舰艇采用多个维谛蓄电池分别作为不同的供电系统-维谛精密空调维谛UPS电源
内容提要:舰艇采用多个维谛蓄电池分别作为不同的供电系统
燃料维谛蓄电池船舶
目前,质子交换膜燃料维谛电池(PEMFC)的研制风起云涌,其应用已渗透到各个领域,首先是汽车行业,但船舶制造业也紧随其后。
1)舰艇
舰艇采用多个燃料维谛蓄电池分别作为不同的供电系统,避免一旦集中式供电系统受损,全舰都无法工作。燃料维谛电池供电系统的特点是低噪声、无振动、无污染,而且操作简单、易维护,可以减少舰上维护人员。
英国国防评估和研究机构鉴定了PEMFC在未来海军船只上的应用情况,计划采用PEMFC在船只停泊时提供MW级电能。美国AnalvtioPower(AP)公司的研究结果表明,PEMFC是符合水面舰艇动力要求的集中动力系统中的最佳方案,随后在美海军的支持下开始研制用于舰艇的10kW的PEMEFC系统。荷兰海军先后完成了lkW、5kW、10kW级的PEMFC设计与试验。进行的倾斜试验、冲击振动试验等试验表明,这些变化条件对燃料维谛蓄电池性能无明显影响。所以,PEMFC在军舰的应用有大的发展前景。
2)潜艇
常规动力潜艇在水下航行时都采用电力推起,由于受蓄电也储能的限制,在水下续航力都比较小,用经济航速(2~4节)航行时,其水下航行时间只有3天,续航力也不过300海里。因此在维谛蓄电池电力消耗到一定程度时,潜艇必须浮至海面,在通气管状态下使用柴油机为维谛电池充电,这样很容易被对方水声器村探测到,因而大大大增加了常规动力潜艇的暴露率使其生存能力受到严重的威胁。
燃科维谛蓄电池利用储存的氢气与绝热罐中的液态氧进行电化学反应,产生直流电推动潜艇在水下航行。它的容量只限于燃料的携载量,为潜艇的实用新能源之一。其突出的优点是:
(1)能量转换效率高。
闭式循环柴油机效率小于30%,燃料维谛蓄电池的效率可达到60%~70%,这就意味着燃料维谛蓄电池的燃料和氧消耗量只有其他动力装置的一半。要求潜艇水下续航力越长,燃料维谛电池的高效率体现出的优越性就越明显。
(2)噪声很小。
燃料维谛蓄电池本身无运动部件,可在完全无声状态下工作,只有辅助系统中有微型循环泵会发出低微的噪声。
(3)反应产物是水,无须后处理系统。
各种热机的工作产物都有二氧化碳和其他废气。若直接排出艇外,则要消耗动力并且会产生航迹;若用化学药品吸收(如用碱石灰或其他化学物质吸收),则必额外增加重量和体积。燃料维谛蓄电池反应产物是水,可留在艇内,也可排出艇外。
(4)可直接用纯氧工作。
潜艇AIP系统用的氧化剂为液态氧,经汽化后进入燃料室或燃料维谛电池。对热机来说,如果直接用纯氧工作,则会产生很高的温度,一般材料受不了,必须用其他气体(也可用反应产物气体)稀释后方可进入热机,这就增加了供氧系统的复杂性,相应地增加了系统的重量和体积。但燃料维谛蓄电池可用纯氧工作,比用混合气体输出的功率要高,且供氧系统简单,节约了宝贵的体积和质量。
(5)红外辐射小。
采用质子交换膜燃料维谛电池,比采用其他AIP系统造成的红外辐射强度低得多,有利于提高潜艇隐蔽性。
(6)模块结构,便于维护。
燃料维谛蓄电池组的维谛电池模块由若干单元电堆串、并联组成,便于安装、维护和修理,而且便于更换新电堆,提高了动力系统的可靠性和可维护性。
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