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王志鹏／台湾首艘自制潜舰配备绝气推进系统？会是锂电池吗？

▲国造潜舰可能将配备「绝气推进系统」，并将采用国内厂商所发展的「高效能电池技术」。（图／记者林铭翰摄）

台湾自制潜舰计划（IDS）将于2020年12月进入建造阶段，个人曾于6月撰文分析重要关键配备为「绝气推进系统」（AIP，Air-Independent Propulsion），由于现今全世界先进潜舰设计，都已经成为标准配备，若无装配「绝气推进系统」极易遭反潜兵力所侦获，对此如果没有配备，未来的潜舰将很难存活。

台湾自造的新型潜舰在于初步设计时，就必须确定有无获得商源，而各种不同形式的「绝气推进系统」，其中重量、使用空间、系统装备的配置与主动力推进系统的衔接，在设计上就存在极大的不同，若不先行确定，这将严重影响后续的「细部设计」。

当进入「细部设计」时，是否要预留设计「绝气推进系统」的舱段空间（依据目前设计2500吨型的潜舰评估，至少约5-7公尺的舱段、约100至200吨左右的重量，甚至会更多）如果不打算预留，直接继续完成「细部设计」进行后续建造，则未来当获得商源之时，就必须再花一大笔钱重新设计。

如果打算在设计上先行预留空间，那就必须决定发展的类型，暂时以增添其他「等重量、等空间」次要的系统装备进行配重；当然也有可能就先行设计二份蓝图（有与没有），不过问题还是在于能否决定类型，否则还是白费功夫。

如今依据2020年11月3日媒体的转述，台湾自制的潜舰可能将配备自我研发的「绝气推进系统」，依据海军造船发展中心主任邵维扬少将所表示，将采用国内厂商所发展的「高效能电池技术」，而这样技术很可能就是「锂电池」。这样的选择与决定，在无法获得国外技术和商源的情况下，确实是无奈且是必要的决心。

由此可知亦能研判分析，在细部设计阶段可能已经预留配备的空间，至于是否能够安装在首艘潜舰上，还必须根据这样技术的发展成熟而定。

▲潜舰AIP系统。（示意图／SENER）

锂电池具有电压高、能量密度高、循环寿命长、无记忆效应和污染少等优点才被被广泛应用；不过，就「锂电池」台湾内部厂商的设计与技术，要组合成庞大的电力安装到潜舰上，不仅是台湾海军的技术研发的创举，其存在的风险也非同小可。

光就单一的锂电池或是进一步的模组，所造成的燃烧或爆炸案例已不胜枚举，例如令人震惊的波音787「梦幻」客机锂电池起火，以及Samsung Galaxy Note 7 大范围的电池起火爆炸事件，中国大陆知名电动车也曾发生整车爆燃的意外；锂电池会产生意外地燃烧或爆炸，主要原因就在于电池的内部控制与外部使用的管理。

内部控制在于材料原理和电热转换的过程，在制造过程中，电极的制造、装配等过程如：正极和负极混料、涂布、辊压、裁切、冲切、组装、加注电解液、封口、转化等诸道工序的质量控制；外部使用则无非就是如：过度充电、额外火源、高度挤压、尖物穿刺、接触短路等所造成。

个人在海军还没有关注到国内技术和产能输出时，2015年前就曾私下了解和拜访过国内外相关产业的制程，借此也逐渐深度了解其运用在潜舰的技术层次和可行性，也曾给于若干的研发建议。

其中的关键就在于生产制造商并不了解潜舰内部空间、温度和空气的压力变化、使用操作应变的高低幅度，以及可能遭受的外部剧烈震动或冲击。

对于「锂电池」的安全性，台湾确实也有成功的技术，2016年工研院历经10年研发发表了「STOBA」技术材料，其可以避免因过度充电、不当的加热造成温度异常升高时，自行形成一道薄膜阻隔不正常高温和熔解。

不过，这样的技术运用在大众化的单一手机易，转用在机、汽电动车上难度高了许多，手机的使用输出功率约仅1W，笔记电约50W，而机器人则要1000W以上，而电动车更以10KW起跳，更何况是运用在潜舰动则是万瓦以上。

当然，就机电管理上，可以采取模组、区块、分层、分流等方式来执行安全设计，但是针对潜舰密闭舱间的压力、温度、湿度、盐分和意外的冲击、撞击所造成的变化，能否符合安全条件的要求，还真的有待逐步细心验证。

过去潜舰使用传统铅酸电池的最大危险，就在于充放电的过程会产生氢气，若无法控制就会造成意外的爆炸（已造成现今若干国家的潜舰因此意外失火或爆炸而沉没）。因此对于「锂电池」组的安装和使用操作，其安全系数，能否符合潜舰的高度需求，达到100%安全至为关键，而这样技术也很可能已经获得日本相关成熟的支援或协助。

▲海军海发中心主任邵维扬。（图／资料照）

然而，对于媒体转述海军造船发展中心主任邵维扬少将所指出：「原型舰的研发过程中发现，国内厂商所研发的高效能电池所输出动力的静音程度还优于AIP，因此未来后续潜舰即可不安装AIP系统」。这样的说法，如果不是记者转述记载有误，就是邵少将对于「绝气推进系统」的定义认知上有所偏差。

因为目前全世界潜舰制造商所采用技术成熟的四大类型「绝气推进系统」计有：德国的燃料电池、瑞典的史特林引擎、法国的MESMA系统、亦即包含日本最新研发成功的锂电池系统」，除非邵少将所指得并非属于这四大类型之一，而仍是传统的电池提升效率而已。

但是，倘若此一方向真能研发成功，这不仅是我自制潜舰技术层面上的一大突破，更是台湾未来潜舰舰队发展的一大跨越！非常值得拭目以待！

（作者为备役海军上校，曾任潜舰兵器长、作战长、轮机长与潜舰训练中心教官、海军总部计划官、国防部战略规划司计划督导官，现为中华经略国防知识协会研究员。着有《解析台湾发展潜舰的过去、现在和未来：（1960-2020年）》。）

王志鹏／台湾首艘自制潜舰配备绝气推进系统？会是锂电池吗？

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