軍用混合動力越野汽車技術(shù)特點分析

林文志

摘 要：傳統(tǒng)的越野車在動力性、通過性上還有待提高，且傳統(tǒng)越野車的油耗較高。越野車的混合動力技術(shù)對我國現(xiàn)實情況下的資源問題有著重要意義，混合動力技術(shù)在越野車上應用，既可以發(fā)揮傳統(tǒng)內(nèi)燃機的優(yōu)點，又發(fā)揚了電動汽車的優(yōu)點，也避免了它們的缺點是當今最具有實際開發(fā)意義的低排放和低油耗汽車。越野車最初的發(fā)展是應用于軍事上，發(fā)展至今，越野車可分為軍用越野車和民用越野車等，本文主要研究對象是針對軍用車，混合動力技術(shù)運用于軍用越野車上，對提高我國軍隊的現(xiàn)代化建設(shè)，增強軍隊的綜合戰(zhàn)斗力具有指導意義。

關(guān)鍵詞：混合動力軍用越野汽車；電動輪；動力性；機動性；串聯(lián)式

中圖分類號：U463 文獻標識碼：A

1.緒論

越野車一般隸屬于軍用汽車族，具有一定的越野行駛能力，其機動性高、通過性及安全性好。越野車能在路況差或者根本沒有路的地區(qū)或戰(zhàn)場行駛，在軍事應用中具有重要地位。軍用汽車是軍隊戰(zhàn)斗力中機動能力的重要組成部分，混合動力軍車的研制和開發(fā)將顯著提高軍隊機械化信息化水平和陸地作戰(zhàn)能力。混合動力技術(shù)在軍用越野車上的應用，可大大提高越野車性能。

2.混合動力軍車的優(yōu)勢

混合動力軍車具備傳統(tǒng)軍用越野車所不具有的優(yōu)勢及性能特點：

2.1 動力提高。混合動力軍車，由于增加了電動機，功率增加，扭矩也大大增加，這對于軍車來說，意義較大。尤其是電動機的低速大扭矩，對爬坡有好處，相比內(nèi)燃機的變速器，大大降低爬坡時變速器的機械磨損。

2.2 兩套動力系統(tǒng)提高動力可靠性。對并聯(lián)混動動力軍車來說，由于有兩套動力，任何一套出了故障不影響軍車的行駛，提高了軍車戰(zhàn)場生存能力和機動性。

2.3 提高隱蔽性。現(xiàn)代軍事武器都在想辦法隱身、降噪，內(nèi)燃機發(fā)動后，由于有排氣、煙、噪聲和其他熱源、紅外源等輻射源，很容易暴露在敵方肉眼、耳朵、雷達、熱紅外成像儀等下，而在純電動模式下，就沒有內(nèi)燃機以上弊端或減少被偵探的測試源，特別是非常安靜、容易隱蔽，達到進攻的突然性。

2.4 小電站。由于油電混合動力軍車采用了比傳統(tǒng)動力軍車更多的電池等儲能設(shè)備，這對于大量需要電力的軍事裝備（計算機、通信和生存設(shè)備等）提供了電力保障，成為移動的電站。

基于混合動力軍用越野車所具備的這些優(yōu)勢，各國紛紛研究發(fā)展混合動力技術(shù)在軍用越野車上的應用，混合動力越野車是大勢所趨。

3.混合動力軍用越野汽車的發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 國外的混合動力軍用越野汽車發(fā)展現(xiàn)狀。美國從20世紀90年代開始混合動力越野車輛技術(shù)的研究，經(jīng)過20多年的發(fā)展，美國的混合動力越野汽車已經(jīng)取得很大的成就。美國國防部委托美國陸軍“坦克汽車研究發(fā)展中心”（TARDEC）研發(fā)了“超輕型車”（ULV），目的是克服悍馬軍車存在的一些缺陷，為美軍研發(fā)下一代便攜式軍用卡車奠定技術(shù)基礎(chǔ)。ULV采用了油電混合動力系統(tǒng)，其特點節(jié)能高效，體型輕盈且耐用，解決了軍用汽車的油耗問題，縮短了再次加油時間。

