号称世界最强常规潜艇！日本“大鲸”号服役，锂电池比AIP好用？

3月9日，日本最新型“大鲸”级常规潜艇的首舰“大鲸”号正式交付日本海自服役。根据日本媒体的报道，“大鲸”号潜艇的排水量是3000吨，计划将会被部署到神奈川县的横须贺基地。

随着这艘潜艇的正式服役，日本海自2010年制定的潜艇部队扩军计划已经正式完成，日本潜艇从冷战时期的16艘，扩充到了现在的22艘，如果把两艘“春潮”级训练潜艇也算在内的话，其现役潜艇总数已经达到了24艘，而且全部是清一色的大型常规潜艇，由此不难看出，日本海自的水下作战力量还是比较强悍的。

（日本海自“大鲸”级常规潜艇首舰“大鲸”号正式交付海自服役）

“大鲸”级常规潜艇是日本“苍龙”级的发展型号，其尺寸、吨位、外观和苍龙级都非常相似，但是由于日本习惯于“藏着掖着”，在公开潜艇吨位的时候，一般只说水面排水量，因此“苍龙”级潜艇虽然公开吨位为2950吨，但是其实际的水下排水量高达4200吨。

同样，“大鲸”级潜艇虽然号称是3000吨，但这很显然也是水面排水量，其水下排水量则要超过4200吨。日本的常规潜艇之所以造这么大，一个主要原因是日本受美国和国内宪法的双重制约，不能开发核潜艇，因此日本就建造大吨位的远洋常规潜艇来部分替代核潜艇的职能。

（大鲸号潜艇，2020年10月下水，外形吨位都和苍龙级潜艇大致相当，和苍龙级有很强的传承性）

日本的“大鲸”级潜艇在武器装备和声呐雷达等探测系统方面也和苍龙级一脉相承，没有特别突出的亮点，其主要的特点在动力系统。因为日本无法建造核潜艇，因此对于能够让常规潜艇长期潜伏水下活动的AIP技术非常重视（AIP即不依赖空气动力装置），很早就从瑞典引进了“斯特林发动机”的样品和技术。苍龙级潜艇前10艘都采用了斯特林发动机，但是日本从苍龙级的第11艘开始，应用了全新的锂电池替代了原先由斯特林发动机组成的AIP系统。目前全球只有日本的常规潜艇采用了锂电池技术。

（日本海自苍龙级潜艇上使用的斯特林发动机，功率不足且故障不断，最终日本放弃了斯特林发动机，转而改用锂电）

值得注意的是，我国其实和日本基本同时期从瑞典引进了斯特林发动机的技术，但是多年来，我国不但自用版常规潜艇大规模使用斯特林发动机组成的AIP系统，就连出口巴基斯坦的S-20P型常规潜艇也装备AIP，那么斯特林发动机技术和锂电池技术，哪一种在常规潜艇使用方面更占优势呢？对此我们不妨来比较一下中日两国的AIP技术差异。

（出口巴基斯坦的S-20潜艇的模型，该级潜艇使用了中国自产的斯特林发动机）

锂电池技术本身是一个非常先进但已经比较成熟的电池技术，我们现在使用的手机、平板电脑包括电瓶车等，大多都使用的是锂电池。锂电池具备充电快、电容大、体积小等特点，同等体积重量的锂电池，其电容是铅酸电池的3倍，但是正常充电时间只有铅酸电池的三分之一，而且还可以使用快速充电技术，让充电时间更短。所以常规潜艇如果把现在普遍使用的铅酸电池全部换成锂电池的话，这些锂电池充一次电，所能驱动潜艇航行的距离也足以满足一般战术需求。

（锂电池技术其实已经比较成熟，如今我们所使用的手机，大部分都使用锂电池）

日本潜艇之所以要用锂电池替代AIP，原因在于，日本自行仿制的斯特林发动机，只能达到瑞典原装发动机大约70%的功率水平，而且故障率远远高于瑞典的原装货，这就导致安装了斯特林发动机的前10艘“苍龙”级潜艇故障频繁，且动力不足，严重影响该型潜艇正常的战备部署。而日本的锂电池技术相对比较成熟，所以日本使用锂电池替代斯特林发动机属于“扬长避短”。

（中国目前有多种AIP型常规潜艇可供出口，也可以根据客户需求提供定制服务）

和日本有较大差别的是，中国在引进斯特林发动机后，不但仿制获得了成功，而且在瑞典原装发动机的基础上进行了技术升级，进而开发出中国自己的斯特林发动机，而且中国自产的斯特林发动机的功率超过了瑞典原装货的50%！

另外，中国海军有核潜艇，常规潜艇本来就是给核潜艇打辅助的，所以中国的常规潜艇吨位上普遍比日本小，但是发动机功率却比日本潜艇大！所以中国的常规潜艇使用国产大功率斯特林发动机完全不影响潜艇的正常运行，甚至某些技术参数还要超过瑞典原厂产品！所以中国现在建造的常规潜艇已经是一水的AIP潜艇。

（中国常规潜艇已经普遍装备了大功率斯特林发动机，性能甚至比原厂产品更好）

因为对于斯特林发动机技术掌握的程度不同，造成了如今中日两国常规潜艇AIP技术“分道扬镳”，中国在持续探索并完善自家的斯特林发动机技术，并且已经开始大量向国外出口，比如巴基斯坦订购的S-20P型潜艇，就装备了中国自研的AIP系统；日本由于始终没能有效掌握斯特林发动机技术，加之潜艇吨位巨大，不得已只好改用锂电池替换原先的斯特林发动机，试图走另外一条AIP系统之路。

（军港内的日本潜艇，注意：X尾舵的是苍龙级，十字尾舵的是亲潮级）

不过锂电池和铅酸电池相比，虽然有不少技术优势，但是其缺陷也是显而易见的。首先就是锂电池容易起火和爆炸。这一点相信很多朋友对于早些年三星手机爆炸事件还是记忆犹新，而且近年来，手机移动电源爆炸起火的事件也偶有发生，技术证明锂电池在充电和放电时容易发热进而导致火灾，而且一旦遭遇到压力变化或者撞击等意外情况，就很容易爆炸。一艘潜艇上要安装几万块锂电池，这些密集排列的电池在充电和放电时必然处于高热状态，再加上潜艇在水下活动，一旦触礁或遭遇深水炸弹攻击，震动和撞击很容易引爆本来就不稳定的锂电池，这是锂电潜艇所面临的最大威胁。

（起火燃烧的锂电池电瓶车，这还只是一块锂电池，而潜艇上有几千上万块锂电池）

同时频繁的高强度快速充电和放电，会严重影响锂电池的寿命，根据统计，在相同使用强度的情况下，锂电池的寿命只有铅酸电池的一半左右，如果在潜艇这般恶劣的环境中使用，锂电池的寿命会更短，这也在客观上影响锂电潜艇的战备部署。

总而言之，日本选择锂电作为本国潜艇的动力系统，并不是真的因为锂电比斯特林发动机性能更好，而是日本的斯特林发动机技术实在不过关，没有办法才选择了锂电池作为替代品，说直白一点那就是：日本选择锂电潜艇是无奈之举。