動力電池。

2018年10月，日本蒼龍級潛艇11号艇“凰龍”号下水，其棄用斯特林AIP發動機，成為了全球首艘将锂離子動力電池作為水下航行主動力源的潛艇。

目前，日本共有4艘潛艇裝備锂離子動力電池，包括蒼龍級最後2艘“凰龍”号、“登龍”号和新一代大鲸級潛艇“大鲸”号、“白鲸”号，此後的大鲸級建造計劃将全部采用锂離子動力電池。

據介紹，這4艘日本潛艇去除了原有的斯特林MK2發動機和480塊鉛酸蓄電池，取而代之是672塊由日本湯淺公司開發的锂離子電池，實現了電池供電續航裡程翻倍，電池充電時間減半。

圖片：蒼龍級潛艇動力系統，從第11艘開始棄用了斯特林發動機，轉而采用更高效的锂離子電池。

韓國與日本一樣是锂離子電池的生産大國，2018年開始潛艇用锂離子動力電池的研制工作，計劃在最新型的KSS-Ⅲ型潛艇第二批次建造過程中用锂離子電池替代現有的AIP動力系統。

德國和法國也早在1990年代就開始了潛艇用锂離子動力電池的研制，但并未将其作為潛艇主動力系統，而是與AIP系統配合使用，在214型、短鳍梭魚級等出口型常規潛艇方案中有所體現，目前還未批量裝艇。

锂離子動力電池在提高柴電動力潛艇續航力、高速機動性和隐蔽性等方面優勢明顯，無論是作為主動力系統單獨裝艇，還是與AIP系統配合使用，都具有良好前景，我國在這方面也應該有所動作了。

圖片：中國常規動力潛艇。