源自多家社交媒体消息,在抗日战争胜利80周年阅兵式,首次出现多款使用新能源作为动力的高技术装备。综合此前珠海航展用于对外销售的数十款新能源无人战斗装备,此次93阅兵展现的多款新能源装备,是超3000千万新能源整车保有量的中国新能源核心技术大创新的必然结果!
本文首发兵器杂志2025增刊B,将围绕EV\PHEV\REEV整车,所使用的动力电池、启发\驱动电机、全电减震、一体化热管理以及全部控制系统等核心技术产业链实际状态为参照,研读和判定中国新能源核心技术大创新与新质军用装备新战斗力全面提升的内在关联。
在此,感谢一汽、北汽、东风、上汽、广汽等国企车厂,感谢比亚迪、吉利、奇瑞,岚图、零跑和智己等自主品牌,为中国新能源核心技术产业链的完善与强大,做出的卓越贡献!
备注:文中涉及的所有内容仅代表个人主观态度,最终以厂家发布的售价和配置为准
1、标配全域高电压平台、高转速扁线电机以及一体化热管理系统结合油电混合技术,满足巨大的上装与驱动用电需求!
此前99式主战坦克在研发时,为了满足包括激光武器、电动装弹机、火炮双向稳定以及电子观瞄系统的装车应用,特别强化了发电功率。为此还开发了全新的18伏无刷励磁风冷发电机。由此可见,为了满足上装的用电需求,全新的主战坦克在动力上必须要做出相当的进化,甚至包括传动与驱动系统总成。
为现代化主战坦克引入混动技术,受同时期的动力电池能量密度、启发\驱动电机效率、以及整个产业链规模限定,具备满足军用标准的可靠性以及规模采购的成本影响。因此,混动技术用于主战坦克以及其他轮履装备,可分为以强发电不驱动(准PHEV)、强发电与驱动兼顾(真PHEV),强发电覆盖全需求(REEV)的3个阶段有序达成。
而这一有序的达成,与中国新能源核心技术大创新同步展开!
需要注意的是(1),已经有国产军用整车制造厂商研发并量产,外挂BSG\串联ISG启发电机,输出X00伏级电压、X0千瓦高压电,强发电不驱动的制式化轮式载具。
传统动力总成,将发动机(红色区域)、变速+传动总成(黄色区域)、进气系统(绿色区域)和散热系统(蓝色区域)进行高度整合,也只能将为全车输出24伏级低压电,并通过取力器进行效率低下的动力分配。油耗高、噪音大、热辐射信号强、不能输出足够功率的高压电,满足更丰富的战术提升需求。
而混动技术的出现,将高压电电量分配至指定分系统,或打击、或侦查、或驱动,要比传统动力的坦克更具战斗效能同时,对大功率自动变速器的生产与可靠性存在短板、新能源产业链更完整的的中国更具性价比。
@李子花开---沁人心脾拍摄的这款全新主战坦克,不仅增加了可见的车身主动防御系统、首次引入了有源相控阵雷达等一系列电子侦查系统、顶置热成像+夜视观瞄系统、激光雷达为主的高阶驾驶辅助感知器材,还有内部不可见一系列控制系统。无论战场态势感知能力、还是战场智能驾驶性能,都对载具端的发电性能要求非常高!
是否可以理解,这款新装备已经引入了某种混动技术呢?比如,
绿色区域:混动专用发动机
黄色区域:集成启动\发电\驱动\转向功能的电混模组
绿色箭头1:电混模组内的驱动电机由高压电驱动
绿色箭头2:电混模组内的燃油直驱由混动专用发动机驱动
红色区域:动力电池总成
红色箭头:动力电池输出电量用于电混模组内的驱动电机
白色区域:有源相控阵雷达、电子侦察、环境感知以及辅助驾驶等用电系统
蓝色区域:伺服火力打击用电系统
混动专用发动机输出动力至电混模块,电混模块可能集成了X组大功率ISG启发电机、X组兼顾发电与驱动的中功率电机,2组大功率驱动电机,甚至还有转向(电)机(后文会提及是否具备燃油直驱功能),输XXX伏级XXX千瓦高压电,或驱动、或存储,根据勤务需求进行电量精准分流,满足上装的火力系统、态势感知、电子系统和高机动用电需求。
载具端的电量分配与当下民用PHEV或REEV车流程较为相似,全新主战坦克的电混模组是否具备带燃油直驱档功能,这是符合全电技术发展与应用过程,出于对考虑整个新能源产业链、对发电功率、对机动性、对全寿命周期战斗可靠性等诸多前置因素,在PHEV与REEV动力架构“妥协”的结果。
笔者个人倾向全新的主战坦克,采用的是带有燃油直驱功能的多组发电与驱动电机组成的PHEV动力架构。
运动战斗模式:发动机与电混模块并联,电混模块内初X组ISG启发电机,其他电机全部做功,全部电量用于加速突击;