3.2 國內(nèi)的混合動力軍用越野汽車發(fā)展現(xiàn)狀。我國的混合動力軍車技術(shù)發(fā)展較慢，與國外的差距較大。但是在混合動力汽車迅速發(fā)展的趨勢下，國內(nèi)汽車企業(yè)也在積極研制混合動力軍車。北汽集團處于軍車開發(fā)團隊中的領(lǐng)先者，研發(fā)出了油電混合動力輕型越野車“勇士”，其采用柴油機、電動機、燃料電池發(fā)電系統(tǒng)油電電混合動力系統(tǒng)方案，經(jīng)濟性適用性提高。留有外接充電接口的動力電池經(jīng)過軸荷校核和匹配布置在左側(cè)中部地板下，而可再生燃料電池系統(tǒng)布置在車輛尾部。采取“各走一側(cè)的布置方式”的高低壓電氣線路，從而盡可能地降低了電磁因素干擾的影響。

通過比較，國內(nèi)的混合動力軍車的發(fā)展較慢，與國外的差距較大。越野車向著更高動力、較好燃油經(jīng)濟性和更好通過性發(fā)展。而混合動力技術(shù)與電動輪驅(qū)動技術(shù)對越野車輛的機動性、運輸效率、燃油經(jīng)濟性和生存能力等性能的提高具有非常明顯的作用。

3.3 國外典型車型的技術(shù)特點分析：（1）美國FTTS（未來戰(zhàn)術(shù)卡車系統(tǒng)）。為了應對現(xiàn)役車輛種類繁多、數(shù)量巨大、通用性差等問題，美軍將FTTS分為FTTS-UV和FTTS-MSV兩類。美軍對FTTS的性能要求是反應時間比現(xiàn)役軍車提高60%以上，油耗降低50%以上，機動性提高25%以上，安全性和生存性提高15%以上，可靠性大幅度提升，可維護性有了質(zhì)的飛躍，從而提高野外維護和搶修的能力。FTTS車輛采用了大量先進技術(shù)，包括混合動力驅(qū)動、獨立懸架系統(tǒng)、模塊化防護組件、貨物自動裝卸系統(tǒng)、車載電子系統(tǒng)等。（2）FTTS-MSV。MSV采用8×8形式，車長9.91m，整備質(zhì)量16.2t，總質(zhì)量28t。主發(fā)動機為1臺294kW康明斯ISL柴油機，并聯(lián)1臺305kW的發(fā)電機。MSV的油耗降低至53L/100km，采用電驅(qū)動后油耗降低了20%。該車發(fā)電機功率較大，可穩(wěn)定地提供200kW電力，所以在野戰(zhàn)條件下可作為臨時小型電站使用。MSV安裝了TAK-4獨立式懸掛系統(tǒng)，底盤高度可調(diào)。（3）澳大利亞Bushmaster。Bushmaster“大毒蛇”為防雷車，主要編配于陸軍部隊。該車具有很好的松軟地面通過性，采用混合動力驅(qū)動，安裝1臺小發(fā)電機和超級電池，除了能夠節(jié)約燃料外，還能夠確保車輛在靜止或低速時關(guān)閉發(fā)動機隱蔽行駛。

4.混合動力軍用越野汽車的技術(shù)展望

4.1 電動輪驅(qū)動的混合動力軍車。根據(jù)前期研究和對國外混合動力汽車綜合分析，提出：混合動力越野車輛的最佳構(gòu)型方案，即采用“串聯(lián)混合動力+電動輪驅(qū)動”的系統(tǒng)方案。該方案整車動力系統(tǒng)由發(fā)動機、發(fā)電機、電池、能量轉(zhuǎn)換器及驅(qū)動車輪的輪轂電動機組成。

采用串聯(lián)混合動力技術(shù)與電動輪驅(qū)動技術(shù)相結(jié)合，可充分發(fā)揮串聯(lián)混合動力系統(tǒng)和電動輪驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)勢，是未來混合動力越野汽車的一大發(fā)展趨勢。

4.1.1 串聯(lián)混合動力系統(tǒng)的性能優(yōu)勢。越野車采用串聯(lián)式混合動力技術(shù)后，為整車帶來了巨大的性能優(yōu)勢，可歸納為以下幾點。

（1）車輛加速性能與爬坡能力提高1倍以上。串聯(lián)混合動力的短時大功率特性與電動輪驅(qū)動的峰值轉(zhuǎn)矩特性使車輛加速性能與爬坡能力得到極大提升。

