军用混合动力越野汽车技术特点分析

林文志

摘 要：传统的越野车在动力性、通过性上还有待提高，且传统越野车的油耗较高。越野车的混合动力技术对我国现实情况下的资源问题有着重要意义，混合动力技术在越野车上应用，既可以发挥传统内燃机的优点，又发扬了电动汽车的优点，也避免了它们的缺点是当今最具有实际开发意义的低排放和低油耗汽车。越野车最初的发展是应用于军事上，发展至今，越野车可分为军用越野车和民用越野车等，本文主要研究对象是针对军用车，混合动力技术运用于军用越野车上，对提高我国军队的现代化建设，增强军队的综合战斗力具有指导意义。

关键词：混合动力军用越野汽车；电动轮；动力性；机动性；串联式

中图分类号：U463 文献标识码：A

1.绪论

越野车一般隶属于军用汽车族，具有一定的越野行驶能力，其机动性高、通过性及安全性好。越野车能在路况差或者根本没有路的地区或战场行驶，在军事应用中具有重要地位。军用汽车是军队战斗力中机动能力的重要组成部分，混合动力军车的研制和开发将显著提高军队机械化信息化水平和陆地作战能力。混合动力技术在军用越野车上的应用，可大大提高越野车性能。

2.混合动力军车的优势

混合动力军车具备传统军用越野车所不具有的优势及性能特点：

2.1 动力提高。混合动力军车，由于增加了电动机，功率增加，扭矩也大大增加，这对于军车来说，意义较大。尤其是电动机的低速大扭矩，对爬坡有好处，相比内燃机的变速器，大大降低爬坡时变速器的机械磨损。

2.2 两套动力系统提高动力可靠性。对并联混动动力军车来说，由于有两套动力，任何一套出了故障不影响军车的行驶，提高了军车战场生存能力和机动性。

2.3 提高隐蔽性。现代军事武器都在想办法隐身、降噪，内燃机发动后，由于有排气、烟、噪声和其他热源、红外源等辐射源，很容易暴露在敌方肉眼、耳朵、雷达、热红外成像仪等下，而在纯电动模式下，就没有内燃机以上弊端或减少被侦探的测试源，特别是非常安静、容易隐蔽，达到进攻的突然性。

2.4 小电站。由于油电混合动力军车采用了比传统动力军车更多的电池等储能设备，这对于大量需要电力的军事装备（计算机、通信和生存设备等）提供了电力保障，成为移动的电站。

基于混合动力军用越野车所具备的这些优势，各国纷纷研究发展混合动力技术在军用越野车上的应用，混合动力越野车是大势所趋。

3.混合动力军用越野汽车的发展现状

3.1 国外的混合动力军用越野汽车发展现状。美国从20世纪90年代开始混合动力越野车辆技术的研究，经过20多年的发展，美国的混合动力越野汽车已经取得很大的成就。美国国防部委托美国陆军“坦克汽车研究发展中心”（TARDEC）研发了“超轻型车”（ULV），目的是克服悍马军车存在的一些缺陷，为美军研发下一代便携式军用卡车奠定技术基础。ULV采用了油电混合动力系统，其特点节能高效，体型轻盈且耐用，解决了军用汽车的油耗问题，缩短了再次加油时间。

3.2 国内的混合动力军用越野汽车发展现状。我国的混合动力军车技术发展较慢，与国外的差距较大。但是在混合动力汽车迅速发展的趋势下，国内汽车企业也在积极研制混合动力军车。北汽集团处于军车开发团队中的领先者，研发出了油电混合动力轻型越野车“勇士”，其采用柴油机、电动机、燃料电池发电系统油电电混合动力系统方案，经济性适用性提高。留有外接充电接口的动力电池经过轴荷校核和匹配布置在左侧中部地板下，而可再生燃料电池系统布置在车辆尾部。采取“各走一侧的布置方式”的高低压电气线路，从而尽可能地降低了电磁因素干扰的影响。

通过比较，国内的混合动力军车的发展较慢，与国外的差距较大。越野车向着更高动力、较好燃油经济性和更好通过性发展。而混合动力技术与电动轮驱动技术对越野车辆的机动性、运输效率、燃油经济性和生存能力等性能的提高具有非常明显的作用。

