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忙完了一堆事,現在開始處理這邊的事。 以下這篇文分三個部份。第一個部分主要在說明鋰離子 電池,尤其是鋰鐵電池的安全性;第二個部分則是關於 鋰離子電池於潛艦上使用的發展情況(你沒看錯,已經 開始用了,而且是大型有人作戰用的潛艦);第三部分 則是回答一些問題。 鋰離子電池的安全性,其實我前面很多文都提到,它其 實可以很安全,可是就有人不信。有人會拿沒多久前出 事爆炸的電動機車當例子,可是如果你仔細調查,你會 發現,出事的是「鋰錳」電池,那是一種比較舊而相對 不安全的鋰離子電池,而且那個電池還沒有通過經濟部 TES的檢測!簡單地說就是黑心的廠商用了根本不該用 的電池才闖出這種禍。 當然,這麼說還是會有人不信。那我們來看影片好了: ***有.影.片.有.真.象.好.小.孩.請.勿.在.家.模.仿.分.隔.線*** 步槍射擊測試: http://www.youtube.com/watch?v=brcSLnAT1nU
這裡拿了兩種鋰離子電池:鋰鈷和鋰鐵鎂(一個鋰鐵的 分支)電池來測試。測試的內容再簡單不過:拿步槍來 打,看看分別會出什麼事。結果鋰鈷一被擊中立刻燒了 起來,鋰鐵鎂則一點煙都沒有。 穿刺測試: http://www.youtube.com/watch?v=OoBEoqK_o1c
如果覺得剛才那個可能只是電池本身設計很好,那我們 換一家公司的電池好了。這個實驗是拿鋰鈷和鋰鐵電池 來鑽孔,看看分別會有什麼反應。結果還是一樣:鋰鈷 整個燒了起來,鋰鐵則是微微增溫到攝氏六十多度。附 帶一提,這部影片後面提到鋰鐵電池其實很環保,所以 什麼說鋰離子電池內含氟酸之類的可以休矣。 切割測試: http://www.youtube.com/watch?v=8IBapfB0Imo
如果覺得剛才那樣破壞得不夠徹底,那用鋸子直接鋸開 如何?結果一樣沒事。影片中的那位仁兄直接用手去觸 摸電池和電池內部,一點事都沒有。 震動測試: http://www.youtube.com/watch?v=dvKGg1dmgis
有人質疑鋰離子電池不耐震動,但實際上合格可通過安 全測試的車用鋰離子電池一直都有,符合軍規標準的也 有。這裡就先不解釋了。 MythBuster式測試(I): http://www.youtube.com/watch?v=52h8IK0IdqI
有人可能會好奇:要讓鋰鐵電池燒起來要怎麼樣的條件 。這裡是一個示範:要有三個條件,過充(實驗中電壓 達到19V,正常上限是4.2V)、破損(實驗中用十字弓 把電池打一個洞)、火源(實驗中故意點火燒電池)。 即使如此,電池仍然沒有劇烈燃燒或爆炸。真要在潛艦 上發生類似的情況,用鉛酸電池的話硫酸霧和氫氣早已 瀰漫整艘船。 MythBuster式測試(II): http://www.youtube.com/watch?v=wkJM8MZkFKU&feature=related
那如果持續強行過充又如何?結果還是沒事,一直到拿 吹風機吹熱電池才讓電池燒起來。這顯示了除非同時多 個條件具備,不然鋰鐵電池要出問題很難。而這樣的情 況下,鉛酸電池只會更糟而已。 那好了,有人可能會問:這種東西根本沒有實際用於潛 艦上的例子,可見它不安全。事實上,已經有了。先看 第一個: http://tinyurl.com/3unhd6a 這裡是說Saft提供VL16P鋰離子電池予Tango Bravo計劃 第一期之用。Tango Bravo計劃的目的在於降低新一代 潛艦的造價,第一期計畫包括Virginia block III,而 這一個block的首艦已於2009年起造,目前已下水但還沒 成軍(因為在它之前的潛艦都還沒)。 有人可能會好奇VL16P鋰離子電池是什麼。它是一種三元 素鋰離子電池: http://tinyurl.com/3c49ytc 它比較舊(2001年就開始生產),也比較貴。美國海軍 選擇對它性能比較了解。在上面那個資料裡,鋰鐵電池 被歸類為新科技,這很可能是它不被選用的原因。但這 不表示以後不會用鋰鐵取代。Saft也有做鋰鐵電池,而 且也提供包括NLOS-C在內的混合動力車用電池,所以說 鋰離子電池不能軍用其實是錯的。 如果覺得這個例子不滿意,我們來看德國人現在打算做 什麼: http://www.prnewswire.co.uk/cgi/news/release?id=152203 這是說ThyssenKrupp和Gaia合作發展潛艦用的鋰離子電 池。ThyssenKrupp可能有人不知道,但說它就是209和212 生產商大家就都知道了。