-獨行俠_Fish-
燃料電池淘金客做過用過很多，曾經給多個項目配套。首先說燃料電池和鋰電池並不衝突。以燃料電池為AIP輔助動力，德國已經實現了。但燃料電池技術先進的日本並沒有採用，甚至連AIP輔助動力都還是用的斯特林發動機，現在連斯特林發動機都取消了，全鋰電池。這是因為幾種電池的特性很不一樣，下面來展開講一下。
用鋰電池技術風險最小
發展了幾十年的鋰電池，相對來說技術風險很小。相比之前潛艇上用的鉛酸電池來說，鋰電池的優勢首先是能量密度大，特斯拉用的單節鋰電池能量密度高達280WH/公斤，是鉛酸電池的好幾倍。換句話說，原本上世紀80年代先進常規潛艇的水下性能是20節最高速續航1小時，4節靜音航速24小時左右，現在可以翻好幾倍，已經達到了傳統AIP動力的4節水下潛行一週的標準，而技術上呢，基本就是把鉛酸電池替換掉，技術風險非常小。
跟燃料電池相比，鋰電池的優勢在於功率密度大！德國212、214級潛艇上的燃料電池，都只有不到300KW的功率。而鋰電池的能提供的功率要比這大幾十倍！也就是說，目前德國的燃料電池系統只能做AIP輔助動力，提供水下低速潛航的動力。而鋰電池完全可以作為主動力，即使以20節衝刺，也完全不在話下！
另外鋰電池不用儲存、補充氫氣和氧氣，這也是對比燃料電池的重大優勢。
鋰電池的安全性
有答主提到鋰電池的安全性，這是對潛艇動力不太瞭解，事實上鋰電池不說比鉛酸電池更安全，至少也是各有所長的。鉛酸電池在儲存、放電時會產生少量的氫，這是很危險的，所以潛艇用電池還要配酸液循環系統和攪拌系統，少產生一些氫，還要及時處理已經產生的氫。如下圖。而鋰電池完全不用擔心這個問題。
鋰電池的危險在於熱管理，尤其是在大功率放電的時候，但事實這在水下並不算困難，海水本來就可以用來冷卻，只是要注意鹽份結晶堵塞管道。蒼龍這麼大規模使用鋰電池，熱管理系統是必須的，這也是技術核心！
燃料電池的優勢和劣勢
燃料電池並不是沒有優勢的，它的綜合能量密度很高。這裡用“綜合”是有用意的，考量燃料電池系統的能量密度，要把發電的燃料電池模塊、儲能的儲氫裝置（如下圖，潛艇上的儲氫系統）兩大部分的重量全部算上去！如果只是滿足低速潛航的需求，發電的燃料電池模塊可以做小一些，氫氣可以多裝一些，算下來綜合能量密度達到700WH/公斤是沒有問題的，再擠一擠做到鋰電池的3倍也是有可能的。
現在題主應該可以明白，為什麼燃料電池適合做AIP？如果用燃料電池提供潛艇的最大功率需求，發電的電池本身會很大很重，綜合能量密度和鋰電池相比就不划算了！至於成本，什麼鉑的用量，這在軍用領域根本就不是什麼大問題。另外一個缺點，燃料電池需要補充氫氣和氧氣，這對後勤、港口的要求比較高。
單從性能上講，鋰電池和燃料電池搭配形成“電-電”混合是最好的，鋰電池提供衝刺速度，燃料電池提供長的續航時間。但是，這樣一來系統就更復雜了，造價高、技術風險大。
蒼龍為什麼不用燃料電池
首先日本豐田的燃料電池技術的確非常牛，幾年前就把113KW的燃料電池組裝進小小的乘用車了，反觀德國214級潛艇，也就是兩組120KW，跟豐田的大客車（如下圖，裝了2組113KW的燃料電池）功率差不多。但是，車用和潛用燃料電池不完全是一碼事！車用的用空氣，潛艇上用的是自身攜帶的氧氣！兩種電池在設計思路上差別很大！車用電池牛，不代表潛用電池純氫電池技術也牛！
其次，前面說過了，僅僅是把以往潛艇上用的鉛酸電池換成鋰電池，性能已經能夠和AIP動力相比，結構還要簡單得多，甚至比斯特林AIP還要簡單，後勤也方便，這一代的蒼龍實在沒必要再冒更大的技術風險了。步子太大會牽著那啥的。
有興趣多瞭解一些燃料電池、電動力方面的東西，歡迎大家一起交流，看看我以往的文章，謝謝
史海淘金客
糾正問題錯誤描述：氫燃料電池不是儲能電池，與鋰電池不衝突
日本發展氫燃料電池引起了很多人的熱議，其論點是氫燃料電池比鋰電池先進在哪？這種在對技術一無所知的前提下即可認定為“先進”，本身是一種無知與自卑的表現，在分析這種技術是否有價值之前——首先要明白什麼是氫燃料電池堆，否則只能顯得“磕膝蓋有些朝後”了。
兩組電池的作用
氫燃料電池堆-發電
動力鋰電池組-儲電
大部分吹捧氫燃料汽車的所謂汽車愛好者，是連發電與儲能電池組都沒鬧清楚的，認為車輛有一組電池堆就能直驅汽車行駛了吧。然而真正的氫燃料電池堆只能用以發電，利用的是氫氧與催化劑的反應產生電流，實現涓流穩壓為動力電池組充電；汽車的的真正動力源是來自動力電池組，否則僅僅靠低功率的發電這臺車還能開嗎？
