每辆车都有更多的能量
Qinetiq基于DARPA Control概念的Ground X-Vehicle Techonology项目的电机轮技术
车载系统不断增长的能源消耗为新技术提供了抓住机会的机会，以便在未来从根本上改变军用车辆的动力和机动性。
考虑到美国陆军的下一代战车可能拥有混合动力装置，该行业只需要一个大规模的计划，以便它能够融入其已经开发的能源技术（以及不可避免的修改）。战车。 然而，美中不足的是，根据目前的计划，军队计划在2035年左右投入使用此类机器。 关于其配置的重大决定很可能不会早于今年的2025，除非相关计划加速进入特朗普总统任期。
巨大的需求是开发新技术的极好动力，而新技术又可以提供满足这些需求的解决方案。 例如，战场上对电能的需求不断增长，同时需要减少与燃料供应相关的后勤负荷，以及增加作战和支援部队的越野机动性。 所有这些令人信服地说明了大规模实施辅助动力装置，智能发动机控制和混合动力驱动，并因此大大增加了外部消费者的电力。
克服惯性
凭借在各种军事结构的混合动力汽车技术演示样品生产方面的丰富经验以及为民用领域生产混合动力推进系统的公交车，BAE系统公司能够准确评估该技术的现状和前景。 DRS技术也是如此，它也参与了许多示范项目。 DRS网络计算和测试解决方案的商务总监Tom Weaver表示，市场仍在崛起，电动汽车的优势仍然必须克服传统汽车的惯性。 这种惯性对能够为外部消费者产生必要电力的机器的进展产生负面影响，尽管过去十年中需求增加了“至少100％”。
“DRS与不同的客户合作，在各种运行测试中展示集成了新技术的机器。 用户的成功示范和积极反馈并没有导致在部队中部署这种车辆，而且，他们甚至没有制定这些车辆的要求。 但是，需求将继续增长，特别是在远征作战和专用机器方面，例如系统 武器 定向能量。
今天，DRS与Allison合作开发的变速器集成发电机形式的中型战术车（MTV）和HMMWV机器设备的车载电源系统。 例如，安装在MTV卡车上的该系统可为车载或外部系统提供高达125 kW的电力。 该公司还生产安装在各种车辆上的其他能源管理系统。 BAE系统公司的总工程师安德鲁·罗森菲尔德（Andrew Rosenfield）也认为纯电动汽车不太可能在地面作战中起主要作用，主要是因为电池充电问题。
“虽然在全电动模式下工作的动力传动技术已经完全解决，但加油的问题很可能不会让纯电动汽车真正发挥作用，”他继续道。 “最终，柴油燃料可以在世界任何地方使用，而在沙漠中找到一个电池充电站是非常有问题的，但即使你找到它，等待八个小时完全充电它们也许是不可能完成的事情。”
韦弗同意混合动力汽车可能占上风，同时也提到了清洁电动汽车充电基础设施的局限性以及柴油和喷气式煤油JP8的普遍存在。 然而，罗森菲尔德强调，纯电动汽车可以在军事基地发挥重要作用，因为它们可以移动货物，就像现代企业或机场（机场拖拉机）一样。 “燃料电池汽车可能会执行类似的任务，因为他们需要免费进入氢气库，”他说。
韦弗认为，未来的燃料电池汽车将面临一条艰难的道路。 “首先，没有气态氢的基础设施，新燃料的部署将存在一定的不信任。 这些机器的道路将从组织良好的远征作战开始。“
混合电路也比纯电动电路更加成熟，并且具有使其比纯电动和传统机械驱动机器更具吸引力的几个特征。 “首先，混合动力电动平台使用与传统柴油发动机相同的燃料。 其次，电动机低转速时的扭矩对于在崎岖地形上行驶或爬坡非常陡峭的汽车来说是理想的选择。“
他补充说，随着诸如通信和使用高功率激光的武器系统等新功能的部署，船上产生大量电力的能力变得越来越重要。 出口这种能源的能力也是一个巨大的优势，因为这些机器可以为定居点和医院提供动力，这些机构的自身电力系统因战斗损坏或自然灾害而失败。
“最后，降低运行和维护成本与显着的燃油经济性和更高的可靠性相结合，使混合动力电动汽车成为明智和长期的选择。”
艾里逊变速箱和DRS开发的变速箱积分发电机可为现有装甲车辆提供额外的能量。
能源需求
正如韦弗所指出的那样，对战车上电能的需求从未减少，它们只会逐年增长。 “更新的功能系统需要来自运营商平台的越来越多的能源，以及对现有车辆的发电和配电系统的不断升级。”
“只要你增加了无声移动，雷达，高级通信，信号干扰和电磁装甲或武器等功能，平台就会开始落后于需求，而且无需切换到混合电路，这个过程就变得无法控制。 在未来十年，船上产生大量电力的能力将成为所有战车的最重要组成部分之一。“