那Gaia發展的是那種鋰離子電池 呢?我們上它的網頁去看: http://www.gaia-akku.com/en/technology/lfpnca.html 一種是鋰鎳鈷電池。它可以用於小型特戰用潛艦上,但相 對不安全,所以應該不太可能;另一種則是鋰鐵電池。在 圖中,它的安全性評價是最高的。 那麼,目前這個計劃發展到什麼程度呢?請看這裡: http://www.marinelog.com/DOCS/NEWSMMIX/2010mar00010.html 目前已做出原型,放在太陽能動力船上測試。這還是一年 多前的事。 所以,不是我亂說或YY,而是你們之中一些人根本沒有能力 或意願去區分什麼是工程上安全可用的科技,什麼是太過激 進的科技。在德國那個新聞稿裡,很明確地提到鋰離子電池 可以延長潛艦的水下航程達三倍,而這也正是我為何也改用 燃氣渦輪的原因:因為只有在放棄水下充電、柴油機、一部 分油料和載彈量才有可能延長水下航程到五倍,也就是兩千 海浬。 好了,相信到了這裡,大多數人應該對於 鋰離子電池的水下 應用沒有問題了,接著來回答一些問題。 有人說柴潛實際上每四十八小時就要充電一次,不可能達到 四百海浬的水下航程,而主要的原因是海流。前面的敘述基 本沒錯,後面的原因則不正確。事實上,這剛好說明了鉛酸 電池的缺點。它的缺點之一是:深度充放電(就是充電充到 快飽合,和放電放到快沒電)會縮短電池壽命。為了保護電 池,潛艦平時本來就不會在水下待太久。相比之下,鋰離子 電池的問題就相對輕得多。 還有人鉛酸電池安全可以當壓艙,鋰離子電池「遇水則發」 所以不能放艙底。先不說這關於鋰離子電池安全性的敘述不 正確,事實上這位仁兄連為何鉛酸電池在放艙底平面鋪開的 理由都沒搞懂。這其實是鉛酸電池的問題導致的:一來,充 電時鉛酸電池會產生氫氣,為了避免在電池室累積引發爆炸 ,放艙底讓氫氣擴散可以提高安全性;二來,鉛酸電池在高 溫下會折壽,而柴潛沒有多少電力可供空調(就算居住艙保 持在三十度以上都是正常的),這樣的設計可以最大程度地 利用對流來降溫。 想了解鋰離子電池對鉛酸的優勢,可以看一個東西: http://tw.myblog.yahoo.com/jw!MOmm3oyBAAUZNciLUyP_khI2/article?mid=17272&sc=1 不斷電系統和潛艦作業很多地方很像。可供參考。 最後,台灣自製潛艦勢在必行,就算不是現在,以後也得要 做。考慮到取得的時程和戰力缺口(很多資深潛艦官兵都退 了,因為只有兩艘,執勤壓力太大),取得二手潛艦並以自 製鋰離子電池模組改良是最實際的方案。而未來,應該以自 製為主。 我提議的那個潛艦,雖然航程受限,但還可以用;如果裝了 不合適的柴油機,一開就被對方潛艦盯上,結果就是到那都 被對方潛艦盯著,無法作戰。而用燃氣渦輪是最合理的選擇 ,因為如果要從外部發電,那就要另外準備發電車,太麻煩 ,且增加一堆工程問題,且車艦會合作業只會增加困擾。燃 氣渦輪不占空間重量,只考慮水上發電是合理的選擇。另外 ,這樣的潛艦會是原型艦,不宜太過複雜(這樣的設計其實 很簡單);等到日後固體氧化物燃料電池(SOFC)成熟(核 研所和台灣的一些公司都在發展,所以其實是有基礎的), 再拿它來取代燃氣渦輪就是。 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 74.106.192.59
jessti :第一個的電池是鋰鐵鎂 111.185.90.253 05/16 02:35
jessti :Lithium Iron Magnesium Phosphate 111.185.90.253 05/16 02:35
手誤,改過 ※ 編輯: ryannieh 來自: 74.106.192.59 (05/16 02:58)
kurt1980 :燃氣渦輪怎麼可能不占空間重量... 111.81.88.182 05/16 09:45
哦,對了,有人拿某些用燃氣渦輪的軍艦設計來說明燃氣渦輪很占空間 ,問題是,他們根本沒仔細研究那些設計占空間的理由。如果有仔細研 究的話,就會發現那些占空間的東西其實是熱交換器,也就是降低熱訊 號和利用廢熱的裝置。如果根本不打算戰時於高危險區的水面航行,要 那些東西幹嘛? ※ 編輯: ryannieh 來自: 74.106.192.59 (05/16 10:51)
RURILIN :自己不研究還敢說別人沒研究? 114.42.10.127 05/16 11:46
RURILIN :你的進排氣道怎處理還是避而不答. 114.42.10.127 05/16 11:46
