Оснащение литиево-ионными аккумуляторными батареями позволит отказаться, на японских подводных лодках, от применения не только традиционных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей, но и воздухонезависимых двигателей Стирлинга.
Дизель-электрическим подводным лодкам аккумуляторы необходимы для скрытного передвижения под водой, когда запуск дизельных двигателей для питания ходовых электромоторов нежелателен или вовсе невозможен. Традиционные свинцово-кислотные аккумуляторы не могут обеспечить большой продолжительности хода и долго заряжаются.
Решение об использовании литий-ионных аккумуляторов на подводных лодках типа Soryu было принято по нескольким причинам. Во-первых, такие аккумуляторы имеют существенно бо́льшую емкость, чем свинцово-кислотные. На малых скоростях дальность подводного хода подлодки на литий-ионных аккумуляторах сопоставима с дальностью хода на свинцово-кислотных аккумуляторах и двигателе Стирлинга.
По этой же причине японские конструкторы решили отказаться от установки двигателя Стирлинга на подводную лодку, оборудованную литий-ионными аккумуляторами. Благодаря этому внутри подлодки удалось освободить немного пространства.
Во-вторых, на больших скоростях дальность хода корабля с литий-ионными аккумуляторными батареями заметно превышает такой показатель при использовании свинцово-кислотных аккумуляторов.
Наконец, в-третьих, литий-ионные аккумуляторы можно перезаряжать с использованием бо́льших токов, чем при зарядке свинцово-кислотных элементов питания. Это означает, что на полную зарядку литий-ионных батарей необходимо существенно меньше времени.
Подводное водоизмещение подлодки Oryu составляет 4,2 тысячи тонн при длине 84 метра и ширине 9,1 метра. Корабль может развивать скорость до 20 узлов. Oryu стала 11-й подводной лодкой, построенной по типу Soryu. Корабли этого типа, построенные прежде, оснащены свинцово-кислотными аккумуляторами и двигателями Стирлинга.
Итак, литий-ионные батареи имеют также более короткое время подзарядки в силу большей силы тока заряда, по сравнению со свинцово-кислотными батареями. Кроме того, литий-ионные аккумуляторы имеют больший срок службы, не требуют технического обслуживания, а электрические системы с их применением проще в управлении и в построении электрических сетей.
Оборотной стороной этого является высокая стоимость литий-ионных батарей. Контрактная стоимость подводной лодки SS 511 Oryu составляет 64,4 млрд иен (около 566 млн долл, по другим данным фактическая стоимость постройки составила 66 млрд иен) против 51,7 млрд иен (454 млн долл) у десятой подводной лодки типа Soryu (SS 510 Shoryu). Практически вся разница в стоимости в виде 112 млн долл составит стоимость литиево-ионных батарей и соответствующей электросистемы.
Литий-ионные батареи при применении на подводных лодках требуют мощных дизель-генераторов для подзарядки, увеличенных устройств РДП для увеличения объемов подачи воздуха и отвода выхлопных газов, а также изменений в электрических цепях, в первую очередь применения автоматических предохранителей. Литиево-ионные аккумуляторы также весят меньше, чем свинцово-кислотные аккумуляторы, поэтому проект подводной лодки типа Soryu пришлось несколько переработать для сохранения балластировки и остойчивости.
Еще с 1954 года, японцы вели исследования по различным типам лодочных ВНЭУ. Корпорация Mitsubishi Heavy Industries работала над созданием парогазотурбинных ВНЭУ различных схем, а корпорация Kawasaki Heavy Industries - дизелей замкнутого цикла. После испытаний стендовых установок, в 1962 году работы над этими типами ВНЭУ были прекращены, а взамен развернуты программы создания литий-ионных акумуляторных батарей и исследования лодочных ВНЭУ на основе топливных элементов.
Длительное время стоимость литий-ионных батарей была непомерно высокой, и существовали проблемы с их безопасностью, что, вкупе с "незрелостью", как полагали японцы, технологии топливных элементов, вынудило Японию в 1986 году обратиться к внедрению на подводные лодки ВНЭУ системы Стирлинга по шведской технологии. В 1991-1999 годах японцы вели отработку двигателя Стирлинга на береговом стенде, после чего в 2000-2001 годах установили двигатели Стирлинга для морских испытаний на подводной лодке SS 589 Asashio (последней типа Harushio). Двигателями Стирлинга Kawasaki Kockums V4-275R (по четыре на лодке) в результате оснащались десять первых подводных лодок типа Soryu, первая из которых (SS 501) была введена в строй в 2009 году. Однако японцы с самого начала планировали перейти к оснащению этих лодок взамен ВНЭУ Стиринга литий-ионными аккумуляторными батареями - первоначально эти батареи планировалось установить еще на пятой лодке этого типа SS 505 Zuiryu, однако затем программа внедрения несколько раз переносилась.
Литиево-ионные батареи дают лодкам продолжительность подводного хода, сопоставимую с продолжительностью при использовании воздухонезависимых энергетических установок (ВНЭУ) на малых скоростях, но при этом за счет высокой емкости обеспечивают весьма высокую продолжительность подводного хода и на больших скоростях, что особенно важно при выходе в атаку или при уклонении от противника. При этом, в отличие от ВНЭУ, лодка может постоянно пополнять запас энергии в литиево-ионных батареях, используя подзарядку батарей с применением устройства РДП.
