储能技术与下一代军事动力总成（总集篇）

自从人类进入工业时代后，化石燃料很快替代了数千年以来的人力、兽力和风力，成为了如今最常见的动力源，而以此驱动的现代动力车辆和船舶，更是爆发出远远强于过去时代的动力性能，使得载具尺寸、战斗威力和作战机动性大幅提高。

经过一百余年的发展，受制于化石燃料密度限制、燃机材料限制，很多领域上的动力源都已经濒临了自己的发展瓶颈，如自从1980年第三代坦克开始使用1500马力柴油机/燃气轮机以来，现代坦克动力系统始终未能再迈上新的台阶；军用重载卡车虽然动力不断提高，但随着功率的进一步提升，现代重型运载车辆的油耗水平也进一步提升，使得运输距离成本水涨船高；就连水下的核动力潜艇也似乎难以逃脱动力源的困扰，大马力的核动力系统往往占据巨大的船体，使得高速核潜艇普遍尺寸较大，成本昂贵，同时难以避免噪音的产生。

除了原动机系统逐步达到瓶颈而日趋难以提升动力外，随着电子设备技术的发展，车体和舰体消耗电力的设备正以极高的速度猛增。

因此，在供电能力濒临瓶颈，而耗电需求大为增加的情况下，现代科技专家逐步将视野转向储能技术。

储能技术的意义

储能技术，顾名思义就是将原动机输出的能量储存起来。由于目前大部分的动力需求都是以电力体现的，所以大部分储能技术都是以电力储存技术为主导的。

电力储存并非是一个全新的话题，早在一百年前，常规动力潜艇就使用了柴油机-蓄电池-电动力的动力组成，在水面航行时，将部分能量转化为蓄电池的电力储存起来，在下潜作战时则切换到电动机航行。但到了现代，随着计算机动力管理系统的出现和成熟，使得原动机-电池-电动力的分配更加精细化，在更有燃油效率的同时，还可以实现电动力和原动机联合输出，实现高爆发速度和爆发供电效果。

如今，油电混合动力汽车已经在各国民用市场占据一席份额，而在军用市场中，混合动力车辆也逐步出现在现代舞台之上，甚至传言的沸沸扬扬的下一代坦克，也有很大概率使用混合动力配合储能系统。

一般来说，在地面车辆和常规潜艇中，储能装置一般是各种电池，但在船舶领域，因为船体较大，一些在某些领域更有效率的储能设备也得以更好的运用。

除了电磁弹射器，电磁炮和激光武器用得上这种储能装置外，传统的水面战舰亦可有效从该技术获取提升。传统的“柴燃联合”动力中，为了保证战舰短时间的高速能力 和持续巡航的经济油耗，通常使用燃气轮机+柴油机的组合，结构较为复杂；但采用混合蓄能动力设备后，战舰可以使用储能系统替换柴油机部分，平时运转可用更为紧凑，热效率更高的燃气轮机发电推进，低速反潜巡航，入港可以选择纯电巡航；高速爆发时可用电动机配合燃气轮机并行输出能量，这对于反潜舰、导弹艇等需要此类机动模式的船舶十分实用。

甚至在被人认为“无限续航”的核潜艇领域中，目前也正在如火如荼的进行核动力——储能技术的结合开发。如美国的“哥伦比亚级”核潜艇和英国“无畏”级核潜艇，都有传言使用储电能力的混合动力系统的传言。

对于核潜艇来说，使用混合动力系统有着若干优势：

1、更有效率使用宝贵的核燃料。核潜艇的核燃料虽然不需要频繁更换，但是由于更换作业需要拆解结构，费时费力，所以现代发展趋势都是使用武器级核燃料实现“终身无需加料”。但核反应堆的设计特点决定，核反应堆只能在一定的工况下实现核燃料的最优燃烧效率，而高于该功率会带来消耗快于预期，而低于该功率则会有可能产生“中子毒物”，不仅影响效率，更可能危害核反应堆内部安全（切尔诺贝利骤然功率提升就和中子毒物衰变结束有关）。因此，使用混合动力系统，可以让核反应堆长期维持在稳定工况运行，并把额外的电力储存起来，在需要时使用；

2、核动力潜艇虽然安静，但是由于常规核潜艇不能关闭汽轮机，因此噪音仍然大于静音航速的常规潜艇。所以，在需要极低噪音巡航时，可以关闭汽轮机，将反应堆切换到自循环模式，将余热排除并使用电动机巡航，以规避敌方探测；

3、在需要快速加速（如遭遇鱼雷袭击）时，传统蒸汽轮机需要较长时间才能达到高压工作模式，加速性一般，而电动机加速性能远高于蒸汽轮机，所以在潜艇处于静默速度而遭遇敌方突袭时，电机的高速爆发有利于潜艇快速逃离。

由上可见，核潜艇采用混合动力系统，能有效降低和平时代的成本，和提升战时的作战效能。同时，得益于核潜艇较大（相对车辆）的空间，使得核潜艇能够运用多种储能模式，换取必要时的高性能动力输出。