不早就說了嗎?裝在帆罩,前後各開一個洞不就好了嗎? ※ 編輯: ryannieh 來自: 74.106.192.59 (05/16 11:48)
RURILIN :用想當然爾的沒可行性,說了等於沒說 114.42.10.127 05/16 12:08
那您要不要指教一下,說說為什麼不可行? ※ 編輯: ryannieh 來自: 74.106.192.59 (05/16 12:17)
mp44stg44 :潛艦的匿蹤無論如何都要保持的吧 59.126.144.56 05/16 12:35
作戰期間返港作業時沒必要。我前面其實也說了,那個燃氣渦輪就是港內 充電和一般安全區域內水面航行用的。 ※ 編輯: ryannieh 來自: 74.106.192.59 (05/16 12:41)
mp44stg44 :打到沒電的時候怎麼辦 59.126.144.56 05/16 12:40
mp44stg44 :戰區很廣的耶。浮上水面充電那你匿蹤 59.126.144.56 05/16 12:40
mp44stg44 :怎麼辦?直接投降嗎? 59.126.144.56 05/16 12:41
這就是為什麼要兩千海浬水下航程的原因。 ※ 編輯: ryannieh 來自: 74.106.192.59 (05/16 12:42)
mp44stg44 :依照電池的續航力,以及戰區範圍 59.126.144.56 05/16 12:42
mp44stg44 :你作戰期間返港作業也是要啊 59.126.144.56 05/16 12:43
mp44stg44 :在制空權制海權只有局部優勢的話 59.126.144.56 05/16 12:43
在港口內會發熱的東西可多了,能看到熱源就打嗎? ※ 編輯: ryannieh 來自: 74.106.192.59 (05/16 12:45)
mp44stg44 :你要以潛望鏡深度進港嗎? 59.126.144.56 05/16 12:44
mp44stg44 :你就不怕對方的潛艦埋伏等你回家嗎 59.126.144.56 05/16 12:46
mp44stg44 :我在思考海上的明顯紅外線目標是不是 59.126.144.56 05/16 12:50
mp44stg44 :更好鎖定瞄準。港口有熱源,對。 59.126.144.56 05/16 12:50
mp44stg44 :不過返港的時候你還在水上,不就 59.126.144.56 05/16 12:51
mp44stg44 :萬綠叢中一點紅? 59.126.144.56 05/16 12:52
如果你擔心會有埋伏,你應該儘可能待在水下才對,而不是去檢討水面 紅外線訊號的問題。更何況,單看紅外線訊號並無法區分民船軍船。
mp44stg44 :另外我們戰時船還有可能返港嗎? 59.126.144.56 05/16 12:53
mp44stg44 :港口補給設施早就被打爛了吧 59.126.144.56 05/16 12:54
漁港多得是。不管那一種潛艦,都要返港補給,沒有例外。這和用不用 燃氣渦輪一點關係也沒有。
mp44stg44 :整個台灣島附近全是戰區,潛艦持久戰 59.126.144.56 05/16 12:55
mp44stg44 :能打多久?兩千海里看似很威。 59.126.144.56 05/16 12:56
mp44stg44 :但這是已經包含作戰時期的戰系耗電嗎 59.126.144.56 05/16 12:57
mp44stg44 :這種潛艦的持續作戰能力能打多久 59.126.144.56 05/16 12:57
為什麼不包括?難道一般潛艦水下航程的數據是不包括戰系耗電的數據? ※ 編輯: ryannieh 來自: 74.106.192.59 (05/16 13:03)
mp44stg44 :作戰持續時間。以及作戰失敗緊急脫離 59.126.144.56 05/16 12:59
mp44stg44 :兩千海里,電池在多種作戰狀況耗電 59.126.144.56 05/16 13:00
mp44stg44 :耗電程度不一,那最後整個潛艦的作戰 59.126.144.56 05/16 13:01
mp44stg44 :持續時間能堅持多久?你總是要撤離再 59.126.144.56 05/16 13:02
mp44stg44 :充電。而且再補給不可能在西岸進行 59.126.144.56 05/16 13:02
mp44stg44 :脫離廣大的戰區,那麼,還要保持多 59.126.144.56 05/16 13:04
