UUV（无人水下航行器）使用锂电池

UUV 用锂电池概览

1. 锂离子电池主流于 UUV 动力

• 锂离子电池因其高能量密度（可达约 300 Wh/kg）、长循环寿命（超过 3000 次），在众多 UUV 平台成为首选动力来源

• 与早期的铅酸、镍镉、银锌等电池相比，锂电池在能量效率和使用寿命方面具有明显优势 

2. 多种型号与应用案例

• REMUS 系列（如 REMUS-100，REMUS-6000）采用模块化锂电池设计，容量范围从 1 kWh 到 16 kWh 不等，每块模块容量为 250–750 Wh，并配备保护与充电功能 

• Bluefin 潜艇系列使用压耐型锂聚合物电池，如 1.5 kWh Subsea Battery，设计可承受 6000 米水压，具备快速更换功能及安全监控机制 

• Bluefin-21 AUV 配备 9 块 1.5 kWh 锂聚合物电池，可实现约 25 小时续航 

• AUV Abyss（如 REMUS 6000 系列）配备两组锂电池组，每组由 672 个电芯组成，单组能量约 5.6 kWh，可支持 22 小时任务 

3. 技术与安全挑战

• 锂电池易产生枝晶，可能导致短路或热失控等安全风险；其耐压与耐温性相对有限 

• MIT 曾指出，UUV 的锂电池不易航空运输，还可能因有限能量密度导致需要昂贵的服务支援船 

4. 安全与高可靠性电池系统

• General Atomics 的 LiFT 系统具有单个电芯故障容错能力，支持持续任务执行，已获 DNV-GL 认证

• L3Harris 与美国海军合作开发的 Li-ion PPR（Passive Propagation Resistant） 电池包，通过 NASA 舱内设计实现最高级别安全标准，并且是首个获海军认证可在潜艇水中发射与回收的锂电池 AUV 系统。

5. 商业与定制解决方案

• EaglePicher Technologies 提供多尺寸 UUV 用锂电池，强调安全性、能量密度与寿命 。

• Saft 电池广泛应用于各种 UUV，是许多平台的主要动力来源 。

• Lincad 提供军用级高强度锂电系统，适用于极端环境，具备稳定电源与数据记录能力 。

• SubCtech PowerPack™ 系列（如直径 260/310/416 mm）广泛用于 AUV、ROV 与海底设备，支持快速部署并符合多项运输认证 。

6. 混合动力与电能管理发展

• UUV 常采用混合动力系统，比如燃料电池与锂电池联合使用，以延长续航并优化动力输出。

• 加拿大 ADSSA 项目中的 Solus-LR UUV 使用锂电池搭配燃料电池，计划实现在水中多月出航与 2000 km 航程 。

• 一项中国专利提出通过实时寿命预测与优化策略，实现燃料电池和锂电池的效率平衡。

• MUN Explorer AUV 在研究中采用 11 块锂电池合计 14.6-17.95 kWh，再结合燃料电池系统可扩展至 68 kWh。

总结表