“电动车辆应该像传统的机械车辆一样工作，甚至更好，”他继续道。 “与机械驱动系统相比，电机驱动系统不仅更加简单，移动部件更少，而且通常具有令人惊讶的良好冗余水平，这使得它们更加可靠。 例如，大多数具有横向布置的电动变速器可以在一定程度的正常模式下与单个故障电动机一起工作。
韦弗说，公共交通培育的关键技术已经可以使用，并准备进入市场。 他说：“混合动力和电路的广泛使用，尤其是城际公交车和有轨电车的使用，已经导致了电动机控制器，逆变器和转换器的发展，这些都接近于军方所需要的。 “行业需要的只是准备为资格认证过程付费的客户，以及足以降低成本的数量。”
与此同时，示范工作继续进行。 今年10月，AUSA的通用汽车（GM）展示了其雪佛兰科罗拉多ZH2016燃料电池汽车的“即用型”版本，该汽车基于中型皮卡车的细长底盘。 根据Colorado ZH2计划，在2期间在TARDEC装甲研究中心的协助下，必须通过一系列“在极端操作条件下”的军事测试。
这是一个加速的计划。 通用汽车和TARDEC合作，在签订合同后不到一年的时间内创建了一个演示。 “能够展示和评估创新理念的速度非常快，这就是为什么行业关系对军队如此重要的原因，”TARDEC主任保罗罗杰斯说。 “燃料电池有可能通过静音运行，外部客户的发电和可持续的扭矩显着扩展军车的能力 - 所有这些优势迫使我们更密切地探索这项技术。”
“ZH2允许军队展示和评估用于军事用途的燃料电池技术的准备情况，同时回答电动燃料电池车辆在某些条件和特定战斗任务中的有用性问题，”TARDEC代表Dag Hallo说。
TARDEC应该体会到的预期效益包括近乎无声的操作，允许静音观察，降低热能见度，在所有速度下车轮上的高扭矩，在整个操作条件范围内的低油耗，以及获得作为化学品副产品的饮用水燃料电池中发生的过程。 科罗拉多ZH2为外部消费者提供了一个机载动力输出装置。
该发电厂基于质子交换膜的燃料电池，能够产生高达93 kW的恒定电流，以及电池，该电池还为发电厂提供35 kW，并在再生制动期间充电。 关于这一点告诉了GM Christopher Kolkit公司的项目经理ZH2。
“汽车的油箱在4,2磅每平方英寸的压力下储存约10000千克的压缩氢气，这比大气压力的689倍大。 大气空气是电化学过程所需的氧气源，因此产生所需的电能; 与此同时，只释放水蒸气，“他指出。
对于所有电动驱动系统，从源到车轮的能量输送比传统车辆更容易。 “ZH2没有通常意义上的传输。 单级变速箱交流电机直接将扭矩传递给分动箱和四轮驱动系统，“Kolkit解释道。
燃料电池雪佛兰科罗拉多ZH2可能在未来扩大军用车辆燃料电池的应用范围
便携式基础设
作为该计划的一部分，TARDEC中心还在探索氢气可用性（基础设施）问题的至少部分解决方案。 这里的解决方案受到以下事实的青睐：该化学元素可以从不同来源以各种方式生产。 正如TARDEC中心的代表所说，在ZH2项目工作的初始阶段，计划是在一台便携式改造装置改造JP8航空煤油的过程中获得压缩氢气，该装置将随机器移动到每个试验场地，因为这将增加在这个阶段的任务。
“我们目前希望创建一个重整装置，以利用当地各种可用资源，例如天然气， 航空 他说，JP8煤油，DF2柴油或丙烷可用于制氢。 -当地电网，包括可能的可再生能源，也可以用于与水资源一起产生氢。 这将使军队减少运往特定战区的燃油量，并依靠该战区的可用燃料。”
无论是电池，燃料电池还是混合柴油发电厂作为主要推进装置，电流转换为前进运动都需要可靠而有效的电力驱动。 英国Magtec公司为航空航天，海事和汽车市场制造电力驱动系统，例如，提供多种选择，用于为商用卡车重新装配新发电厂。
然而，该公司还为履带式和轮式平台开发了完整的动力总成，展示了BAE Systems Hagglunds在2000开始时为英国和瑞典国防部门制造的混合动力技术。
对于SEP（Splitterskyddad EnhetsPlattform）平台，无论是轮式6x6还是履带式，该公司都开发了嵌入轮毂的电动机（电动轮），包括两级变速箱和每个制动系统，成对发电机，控制设备和配电。 对于SEP，她还开发，安装和测试了软件来控制基本功能，例如配电，牵引力控制，电子差速锁和绕轴旋转，这使机器可以转动到位。 此外，该系统符合有关电磁兼容性和环境要求的所有军事法规。
SEP轮式和履带式平台
Magtec的执行董事表示，他认为电动汽车具有良好的增长潜力，增加了战斗支援任务的动力储备。 与此同时，新技术有助于显着提高移动性，降低燃料消耗，提高冗余度，并且可以做出原始布局决策。 他还指出，电力推进简化了远程工作和自治的实施。