兩千海浬是包含了那些就會用完的航程嗎?你要不要實際拿張地圖來看一下? ※ 編輯: ryannieh 來自: 74.106.192.59 (05/16 13:06)
mp44stg44 :少電力應對脫離時遭遇的敵軍? 59.126.144.56 05/16 13:05
mp44stg44 :我想知道一件事,假設潛艦的兩千海里 59.126.144.56 05/16 13:10
mp44stg44 :在純電池動力系統維持作戰 潛艦體積? 59.126.144.56 05/16 13:13
OpenGoodHate:有想過油彈補給艦該如何進行整補嗎220.135.120.103 05/16 13:21
mp44stg44 :我還是很想知道他在水下可以待多久.. 59.126.144.56 05/16 13:24
mp44stg44 :我教官跟我說過,武夷要到太平洋才可 59.126.144.56 05/16 13:24
mp44stg44 :以整補。不過現在阿共有航母... 59.126.144.56 05/16 13:25
mp44stg44 :這樣潛艦本身的持續作戰能力到底能 59.126.144.56 05/16 13:26
mp44stg44 :持續作戰多久?水下作戰時間? 59.126.144.56 05/16 13:26
mp44stg44 :有沒有72小時以上呢? 59.126.144.56 05/16 13:27
兩千海浬都三個星期左右了吧,夠用了
jessti :我到是覺得 一直攻擊成品的性能 140.112.55.85 05/16 13:30
jessti :不如仔細去檢視達成這東西的所必要 140.112.55.85 05/16 13:32
jessti :的環節是不是都存在了 這東西本來就 140.112.55.85 05/16 13:33
jessti :不是什麼常規的艦艇 140.112.55.85 05/16 13:34
mp44stg44 :也是 59.126.144.56 05/16 13:35
jessti :上面的測試都缺乏碰到水會怎樣 140.112.55.85 05/16 13:35
jessti :在鈍氣跟有適當吸收劑中 Li跟HF不是 140.112.55.85 05/16 13:37
jessti :太大麻煩 小船吃發魚雷也完了 用不到 140.112.55.85 05/16 13:41
jessti :太複雜的設備 問題在整個東西裝不裝 140.112.55.85 05/16 13:42
jessti :的起來 會不會到後來整合到後面問題 140.112.55.85 05/16 13:43
jessti :複雜度已經超出一開始的需求了 140.112.55.85 05/16 13:44
jessti :做出一艄只能打帶跑的怪獸 遠遠就被 140.112.55.85 05/16 13:46
jessti :target 140.112.55.85 05/16 13:46
jessti :這種系統除了電池還要許多電容 140.112.55.85 05/16 13:49
jessti :不知道現在超級電容的技術夠不夠這邊 140.112.55.85 05/16 13:50
jessti :的需求了? 不靠這個大輸出很麻煩 140.112.55.85 05/16 13:51
應該還用不到超級電容的地步。電池的輸出功率已經夠高了 ※ 編輯: ryannieh 來自: 74.106.192.59 (05/16 14:29)
RURILIN :指教?別人對你指教你只會華麗的無視. 114.42.10.127 05/16 15:07
那我就不懂了,華麗的無視的到底是什麼?避重就輕是輕什麼重什麼? 沒有任何具體內容,我的確無法反駁。
Mystiera :水桶裡面集氣一個星期還是避重就輕 219.70.19.138 05/16 15:19
mp44stg44 :我看了很久也覺得這是艘打帶跑的船 59.126.144.56 05/16 19:51
leptoneta :你都用鋰離子電池 燃氣渦輪要幹嘛?140.116.113.173 05/16 20:01
leptoneta :反正不上浮 不充電 燃氣渦輪做啥140.116.113.173 05/16 20:03
dasfriedrich:我就講嘛,拆換式電瓶比較合用。 61.60.54.29 05/16 20:44
dasfriedrich:既然鋰離子電池可以上船,電瓶可拆換 61.60.54.29 05/16 20:46
