我国电动船舶发展现状,通俗的精确分析
由于高昂的制造成本以及退役时核动力装置处理困难等相关因素,限制了核动力潜艇的大规模应用。目前潜艇配备的是传统的柴电推进装置,在水下航行时采用蓄电池,潜艇的潜航里程会受到铅酸蓄电池的容量限制,而采用柴油机潜航时,需为蓄电池进行充电,在蓄电池放电时,需使潜艇上浮至通气管状态从而继续航行,具有水下续航力较低的劣势。不仅在上浮充电时易于被对方雷达装置侦测到,而且采用柴油机为蓄电池进行充电时的噪声也易于被敌方水声设备探测到,这些都大大降低了潜艇的隐蔽性,为此需减少通气管状态航行的时间,即采用不依赖空气(air independent propulsion,AIP)的动力装置。AIP动力装置在发展的数十年间采用了闭式循环柴油机、闭式循环燃气轮机、核动力装置和斯特林发动机等装置。
PEMFC由于具备工作温度较低、质量轻小,成本低廉、工艺相对简单、寿命较长等优势,目前可作为燃料电池汽车的主要动力来源。潜艇采用该系统后,也具备显著优势。通常在携带相同储量的燃料及氧化剂前提下,PEMFC的续航能力是传统柴油机的2倍,其潜航里程及自持力主要取决于潜艇上携带的氢气及氧气的量。同时因其噪声振动与工作温度则与铅酸蓄电池相近,具备发展成潜艇单一动力装置的潜力。
PEMFC等低温燃料电池比高温燃料电池更适合于潜艇AIP动力装置。高温燃料电池通常启动速度较慢,影响到潜艇的作战机动性。同时其热源温度较高,存在触发火灾的潜在危险,高温加热产生的水蒸气更是有可能产生物理性爆炸,与其安全性要求相悖,因此并不适用。
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