3.3 国外典型车型的技术特点分析：（1）美国FTTS（未来战术卡车系统）。为了应对现役车辆种类繁多、数量巨大、通用性差等问题，美军将FTTS分为FTTS-UV和FTTS-MSV两类。美军对FTTS的性能要求是反应时间比现役军车提高60%以上，油耗降低50%以上，机动性提高25%以上，安全性和生存性提高15%以上，可靠性大幅度提升，可维护性有了质的飞跃，从而提高野外维护和抢修的能力。FTTS车辆采用了大量先进技术，包括混合动力驱动、独立悬架系统、模块化防护组件、货物自动装卸系统、车载电子系统等。（2）FTTS-MSV。MSV采用8×8形式，车长9.91m，整备质量16.2t，总质量28t。主发动机为1台294kW康明斯ISL柴油机，并联1台305kW的发电机。MSV的油耗降低至53L/100km，采用电驱动后油耗降低了20%。该车发电机功率较大，可稳定地提供200kW电力，所以在野战条件下可作为临时小型电站使用。MSV安装了TAK-4独立式悬挂系统，底盘高度可调。（3）澳大利亚Bushmaster。Bushmaster“大毒蛇”为防雷车，主要编配于陆军部队。该车具有很好的松软地面通过性，采用混合动力驱动，安装1台小发电机和超级电池，除了能够节约燃料外，还能够确保车辆在静止或低速时关闭发动机隐蔽行驶。

4.混合动力军用越野汽车的技术展望

4.1 电动轮驱动的混合动力军车。根据前期研究和对国外混合动力汽车综合分析，提出：混合动力越野车辆的最佳构型方案，即采用“串联混合动力+电动轮驱动”的系统方案。该方案整车动力系统由发动机、发电机、电池、能量转换器及驱动车轮的轮毂电动机组成。

采用串联混合动力技术与电动轮驱动技术相结合，可充分发挥串联混合动力系统和电动轮驱动系统的优势，是未来混合动力越野汽车的一大发展趋势。

4.1.1 串联混合动力系统的性能优势。越野车采用串联式混合动力技术后，为整车带来了巨大的性能优势，可归纳为以下几点。

（1）车辆加速性能与爬坡能力提高1倍以上。串联混合动力的短时大功率特性与电动轮驱动的峰值转矩特性使车辆加速性能与爬坡能力得到极大提升。

（2）可靠性和可维护性好。由于混合动力汽车总成的多能源特点以及电动轮驱动底盘的模块化特点，使车辆执行任务的可靠性得到提高且更便于维护。

（3）具有静音行驶及执行特殊任务的性能。串联混合动力系统的电池组可使车辆维持一定距离的纯电动行驶，可减小排放和红外特征，提高生存能力。

4.1.2 电动轮驱动系统的技术优势。电动轮驱动系统具有传统机械传动系统难以实现的技术优势，分析如下：

（1）具有无级变速特性，其特性优于传统车辆使用的自动变速器或无级变速器。

（2）牵引力控制容易实现。传统车辆牵引力控制需要对整车动力传动系及制动系进行综合控制，而电动轮驱动车辆则可只控制驱动电动机驱动力即可实现牵引力控制，系统响应快，结构简单，技术上易于实现。

（3）再生制动效率高。各车轮均可进行再生制动，故其效率高于传统驱动形式，这对提高整车燃油经济性是非常重要的。

（4）驱动形式可实时连续切换。越野车辆普遍采用多轮驱动，采用电动轮驱动后，整车采用哪些车轮驱动可由整车控制器根据行驶状况实时切换，实现驱动力最佳分配。

（5）具有原地转向及滑动转向功能。由于驱动系统各轮没有机械连接，可通过左右轮的正、反转实现汽车绕中心原地转向；或通过一侧车轮制动另一侧车轮驱动实现汽车滑动转向。若悬架结构满足要求，还可以实现侧向平移。

4.2 无人地面车辆。各国从实战使用中充分认识到，无人地面车辆将成为未来地面作战信息化装备体系的重要组成部分，是减少人员伤亡的重要手段，是提高战术精确打击能力的有力保证，尤其是在战术预警方面，灵活机动的无人地面车辆能够深入危险地域和侦察盲区实施侦察，成为地面战场信息获取和传输的重要装备，为地面作战部队提供更为详尽的情报。

随着武器装备技术的进步和作战模式的变化，陆军已经由重装备、强火力为特征的作战部队向轻便、反应迅速、杀伤力高和高生存性的目标部队转型，无人地面车辆作为信息技术与工业技术高度复合发展的产物，以其独特优势（既能充分发挥车辆的性能，又不必考虑人员的后勤补给）越来越被重视。近几年，随着非传统军事威胁的增加及在城市、山地条件下执行反恐任务的增加，士兵和有人装备面临的威胁更突然和致命，军方迫切需要能够代替战斗人员完成部分作战任务。并可有效降低人员伤亡的装备，无人地面车辆因此获得空前的发展机遇。

参考文献

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[2]张云.世界军用车辆[M].北京：国防工业出版社，2013.

[3]马强，吴思亮，陈宇.美军研制轻型混合动力军车[J].中国国防报，2014（2）：2.