dasfriedrich:也屬可行之替代方案......(茶 61.60.54.29 05/16 20:46
dasfriedrich:要不要改成可潛式魚雷艇? 61.60.54.29 05/16 20:51
我那時也說了:上百噸的電池要怎麼拆換?不可行。 至於可潛式魚雷艇…任何作戰用的潛艦都是可潛式魚雷艇。 ※ 編輯: ryannieh 來自: 74.106.192.59 (05/16 22:31)
ishiki :要一艘只能打帶跑,一回港就變棺材的 61.217.60.120 05/16 22:35
ishiki :潛艇來幹嘛? 消耗預算嗎? 61.217.60.120 05/16 22:35
請問潛艦作戰那個不是打帶跑的?至於一回港就變棺材這種事還麻煩 您好好回一篇分析一下。這樣一堆人回一堆沒頭沒腦的東西,我還真 不知道如何回起。 ※ 編輯: ryannieh 來自: 74.106.192.59 (05/16 22:57)
ishiki :別人回就沒頭沒腦,你講就頭頭是道? 61.217.60.120 05/16 23:43
Timbug :很有出國進修的fu118.171.253.252 05/16 23:58
您說的是。那可以煩請您好好回一篇了嗎? ※ 編輯: ryannieh 來自: 74.106.192.59 (05/17 00:04)
ishiki :為什麼我就一定要回你一篇呢?(菸 61.217.60.120 05/17 00:12
那很抱歉,我幫不了您
leptoneta :我的問題被忽略了~140.116.113.173 05/17 00:39
因為您的問題讓人很無言。沒有不充電啊,只是不水下充電而已。 如果要回到岸上用外部電源充電,第一就要碰上的問題是電源車和潛艦會合 的作業耗時(加油相對容易得多,因為油罐車便宜可以大量採購,而且潛艦 還可以直接用民間加油設施),第二個是電纜可能漏電(例如絕緣不佳或斷 裂),戰時這種問題太危險,第三是外部電源得和潛艦保持聯結一段時間以 充滿電池,這段時間動都不能動,易被攻擊。燃氣渦輪沒有多大多重,與其 付出那些代價,不如老老實實地裝一個上船算了。 ※ 編輯: ryannieh 來自: 74.106.192.59 (05/17 00:58)
leptoneta :你的理由還真獨特 不錯不錯~140.116.113.173 05/17 01:25
ishiki :用不著你幫(菸 你只是另一個橘子罷了 61.217.60.120 05/17 02:41
douge :依照自己心中的想法去google的偽專家128.104.180.241 05/17 03:38
嗯,我是偽專家沒錯,因為我的確不敢自稱專家;按心中的想法去google 也沒錯,因為我需要驗證自己的想法是否正確。不過我也依自己的想法 上Youtube找資料,所以您應該叫我「依照自己心中的想法去google和Youtube 的偽專家」才比較正確。
abc0 :那我們平日買的手機相機電池是哪種? 128.138.65.243 05/17 04:10
大多是鋰鈷吧…
Jetboy :電池可以設計成艇外模組式的。 114.39.69.8 05/17 06:32
Jetboy :最大潛深就限制在50公尺好了。 114.39.69.8 05/17 06:33
Jetboy :前後開洞的帆罩? 直接退圖不審!!! 114.39.69.8 05/17 06:37
我很好奇,為什麼你會想要一個作戰限制更大的設計?前後開洞不等於 潛航時不能關起來,有那麼嚴重嗎? ※ 編輯: ryannieh 來自: 74.106.192.59 (05/17 08:09)
RURILIN :前後開大洞還要能潛航抗壓, 114.42.6.159 05/17 08:16
RURILIN :你的帆罩還得是壓力殼,你要做雙筒? 114.42.6.159 05/17 08:17
RURILIN :這艘船到底要大到幾千噸?還小潛艇? 114.42.6.159 05/17 08:18
所謂壓力殼也只要能罩住燃氣渦輪而已,能大到那裡? 而所謂大洞也不過一平方公尺上下,這本來就有前例。如果覺得這樣太大 ,改成開幾個小洞就是。 ※ 編輯: ryannieh 來自: 74.106.192.59 (05/17 08:36)
mp44stg44 :那這樣子多開幾個洞,結構強度夠嗎 59.126.144.56 05/17 10:58
魚雷管洞更多,裝卸魚雷用的門更大(可不是所有潛艦的魚雷都是魚雷管 裝進艦內的),還不是一樣沒事? ※ 編輯: ryannieh 來自: 74.106.192.59 (05/17 11:54)