綜上所述，燃料電池堆與動力電池組是相輔相成的，氫燃料電池的概念本質為【化學發電增程器】。增程式電動汽車早已大量普及，比如混合動力綠色車牌的公交車和旅遊大巴都是增程車，區別無非是發電增程器選擇了“內燃機+發電機組”，利用消耗燃油為基礎發電；這種成熟的模式是真的可以節能的，因為內燃機與電動機的能量轉化率差距極大。（參考下圖組）
圖1：內燃機的平均熱效率≤40%，因為有冷卻、運動、進排氣熱能損耗，而熱能是轉化為機械能的基礎。
圖2：電動機的平均轉化率≥90%，優秀機型已經接近了97%。也就是說同樣為發動機，電動機的扭矩損耗是極低的。
假設一臺大巴車用內燃機直驅，需要發動機的排量至少在5.0升左右；大排量發動機以平均2500轉左右的轉速運轉，其耗油量是不是很大呢？但如果用高效率的電動機驅動，其平均電耗假設為50kwh/100km，那麼內燃機作為增程器只需要以1500轉的低轉速恆定運行，帶動發動機實現滿足額定50kw功率的發電量即可。而實現這一功率並不需要大排量柴油機，1.5T/2.0T已經綽綽有餘了——利用小排量發動機恆定運轉發電，再利用高效電機驅動汽車，這是燃油動力增程系統能夠結構的原因，但是氫燃料電池堆做不到。
氫燃料電池堆發電的基礎是氫氧反應，氧氣可以從自然界源源不斷的額獲取，但是氫氣不可以哦。所以氫燃料發電需要製造氫，而利用石油天然氣與煤炭制氫與其號稱的節能減排背道而馳，那麼只有電解水制氫可以利用了。通過電解水方式消耗60kwh左右的電能可以製造一公斤氫，但利用一公斤氫在燃料電池堆中只能反應出20kwh左右的電，以每公斤氫浪費40kwh的電為代價去增程，這與節能減排還有一毛錢的關係呢？然而為什麼蒼龍級潛艇要用這種模式呢？
日本是戰敗國-僅此而已
日本是不可以將核技術用以軍備的，而潛艇在水下是不能使用柴電增程系統的，氧氣是很大的問題。此類潛艇需要在海面上利用柴電系統為蓄電池組充電，在水下的續航能力完全以儲能電池容量決定。不過API系統就數可以一定程度解決這一問題，化學發電可以有效提升水下潛航能力；重點是在軍備方面是不絕對考慮能耗的，所以蒼龍級只能考慮這種系統，而有核國家對於這種技術基本為棄之如敝履。
豐田汽車的氫燃料電池堆技術，說白了就是蒼龍級潛艇的技術開發，但對於汽車而言充其量“廢物利用”。首先因為氫燃料電池組的能耗太高，其次是製造成本非常之高，一組小小功率的電池堆需要幾十克的鉑，買一枚鉑金戒指的需要多少錢呢？而日本之所以大力推廣這種技術，原因只是在白金點火的化油器時代為了壟斷行業而儲備了大量的鉑，但是在電噴時代就沒用了；但是制氫可以消耗這種金屬，原因懂了嗎？
日本氫燃料增程式汽車在其本土市場也沒有得到認可，七八年的光景只有幾千臺的保有量，數千座加氫站無一不在虧損——日本人也沒有那麼愚蠢了，但是日本氫能社的會長龍野廣道似乎認為中國汽車市場的水平很低，所以也才放出在中國汽車市場大力發展氫燃料汽車的P話，但是這種問題特別突出的車在哪都不會得到認可，國內加上試驗車的保有量比日本還低。這就是氫燃料增程式電動汽車，至少在汽車領域是非常愚蠢卻也野心勃勃的嘗試。
天和Auto
是什麼讓你產生了氫氣燃料電池比鋰電池還靠譜的錯覺？至少在當前，氫能源的安全性那是遠遠比不上鋰電的。潛艇內部空間十分狹小，而且要潛入海底，一旦出現火災那就是凶多吉少，幾乎沒啥迴旋餘地。所以不要說氫燃料，鋰電池除了日本都沒有誰敢玩。至少在商用層面上，存量寥寥的氫燃料汽車產業已經出了多起嚴重事故——不是汽車本身，而是加氫站。也就是說氫氣存儲到今天還是個大問題。
潛艇內部，空間十分狹窄，一旦出現氣體洩漏，火災，很難有迴旋餘地
儲氫設備有多不靠譜？
人類當前的儲氫設備有多不靠譜，看看商用的加氫站就知道了。截止2019年底，全球一共建成450座，但美國，韓國，日本，挪威，這些開展加氫試點的國家都已經發生過加氫站爆炸事件，所以事故率還是相當之高的，潛艇這種昂貴的武器承受不起這種高風險。
氫能源汽車，普及的不多，出的事故不少，而且都是在儲氫裝置上出的問題
那鋰電池就靠譜嗎？也不靠譜，畢竟鋰電池也是一種性子比較“烈”的電池，在電動車上經常發生火災。而且鋰電池發熱嚴重，如果做不好散熱處理也會增強潛艇的紅外特徵。那日本為啥要在蒼龍級基礎上加上鋰電池呢？還不是和平憲法給逼的。實際上日本的民用核技術在世界也是排到前面的，如果肯讓三菱放開搞，弄出個潛艇用的核反應堆也不是太大的難事，畢竟連印度都搞出個殲敵者號核潛艇了。但是核潛艇是典型的進攻型武器，在法理上就已經被斃掉了，除非日本進一步修憲，否則不可能讓他搞。所以日本是沒得選，核潛艇不可能搞，為了提高潛艇潛航能力就只能上鋰電池。至少鋰電池還是比氫燃料電池靠譜的多。
