軍用混合動力越野汽車技術特點分析

林文志

摘 要：傳統的越野車在動力性、通過性上還有待提高，且傳統越野車的油耗較高。越野車的混合動力技術對我國現實情況下的資源問題有著重要意義，混合動力技術在越野車上應用，既可以發揮傳統內燃機的優點，又發揚了電動汽車的優點，也避免了它們的缺點是當今最具有實際開發意義的低排放和低油耗汽車。越野車最初的發展是應用于軍事上，發展至今，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，混合動力技術運用于軍用越野車上，對提高我國軍隊的現代化建設，增強軍隊的綜合戰斗力具有指導意義。

關鍵詞：混合動力軍用越野汽車；電動輪；動力性；機動性；串聯式

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或戰場行駛，在軍事應用中具有重要地位。軍用汽車是軍隊戰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將顯著提高軍隊機械化信息化水平和陸地作戰能力。混合動力技術在軍用越野車上的應用，可大大提高越野車性能。

2.混合動力軍車的優勢

混合動力軍車具備傳統軍用越野車所不具有的優勢及性能特點：

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

2.3 提高隱蔽性。現代軍事武器都在想辦法隱身、降噪，內燃機發動后，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動力軍車更多的電池等儲能設備，這對于大量需要電力的軍事裝備（計算機、通信和生存設備等）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勢，各國紛紛研究發展混合動力技術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展現狀

3.1 國外的混合動力軍用越野汽車發展現狀。美國從20世紀90年代開始混合動力越野車輛技術的研究，經過20多年的發展，美國的混合動力越野汽車已經取得很大的成就。美國國防部委托美國陸軍“坦克汽車研究發展中心”（TARDEC）研發了“超輕型車”（ULV），目的是克服悍馬軍車存在的一些缺陷，為美軍研發下一代便攜式軍用卡車奠定技術基礎。ULV采用了油電混合動力系統，其特點節能高效，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 國內的混合動力軍用越野汽車發展現狀。我國的混合動力軍車技術發展較慢，與國外的差距較大。但是在混合動力汽車迅速發展的趨勢下，國內汽車企業也在積極研制混合動力軍車。北汽集團處于軍車開發團隊中的領先者，研發出了油電混合動力輕型越野車“勇士”，其采用柴油機、電動機、燃料電池發電系統油電電混合動力系統方案，經濟性適用性提高。留有外接充電接口的動力電池經過軸荷校核和匹配布置在左側中部地板下，而可再生燃料電池系統布置在車輛尾部。采取“各走一側的布置方式”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，國內的混合動力軍車的發展較慢，與國外的差距較大。越野車向著更高動力、較好燃油經濟性和更好通過性發展。而混合動力技術與電動輪驅動技術對越野車輛的機動性、運輸效率、燃油經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特點分析：（1）美國FTTS（未來戰術卡車系統）。為了應對現役車輛種類繁多、數量巨大、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，包括混合動力驅動、獨立懸架系統、模塊化防護組件、貨物自動裝卸系統、車載電子系統等。（2）FTTS-MSV。MSV采用8×8形式，車長9.91m，整備質量16.2t，總質量28t。主發動機為1臺294kW康明斯ISL柴油機，并聯1臺305kW的發電機。MSV的油耗降低至53L/100km，采用電驅動后油耗降低了20%。該車發電機功率較大，可穩定地提供200kW電力，所以在野戰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，底盤高度可調。（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，采用混合動力驅動，安裝1臺小發電機和超級電池，除了能夠節約燃料外，還能夠確保車輛在靜止或低速時關閉發動機隱蔽行駛。

4.混合動力軍用越野汽車的技術展望

4.1 電動輪驅動的混合動力軍車。根據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型方案，即采用“串聯混合動力+電動輪驅動”的系統方案。該方案整車動力系統由發動機、發電機、電池、能量轉換器及驅動車輪的輪轂電動機組成。

采用串聯混合動力技術與電動輪驅動技術相結合，可充分發揮串聯混合動力系統和電動輪驅動系統的優勢，是未來混合動力越野汽車的一大發展趨勢。

4.1.1 串聯混合動力系統的性能優勢。越野車采用串聯式混合動力技術后，為整車帶來了巨大的性能優勢，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。串聯混合動力的短時大功率特性與電動輪驅動的峰值轉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動底盤的模塊化特點，使車輛執行任務的可靠性得到提高且更便于維護。

（3）具有靜音行駛及執行特殊任務的性能。串聯混合動力系統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 電動輪驅動系統的技術優勢。電動輪驅動系統具有傳統機械傳動系統難以實現的技術優勢，分析如下：

（1）具有無級變速特性，其特性優于傳統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。傳統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，而電動輪驅動車輛則可只控制驅動電動機驅動力即可實現牽引力控制，系統響應快，結構簡單，技術上易于實現。

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

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

（5）具有原地轉向及滑動轉向功能。由于驅動系統各輪沒有機械連接，可通過左右輪的正、反轉實現汽車繞中心原地轉向；或通過一側車輪制動另一側車輪驅動實現汽車滑動轉向。若懸架結構滿足要求，還可以實現側向平移。

4.2 無人地面車輛。各國從實戰使用中充分認識到，無人地面車輛將成為未來地面作戰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，是提高戰術精確打擊能力的有力保證，尤其是在戰術預警方面，靈活機動的無人地面車輛能夠深入危險地域和偵察盲區實施偵察，成為地面戰場信息獲取和傳輸的重要裝備，為地面作戰部隊提供更為詳盡的情報。

隨著武器裝備技術的進步和作戰模式的變化，陸軍已經由重裝備、強火力為特征的作戰部隊向輕便、反應迅速、殺傷力高和高生存性的目標部隊轉型，無人地面車輛作為信息技術與工業技術高度復合發展的產物，以其獨特優勢（既能充分發揮車輛的性能，又不必考慮人員的后勤補給）越來越被重視。近幾年，隨著非傳統軍事威脅的增加及在城市、山地條件下執行反恐任務的增加，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斗人員完成部分作戰任務。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展機遇。

參考文獻

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