德国SubCtech公司——Vehicle Batteries 水下航行器锂电池
水下航行器锂电池系统
Vehicle Batteries（SmartPowerBlocks™）
产品定位
模块化 SmartPowerBlocks™：2.5～100 kWh，可达 600 V，四级安全保护。
图1 水下航行器锂电池系统（Vehicle Batteries（SmartPowerBlocks™））
设备特点
● 模块化设计，由 SmartPowerBlocks™（SPB）组成，兼顾高容量与安全、可靠、轻量；
● 提供 260 mm、310 mm、416 mm 三种标准直径（不含耐压壳尺寸）；
● 部分型号按 MIL-STD、API17F 或国际标准完成型式认可；
● 可按需进行 UN T38.3 认证；
● 仅采用高能量密度的工业 18650 电芯，具备过压阀、过流与温度保护，装于不锈钢壳内；
● 相较软包 / 锂聚合物电芯，可进行认证并通过冲击振动试验；
● 轻量钛合金 1 atm 耐压壳（非充油式），易于扩展、水下重量低；
● 四级安全保护 + 冗余设计，单电池故障时仍保证 50% 剩余容量。
设备介绍
水下航行器锂电池采用 SmartPowerBlocks™（SPB）模块化设计，在高容量的同时兼顾安全性、可靠性与低重量。电池提供三种标准直径：260 mm、310 mm、416 mm（不含耐压壳尺寸）。部分型号已按 MIL-STD、API17F 或国际标准完成型式认可，也可按需进行 UN T38.3 认证。
典型应用包括：水下航行器（AUV、ROV、潜艇）；水面航行器（USV、船只）；水下设备（监测站）；智能传感器供电。
安全性的提升来自把电池拆分为自带 BMS 保护的自保护模块（SPB）。SubCtech 仅采用高能量密度的工业 18650 电芯，电芯本身具备过压阀、过流与温度保护，并封装于不锈钢外壳。与常用于压力中性电池的软包 / 锂聚合物电芯不同，这类电池能够取得认证并通过冲击与振动试验（例如按 MIL-STD 或 API17F）。
作为耐腐蚀、轻量钛合金 1 atm 耐压壳（非充油式）的制造商，SubCtech 的电池易于按比例扩展且水下重量低；电池自支撑、电缆数量少，既节省浮力与成本，也简化系统设计，并在恶劣海况与船上条件下提供极高安全性。
核心技术亮点
| 技术做法 | 给客户带来的价值 |
| SmartPowerBlocks™ 模块化架构（每模块 2.5～7 kWh） | 按任务能量需求串 / 并联扩展，2.5～100 kWh 连续可配，避免重新设计整包 |
| 三种标准直径 260 / 310 / 416 mm | 适配不同口径的耐压壳体与航行器舱段，减少结构改型 |
| 工业 18650 电芯 + 不锈钢壳 | 可通过 MIL-STD / API17F 冲击振动与认证试验，安全性可验证 |
| 四级安全保护 + 冗余通道 | 任何致命故障下每块电池仍保留 50% 容量，保障应急返航 |
| 钛合金 1 atm 耐压壳，工作深度至 6000 m | 耐腐蚀、免充油，维护与检测更方便 |
| 可选 PDU 配电与 CIM 控制器（含数据记录） | 可连接多达 12 块电池，实现统一监控、日志与远程诊断 |
技术参数
| Series 260 HV（串联） | SPB 每模块 2.5 kWh、14 V～50 V；串接后电压典型 50 V～400 V；能量典型 2.5～20 kWh；电流 2 通道各可达 50 A；尺寸每 SPB Ø260 mm × 150 mm + 150 mm BMS；重量每 SPB 空气中 14 kg |
| Series 260 HV（并联） | 电压 14 V～50 V；能量典型 2.5～20 kWh；电流可达 50 A；尺寸每 SPB Ø260 mm × 150 mm + 150 mm BMS；重量每 SPB 空气中 14 kg |
| Series 310 HV（串联） | SPB 每模块 3.5 kWh、14 V～50 V；能量典型 3.5～50 kWh；电流可达 50 A；尺寸 Ø310 mm × 150 mm + 150 mm BMS；重量每 SPB 空气中 18 kg |
| Series 310 HV（并联） | 电压 14 V～50 V；能量典型 3.5～50 kWh；电流可达 50 A；尺寸 Ø310 mm × 150 mm + 150 mm BMS；重量每 SPB 空气中 18 kg |
| Series 416 HV（串联） | SPB 每模块 7 kWh、14 V～50 V；电压典型 50 V～600 V；能量典型 7～100 kWh；电流 2 通道各可达 75 A；尺寸每 SPB Ø416 mm × 150 mm + 150 mm BMS；重量每 SPB 空气中 32 kg |
| XXL AUV Series 416 | 可连接多达 12 块电池（例如 100 kWh Series 416）；电压 150 V～600 V；能量典型 100 kWh 至 1 MWh；工作深度至 6000 m；资质 UN T38.3，API17F 或 MIL-STD（视配置） |
| 技术 | 锂离子可充电池；高功率、高安全、高可靠工业电芯；SubCtech 自研高电压 / 高容量 / 高电流电子；UL / UN 认证电芯 |
| 生产 | 按 IPC-A-600、IPC-A-610、IPC-A-620 class 2 生产；class 3 可定制 |
| 壳体 | 工作深度至 6000 m；材料：钛合金（免腐蚀）、铝、钢、超级双相钢、POM；其他可开发 |
| 数据接口 | RS-485（可全隔离）、RS-232（可全隔离）、CAN（可全隔离）、以太网（原型阶段）；协议：SIIS L2、MODBUS RTU、NMEA-0183（ASCII），其他可定制 |
