据《海军工程大学学报》9月份发表的一项研究称,中国科学家已经开发出了世界上最强大武器的电源系统,一种能在12~36秒内彻底释放电源的电池,而充电则只需要两三分钟。

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相信很多朋友第一个应用就想到了电动车,充电速度快,那么在里程焦虑时直接进充电站,几分钟即可回血,这个速度几乎和加油时间相差无几,电动汽车的推广遇到的阻力将会更小,而放电速度快则表示汽车搭载的电池可以释放出更大的功率。

但是不知道各位有没有想过,这种充放电速度极高的电池最大的用处却不是电动车,而是目前发展如火如荼的高能武器,其中最大的应用可能就是电磁弹射器,这种能在2-3秒内就能将30~40吨重的战斗机加速到240千米/小时的起飞速度,所消耗的能量看着不是特别大,但功率之大超出想象。

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这种电池作为电磁弹射器的储能系统最合适不过了,美军的福特号电磁弹射器用的是飞轮电机储能,这个体积大、重量大、而且还要相当大的固定空间,并且维保要求也很高,毕竟是个高速旋转的设备,还需要成对使用抵消其产生的力矩,所以用飞轮电机能解决电磁弹射器的储能,但却存在很多问题。

用电池就没这个问题,因为电池包可以通过电缆组合,不规则空间也没问题,可以多个小空间组合也可以,灵活性很大。还有一个问题则是除了电磁弹射器这种需要高速储能与高速放电的设备外,还有轨道炮、线圈炮以及激光武器和高能微波武器也需要这类储能设备。

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这种设备的特点往往是不同区域布置的,对于飞轮储能而言简直是个没法完成的任务,因为这种储能不可能跟着这些设备在舰上到处定位,只能电缆敷设,一个成本增加,另一个像航母这种设备电缆长度过长,线损就很高,而且大电流产生涡流效应影响周围设备,问题很严重。

而随处可以布置的电池就没有这个烦恼,所以这种电池几乎就是为未来的高能武器量身定做的!结合此前马伟明院士提出的“全能舰”方案,我国电磁弹射、电磁炮以及激光武器一一突破的情况下,再和这种超级电池结合,完全就是第一代全能舰的建造框架了。

美国人为何用不同电池要用飞轮储能?

前文我们说的都是舰艇上的应用,这里提个有趣的历史,美国人当初选择舰载全电系统时候由于考虑了各种设备之间变电输送方便,使用了中压交流系统,当时也是没得选,毕竟IGBC没成熟,SiC根本就没影,交流还能用变压器,结果选择了中压交流,造成了后续的大麻烦!

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因为中压交流系统不太好用直流储能,而锂电池属于直流储能,交流需要整流后变成直流电给电池充电,放电时需要逆变成交流,这个效率一来一去估计只有80%了,损耗太大,所以只能选择飞轮储能这种可以输入交流电,也可以直接输出交流电的设备了。

中国人搞舰载全电系统的时候IGBC成熟了,而且SIC也有了,这种大功率管可以很方便的实现变流并且效率很高,所以自然就选择了直流,这种方式储能太方便了,舰艇上随便找个地方都能塞,而且电池容量增加减少可以通过并联多少解决,比飞轮电机扩容与缩容简单100倍不止。

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所以啊,赶得早不如赶得巧,中国人这个运气不错!福特号因为舰载交流系统问题搞了好几次弹射系统严重故障,2021年6月份居然四套弹射器连着罢工5天,舰载机只有直升机能起飞,福特号简直就不设防。

不只是舰上能用,陆地也能用

上文说了一大堆舰载应用,其实超高速度放电的电池在陆地高能武器使用比如战术激光时也非常方便,可以用更少的电池组合出更高的功率,目前的锂电池往往是容量够用单放电速度不太够,所以往往容量是高配的,而高速放电的电池,容量/放电速度能搭配到最佳,还能减少行军状态的重量,很简单,轻装却不减少火力,那就是战斗力的提升!

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