陆战平台综合电力系统及其关键技术的思考

摘 要：现代化作战模式的发展推动了军事现代化建设与发展进程，军事作战装备呈现出信息化、数字化、自动化与智能化发展趋势。其中以“电驱动、电武器、电防护”为基本特征的陆战平台已经成为战斗车辆发展必然趋势。基于此，以陆战平台综合电力系统为研究对象，从陆战平台综合电力系统概念入手，就陆战平台综合电力系统结构以及关键技术进行了分析，以期为陆战平台全电化技术的优化发展与应用提供理论参考依据。

关键词：陆战平台；综合电力系统；关键技术

以电能为根本能量来源，基于电能交换技术、传输技术以及管理与控制技术的科学应用，实现电能在战斗车辆各系统中的科学能够，保证战斗车辆各系统稳定与高效运行的陆战平台已经成为当前装甲车辆供电系统建设与发展的重要方向。目前，全电化陆战平台正处于不断发展与完善阶段，关于陆战平台综合电力系统的研究相对较少，如何实现陆战平台作用的充分发挥成为人们关注与研究的重点。基于此，对于陆战平台综合电力系统及其关键技术的研究具有重要研究价值与现实意义。

一、陆战平臺综合电力系统

陆战平台综合电力系统是基于先进技术创新发展与应用下形成的一种能够满足战斗车辆驱动、防护、攻击以及与其他任务用电需求的，可实现大功劳/大容量电能生产、交换、配置、管控等集成化管理与控制的综合电力系统，是当前装甲车辆供电系统建设与发展的重要方向[1]。陆战平台综合电力系统的开放性较强，能够实现多任务能量需求的协调分配与用以管控，与此同时，陆战平台综合电力系统即可独立运行，也可与其他作战平台进行能源共享与交互，充当能源保障设备，提升战斗车辆整体战斗与生存能力。当然相对于传统战斗车辆而言，基于全电化陆战平台下的战斗车辆其用电需求相对较大，电压能级要求较高，一般情况下，20t级的陆战平台所需要的电功率约为300kW；40t级的全电化陆战平台所需要的电功率约800kW～1000kW，所需要的供电电压约为600V～1000V。与此同时，由于陆战平台综合电力系统负载特性存在差异性，因此其能量制式相应的要多（通常需应用电压等级复合供电体制，即高0.6～1kV、中270V、低28V）需满足负载特性需求，电能质量也相对较高保证电能应用价值与作用的充分发挥[2]。此外，陆战平台综合电力系统的集成性决定了系统能源形式的多样性、系统结构的复杂性、系统整体管理与控制的高难度性以及系统应用的高效性。

图1为一种陆战平台综合电力系统的基本结构。主要利用发动机—发电机组为系统高压供电的主要能量源，用以为系统提供电功率。借助PWM整流器实现与直流供电网络之间的有效连接。与此同时，利用动力电池和超级电容构建综合性的电能储能结构，并与PWM整流器、双向DC/DC变换器进行连接。此外，系统构建了“系统综合管理控制单元”通过电力集成控制器实现对系统电能的有效控制，提升系统应用稳定性、可靠性。

二、陆战平台综合电力系统的关键技术

陆战平台综合电力系统设计的技术相对较多，在本次研究中主要以综合系统流程为线索，就大功率复合式能源系统构架、功率变化以及系统综合管理与控制所涉及的关键技术进行了如下分析。

首先，大功率复合式能源系统构架的关键技术。根据陆战平台综合电力系统特征与组成结构，在研究陆战平台综合电力系统的大功率复合式能源系统构架时，需对电力系统的供电体制、能源结构构件模式、协调控制单元等进行研究，并在此基础上探寻高功率密度发动机技术、发动机/发电一体化技术、动力电池和超级电容组合技术、超级电容匹配技术、新兴电源开发与应用技术进行综合分析。

其次，系统功率变化研究中，由于功率变化涉及到了PWM整流器、双向DC/DC变换器、脉冲功率变换器等，对此需研究与应用的技术主要有拓扑结构设计技术、谐波分析技术、起动/发电一体机控制技术、新型功率设备研发技术以及负载驱动技术等等。

此外，在研究系统集成管理控制单元时，主要侧重于集成管理控制技术的研究，针对系统运行要求与操作难点，设计DSP+FPGA多核并行管控系统，通过科学应用对应用监控技术、功率优化分配技术、冗余控制等，实现系统完善与改进。

三、结论

总而言之，全电化陆战平台既是一种作战平台，也是一种能源平台，随着陆战平台综合电力系统相关技术，如电机技术、电池技术、功率变换技术、系统集成管理与控制技术的创新发展与应用，陆战平台综合电力系统将得到进一步的完善。在研究与应用过程中需以开发的眼光看待问题，在吸取相关领域技术研究成果（民用车载综合电力系统）的基础上，促进系统设计与应用的优化发展。

参考文献：

[1]项宇，刘春光，魏曙光，张传海，李嘉麒.军用电传动车辆高压电源管理[J].火炮发射与控制学报，2016，37（01）：40-44+49.

[2]袁东，魏曙光，马晓军.装甲车辆供电系统研究现状与发展趋势[J].装甲兵工程学院学报，2016，30（06）：68-74.

作者简介：王远（1995—），男，汉族，陕西西安人，军校在读，主要研究方向：兵器科学与技术专业，陆军装甲装备研究。