| 数据记录与远程访问 | CIM 主控制器记录（32 GB）；远程下载日志、上传固件 / 配置；密码访问保护 |
| 温度 | 工作 -20 °C～+60 °C；充电 0 °C～+45 °C；储存 -20 °C～+60 °C（均为电芯表面温度）；支持极地与热带条件 |
| 安全（四级） | L1 工业电芯 + 不锈钢壳 + 过压阀 + 过流切断 + 温度保护层；L2 SPB 级硬件保护（过压 / 低压 / 过流 / 过温）；L3 电池级软件保护（模块失衡、热点检测、过流、短路，配 IGBT 开关和 / 或断路器）；L4 独立安全回路切断全部模块与充电器，由任意故障触发，并在 SPB 级设看门狗 |
| 安全性附加 | 冗余电池方案在故障时保证每块电池 50% 剩余容量；机械与电气保护；模块轻、连接器无电压，操作安全 |
| 资质 | MIL-STD（如 810G 冲击与振动）、461F EMC、API17F、NATO Codes、DNV 及其他国际 / 客户标准；UN T38.3 电芯级必配，电池级按需 |
| 选件 | LED 控制灯（内置或耐压壳用）、水下开关、配电单元 PDU（带保护输出）、电池控制模块 BCM（多达 12 块电池）、CIM 控制接口模块、海空运运输箱、装壳辅助工具、定制水下电缆（任意连接器品牌，DNV 认可） |
系统组成与选配
标配
● PowerPack™ 电池系统（SPB 模块 + BMS + 耐压壳）
● SUBCONN® 连接器
● 数据接口与标准协议
选配
● PDU 配电单元（带保护输出）
● 电池控制模块 BCM（可连接多达 12 块电池）
● CIM 控制接口模块（含数据记录，可嵌入电池内）
● LED 控制灯、水下开关
● 海空运运输箱、装壳辅助工具
● 定制水下电缆
● 定制：尺寸、容量、外形、壳体材料、连接器、开关、直流选项、酒店负载、充电功率与设计
应用领域
● AUV / ROV / 潜艇等水下航行器主电源；
● USV 与水面船只动力电池；
● 水下监测站与智能传感器供电；
● 大型长航程自主水下平台（含燃料电池混合动力系统）。
应用案例
案例1｜混合动力 AUV：3 × 35 kWh 高压电池 + BCM
为混合动力 AUV 提供 3 组 35 kWh 高压电池与电池控制模块。
图2 AUV 高压电池组与电池控制模块（BCM）（原厂实景）
来源：SubCtech 公开应用记录（Nauticus Robotics）
案例2｜有人潜器：430 V 高压电池 + BCM
为有人驾驶潜器提供 430 V 高压电池系统与电池控制模块。
图3 载人潜器用高压电池与透明压力壳演示（原厂实景）
来源：SubCtech 公开应用记录（SubseaCraft）
案例3｜FlatFish 项目（DFKI / BIR / Shell）
德国人工智能研究中心（DFKI）、巴西机器人研究所（BIR）与壳牌（Shell）联合开展的 FlatFish 项目，目标是设计一台用于油气水下结构反复检测、可长时间潜航的 AUV。为评估水下能源与高带宽数据传输，对接站样机配备了光数据传输器与电池充电电触点。
图4 FlatFish AUV 在试验水槽中（图片来源：DFKI / FlatFish 项目）
来源：SubCtech 公开应用记录（© DFKI / Ground Truth Robotics, Florian Cordes）
案例4｜燃料电池 UUV“Solus-LR”（Cellula Robotics）
SubCtech 为加拿大 ADSA 科技计划下开发的“Solus-LR”远程无人水下航行器研制了锂离子电池。该 UUV 目标航程 2000 km、可连续潜航数月；锂离子电池系统与燃料电池系统协同工作，承担功率峰值，并使动力系统保持在合适的工作参数区间。
图5 Cellula Robotics 的 Solus-LR 长航程 UUV（图片来源：Cellula Robotics）
来源：SubCtech 公开应用记录（© Cellula Robotics）
案例5｜Shell Ocean Discovery XPRIZE 参赛 AUV“Marlin”
德克萨斯 A&M 学生团队的“Marlin”AUV 进入 Shell Ocean Discovery XPRIZE 决赛。该平台装备 48 kWh 电池系统（超过普通家庭日均用电量），用于驱动高分辨率 3D 扫描、惯导、多普勒测速与环境化学传感器等全套载荷。
图6 Shell Ocean Discovery XPRIZE 水下监测项目现场（原厂实景）
来源：SubCtech 公开应用记录（© Deep-Down / Oceaneering）
案例6｜Europa-Explorer 项目（DFKI）
作为木卫二（Europa）未来探测任务的先导，该项目聚焦机器人在木卫二表面及冰下（冰层厚 3～15 km）的导航；由于地木通信时延长达 33～53 分钟，需要全自主系统。SubCtech 为该任务研制并交付了电池系统。
图7 DFKI Europa-Explorer AUV 装配现场（图片来源：DFKI）
来源：SubCtech 公开应用记录（© DFKI, Jan Albiez）
产品图集
图8 SmartPowerBlock™（SPB）模块结构 |
图9 Series 260 电池模块 |
图10 航行器电池组装配 |
图11 Shell Ocean Discovery XPRIZE 参赛 AUV |
操作手册下载（中文版 PDF）
《德国SubCtech公司水下航行器锂电池系统操作手册（中文版）》 · 资料编号 SD-OM-SCT-BT-VBAT · V1.0