关于必要技术的进一步发展，他指出，基于半导体碳化硅电路，驱动系统已准备好进入具有改进的电力电子器件（以控制电力驱动器）的市场。 它们是控制新一代电气系统运行的高压所必需的。 Magtec的主管指出，大多数现代系统运行的24伏特现在对于主要的电力消费者而言太小（增加电压允许通过电缆传输更多电力而不会过大地增加电流）。
其中一家在这一领域工作的公司GE航空公司获得了2,1百万美元的合同，用于开发和演示基于碳化硅的电力电子产品。 根据18月开发计划的结果，该公司应该展示其在碳化硅上的金属氧化物场效应晶体管技术的优势，以及在15 kW，28 / 600伏特上的双向DC / DC转换器中实施的氮化镓器件。
据该公司称，该设备可以处理两倍的功率，同时占用的功率是目前硅功率电子器件的两倍，而转换器将能够并行工作并按照CAN标准进行编程。
该公司正在开发TARDEC中心的下一代汽车动力架构，称其为突破性技术，并希望2017中期将准备好技术演示。
波兰坦克Leopard 2A4正在为现代化做准备，包括Jenoptik的电气技术
双倍速度
另一项突破性技术是DARPA先进防御研究项目，称为地面X车辆技术（GXV-T），其中电气系统将发挥重要作用。 该项目的目标是将预期装甲车辆的尺寸，质量和船员规模减半，使其速度加倍，克服95％地形的能力，并减少能见度。
地面X车辆技术概念
7月，2016，DARPA为Qinetiq 2,7提供了数百万美元的投资，以改进GXV-T项目的电力驱动系统技术。 该公司将这项技术描述为车轮内部紧凑且功能强大的电动机，可替代各种变速箱，差速器和传动轴。 该公司表示，这种方法大大降低了平台的整体质量，并开辟了新的设计机会，从而提高了安全性和性能。
Qinetiq强调，除了用于GXV-T等新概念之外，该技术还可以在进行升级时增强现有车辆的功能。 例如，改装了轮毂或轮毂电机的多轮步兵车“可以从增加的动力和机动性中受益，减轻重量，或者反之亦然，使用这些节省来增加保护，安装设备或增加乘客容量。”
投资之后是今年9月2015宣布的合同，根据该合同，该概念将体现在实际设计和测试中，之后将制作两个完整的工作样本。
“常规驱动器非常重，它们对可用体积的使用有限制，并且在地雷爆炸时可能会变成致命的射弹，”Qinetiq的研究负责人在评论这份合同时表示。 “由于武器装备的保护和动力水平提高，机器变得更重，移动性更小，因此驱动器转移到车轮上可以消除这种威胁并打破这种趋势。”
现有的机器也可以从非推进子系统的电气化中受益。 例如，德国的业纳公司（Jenoptik）将为波兰的现代化计划提供126个电塔和武器稳定系统 坦克 豹2PL。 据该公司称，电气系统将取代油箱上的液压系统，从而减少维护和发热量。
交付必须在2017-2020年份内签订，合同价值为23百万美元，并于10月2016与波兰BumarLabédy签订。 BumarLabédy与德国公司Rheinmetall于二月2017签署了坦克现代化合作协议。
Jenoptik的业务领域之一是开发和生产紧凑，稳定的武器平台/传感器，塔和武器的驱动系统，以及稳定装甲车视线的镜块。
例如，用于大型武器系统的炮驱动系统和炮塔由水平和垂直指向电动机组成，它们分别根据主控制单元和备用控制单元的信号引导枪的方位角和仰角。 两个驱动器都包括具有绝对定位的无刷同步电动机，在每个电动机的输出齿轮和武器单元的齿轮扇区之间具有零间隙。
能够在28和610 DC电源的供电电压下工作的系统可以在每个平面中以高达60°/ s或低于0,2 mrad / s的速度传输枪。
驱动控制单元根据来自传感器，控制和主动瞄准器的输入信号，将电源转换成一对三相系统，每个系统用于每个伺服电机，用于转塔和武器的引导，稳定和执行模式。
根据去年发布的研究公司IDTechEx的报告，2026全球电动汽车市场的成本将为300数十亿美元。 由于每辆车的电机控制器数量的增加（因为转向，悬架和其他先前的机械，气动和液压部件将取代电气系统），这种增长将为大众市场提供技术基础，这将降低军用车辆的成本。
使用的材料：
www.shephardmedia.com
www.qinetiq.com
www.leonardodrs.com
www.allisontransmission.com
www.gm.com
www.jenoptik.com
www.army.mil
www.baesystems.com
www.saabgroup.com
www.wikipedia.org
ru.wikipedia.org
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