（2）可靠性和可維護性好。由于混合動力汽車總成的多能源特點以及電動輪驅(qū)動底盤的模塊化特點，使車輛執(zhí)行任務的可靠性得到提高且更便于維護。

（3）具有靜音行駛及執(zhí)行特殊任務的性能。串聯(lián)混合動力系統(tǒng)的電池組可使車輛維持一定距離的純電動行駛，可減小排放和紅外特征，提高生存能力。

4.1.2 電動輪驅(qū)動系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢。電動輪驅(qū)動系統(tǒng)具有傳統(tǒng)機械傳動系統(tǒng)難以實現(xiàn)的技術(shù)優(yōu)勢，分析如下：

（1）具有無級變速特性，其特性優(yōu)于傳統(tǒng)車輛使用的自動變速器或無級變速器。

（2）牽引力控制容易實現(xiàn)。傳統(tǒng)車輛牽引力控制需要對整車動力傳動系及制動系進行綜合控制，而電動輪驅(qū)動車輛則可只控制驅(qū)動電動機驅(qū)動力即可實現(xiàn)牽引力控制，系統(tǒng)響應快，結(jié)構(gòu)簡單，技術(shù)上易于實現(xiàn)。

（3）再生制動效率高。各車輪均可進行再生制動，故其效率高于傳統(tǒng)驅(qū)動形式，這對提高整車燃油經(jīng)濟性是非常重要的。

（4）驅(qū)動形式可實時連續(xù)切換。越野車輛普遍采用多輪驅(qū)動，采用電動輪驅(qū)動后，整車采用哪些車輪驅(qū)動可由整車控制器根據(jù)行駛狀況實時切換，實現(xiàn)驅(qū)動力最佳分配。

（5）具有原地轉(zhuǎn)向及滑動轉(zhuǎn)向功能。由于驅(qū)動系統(tǒng)各輪沒有機械連接，可通過左右輪的正、反轉(zhuǎn)實現(xiàn)汽車繞中心原地轉(zhuǎn)向；或通過一側(cè)車輪制動另一側(cè)車輪驅(qū)動實現(xiàn)汽車滑動轉(zhuǎn)向。若懸架結(jié)構(gòu)滿足要求，還可以實現(xiàn)側(cè)向平移。

4.2 無人地面車輛。各國從實戰(zhàn)使用中充分認識到，無人地面車輛將成為未來地面作戰(zhàn)信息化裝備體系的重要組成部分，是減少人員傷亡的重要手段，是提高戰(zhàn)術(shù)精確打擊能力的有力保證，尤其是在戰(zhàn)術(shù)預警方面，靈活機動的無人地面車輛能夠深入危險地域和偵察盲區(qū)實施偵察，成為地面戰(zhàn)場信息獲取和傳輸?shù)闹匾b備，為地面作戰(zhàn)部隊提供更為詳盡的情報。

隨著武器裝備技術(shù)的進步和作戰(zhàn)模式的變化，陸軍已經(jīng)由重裝備、強火力為特征的作戰(zhàn)部隊向輕便、反應迅速、殺傷力高和高生存性的目標部隊轉(zhuǎn)型，無人地面車輛作為信息技術(shù)與工業(yè)技術(shù)高度復合發(fā)展的產(chǎn)物，以其獨特優(yōu)勢（既能充分發(fā)揮車輛的性能，又不必考慮人員的后勤補給）越來越被重視。近幾年，隨著非傳統(tǒng)軍事威脅的增加及在城市、山地條件下執(zhí)行反恐任務的增加，士兵和有人裝備面臨的威脅更突然和致命，軍方迫切需要能夠代替戰(zhàn)斗人員完成部分作戰(zhàn)任務。并可有效降低人員傷亡的裝備，無人地面車輛因此獲得空前的發(fā)展機遇。

參考文獻

[1]劉其旭.高機動性軍用越野車的發(fā)展與“猛士”系列車型武器平臺的開發(fā)[J].汽車運用，2014（7）：1.

[2]張云.世界軍用車輛[M].北京：國防工業(yè)出版社，2013.

[3]馬強，吳思亮，陳宇.美軍研制輕型混合動力軍車[J].中國國防報，2014（2）：2.