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    美陆军电动汽车价值几何?

    2022-11-03 17:52:40 来源:

    作者:王云松,赵人颉,牛继川

    近年来,美陆军列装了数种型号的电动汽车,并将其作为军队建设发展计划之一不断推进。自动汽车相比于传统柴油机车有何优缺点?发展现状和前景如何呢?

    自动汽车优点显著

    噪声小、热辐射少。相较于传统的柴油内燃机车,电动汽车去除了发动机和排气系统。传统柴油内燃机车是靠气缸内部不断燃烧爆炸推动活塞带动曲轴转动来驱动的,气缸内的爆炸和曲轴的转动不但会产生很大的噪音,还会大量向外界散热。在战场上,一旦敌方使用热成像装备进行探测,传统柴油机车很容易暴露。而使用电力系统替换掉柴油发动机系统后,电动汽车在运行时产生的噪音将控制在65分贝以内,且相较于传统柴油内燃机产生的热量少得多,使汽车行进的隐蔽性得到显著提升,更有利于行军作战。

    经济性高、维护成本低。电动汽车相较于传统柴油内燃机车,其能源经济性很高:以我国市场常见的柴油机车为例,其每百公里所消耗的燃油价格约在40元左右,而电动汽车每百公里耗电量约为15千瓦时,按照我国居民用电价格折算约为9元钱,能源成本大幅降低。维护成本方面,由于电动汽车不采用发动机结构,电动汽车的保养与维护通常只需质量检测,主要是针对汽车动力电池组的健康状况、驱动机和控制器状态的检查,因此免去了润滑油、冷却液和维修保养的费用,极大减小了维护成本。

    结构组成更加先进。电动汽车主要由电力驱动控制系统、汽车底盘、车身以及各种辅助装置组成。除了电力驱动控制系统外,其他部分的功能及结构组成基本与传统汽车相同,只是有些部件根据所选的驱动方式不同,已被简化或省去。电力驱动控制系统是电动汽车的核心所在,是电动汽车的“心脏”,由电控系统、电机、机械传动系统和驱动车轮等部分组成。不同于传统汽车,电动汽车的传动系统采用了电子驱动器控制电动机直接变速,显著提升了传动能力,使速度得到了提高。同时电机效率更高,能够提供更大的马力,使电动汽车能够在地理环境错综复杂的战场上快速通行,更快更好地完成各种任务。

    美军电动步兵班车辆E-ISV

    更有利于后勤保障。在以往的战争中,美军通常使用矿物能源。这需要安排护送部队保障供给,除了物资和人力的双成本,还要承担运送的风险。一项专门的调查显示,美军每24次护送任务就会丧生1名士兵或当地平民,且30%~80%的护送路线具有危险因素。不仅如此,在战时,任何一条后勤线路都是对方攻击的重点,运输危险性和不稳定因素增加,后勤保障更加困难。而以基地电力为能源的电动汽车不受到燃料缺乏的困扰,对后勤保障的依赖性更小,不仅保证了车辆能源充足,更降低了后勤运输的压力。

    此外,军用的电动汽车车身及各种辅助装置的设计贴合战场实际。为了适应错综复杂的战场环境,军用汽车的车身采用特种材料制造,具有高强度、高耐度、隐蔽性强等特点。

    全面应用仍有不足

    在很多领域,新技术的出现往往以为满足军事需求为开端。而在电动汽车领域,却是军方在不断适应汽车行业向电气化和混合能源领域发展。美军在替代能源与混合动力车辆领域的研究已经有20余年的历史。20年11月,美国陆军发布的“电动轻型侦察车辆”(eLRV)市场调查书,要求车辆使用混合动力或全电驱动,但目前美陆军仍然没有使用电动能源来全面代替燃油。

    美军可能采购的军用悍马电动汽车

    其原因有四。首先是电池的重量和体积过大。对于军队而言,其作战需求的满足需要有高能量的能源支持。目前能够为车辆提供能源的介质通常为碳氢燃料(如汽油、柴油、天然气)、电池、超级电容等,其中汽油和柴油的质能比是最低的。对于军用车辆,应选用尽可能小的质量和体积以适应战场环境、完成作战任务,这需要效率最高的能源提供能量。而即使采用能量密度最大的锂电池进行供能,在提供等量能量的情况下其总质量也是柴油燃料系统的6倍左右,且占用车辆空间极大。同时随着车辆吨位的增加,其行驶所需的动能增大,电池的重量和体积也会随之增加。因此,如果车辆想要维持现在的体积和重量,就不得不牺牲自己的装备系统和运输性能,这在大多数情况下是得不偿失的。

    其次是电池易受损。战场环境复杂多变,随时可能遭受炮火袭击。电池对于储存环境要求严苛且外壳防护力低下,在高温、潮湿的环境中放置一段时间或受到强烈冲击和振动都容易使电池发生损伤,导致无法正常供电,这在实战中无疑是致命的。若要加强防护,则电池的重量和体积将进一步增大,而电池组本身的成本要远高于装运燃油的储油罐,并不适合大量储备。

    再次是能源获取技术要求高。电动汽车的电能来源于基地电力系统,而基地仍有大量电器需要维持工作,使电力需求急剧上升。美军计划使用太阳能电池板、太阳能充电器和太阳能帐篷等可再生能源装备来解决这一问题,这些装备的生产制造成本又是一笔不小的开支。也可以使用小型的核反应堆为基地长时间提供能源,但这意味着需要大量的安全实验、技术测试和防护措施。两种方案都需要大量的资金和众多技术人员的支持,对于军队而言负担较重。

    最后是充电困难。对于柴油机车而言,只需要在车上放置油罐就可以随时加油。而对于电动车辆而言,由于电池易损、体积和重量太大,很难通过在车上放置备用电池来补充电能,因此在车辆电量耗尽时需及时充电。如果任务执行地处于荒郊野外,电动汽车很容易陷入无电可加的局面。如果另派车搭载发电机跟随发电,则耗时耗力且易遭到袭击,不符合实战需求。因此,电动汽车尚无法全面应用于军用环境中,柴油机车仍然是陆军车队在特定情况下不可或缺的主力。

    综合来看,虽然电动汽车已经在汽车行业稳稳扎根,但对于普遍列装军队而言仍有许多限制与挑战。然而不可否认的是,这一项目的发展前景光明,具有很大的提升空间。笔者预测,未来的军队车辆将会向混合动力方向发展,将电动汽车和柴油机车的优势互补,以在不同环境条件下选择合适的动力源。

    (责任编辑许朝)
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