经济战斗模式:发动机与电混模块串联,电混模块内ISG启发电机发电,中功率电机与大功率驱动电机可以形成高低档,满足行车速度同时,为电子侦察系统提供更充沛电量;
警戒战斗模式:根据态势的变化,发动机与电混模块串联,为发电功率保持适中,驱动用电量分配较小,在优先保障上装用电需求同时,还要降低声音、热辐射信号;
另外,还可以根据动力电池SOC值,选择强制行车充电;智能电量保持以及EV模式后,以适应必须的战斗工况。
此前,我们老一代军工人已经对新能源技术军用化进行了广泛的理论探索和实际应用。受同时期中国新能源产业链的状态影响,达不到实际应用的标准。在重点发展军用“3电”技术同时,整车热量与冷量分配的新需求逐步出现,只是对于一体化热管理技术及控制策略切入点,还没有那么明确。
传统坦克在冬季使用,特别要对启用系统进行加热、对润滑系统进行保温、对发动机和变速器进行加热与散热伺服,甚至要对与战斗关联的全部分系统进行温度控制。
现代化战争的到来,不仅电子系统需要更精准的温控环境,编组成员也要在良好的温度范围进行战斗。对于冷量和热量的分配和控制,已经从纯粹的机械系统,向人机工程范围辐射,并最终要为全新的混动技术的出现提供精准伺服。
ISG强发电技术的引入,首要解决了相控阵雷达等电子系统的用电需求,不过冷却的需求又要进行解决。因为PHEV技术的引入,使得坦克在一体化热管理技术和控制策略的加持,可以优先保证各个分系统处于预设温度范围,将全车冷量和热量进行动态精准分配,强化战斗持续性和突击隐蔽性!比如,
红色区域:一体化热管理总成
红色箭头:为混动专用发动机、润滑油路、燃油路提供高温散热伺服
白色箭头:为电混模块内的I驱动电机提供主动冷却\自然散热伺服
绿色箭头:为动力电池提供低温预热\高温散热伺服
黄色箭头:为包括载具端与上装端的电子系统提供多级别主动冷却甚至恒温伺服
蓝色箭头:为乘员舱提供高温制暖、空调制冷伺服
一体化热管理技术及控制策略,就是为了让全新的高电压驱动的有源相控阵雷达进行持续主动冷却,或者运行在预设的温度范围,更长时间处于全战斗状态。而对温度敏感的热成像与夜视器材,一体化热管理系统通过热泵空调压缩机,发动机(行车状态)电混模块(怠速状态)产生的余热,进行伺服。
而多种状态的一体化热管理技术及控制策略在民车市场全面应用,是可以应用燃油\\EV\PHEV\REEV动力架构的陆海空天潜装备!
美军M1-E混动坦克就是采用带有燃油直驱功能、集成ISG启发电机、多组不同功率兼顾驱动\驱动电机的电混模块。从技术状态,可以归为PHEV动力架构,可是拥有REEV系统的强发电能力。
对于主战坦克类研发与制造成本高的履带式装备,从全燃油驱动向全电驱动,必须经过带有燃油直驱功能的PHEV动力架构的过渡,在可靠性的得到全面验证后切换至REEV动力架构。而制造成本较低的轮式装备,根据驱动桥数量,从燃油系统直接换装REEV动力架构。
从结构层面看带有燃油直驱功能的PHEV动力机构,相对传统动力+多档位液力自动传动减速系统做了减法,在传动效率做了加法,甚至更省油的同时还保留了机械传动功能,作为战场生存快速脱离的底牌。相对REEV动力架构,结构极其简单,但是全电驱动的状态对可靠性要求异常的高,这就需要同时期的新能源核心技术产业链更强大。
需要注意的是(2),全域高电压平台,指的是包括动力电池、ISG启发电机、驱动电机以及载具端的高压用电系统,全部处于相同的超X00伏级电压运行。功率=电压x电流,在预设功率下,电压越高意味着电流越小,应对超XX吨的战斗自重瞬时快速机动,特别降低了发电\驱动电机的热量,优先降低噪音与热辐射信号,提升战术打击优势!而一体化热管理技术的出现,更是新质战斗力从量向质的新拐点!
2、标配全域高电压平台、高转速扁线电机以及一体化热管理系统,已经是最新的标配!
至2025年8月,中国新能源核心技术产业链,已经可以完全自研并量产全域1000伏级电压平台。PHEV专用发动机、REEV专用发动机、动力电池、电驱动、电动减震以及一体化热管理系统在内的全部核心技术最为可靠,且成本可以控制的最具竞争力!
最新款岚图FREE+采用REEV动力架构,由1组增程混动专用发动机+ISG启发电机+2组轴间电机+REEV用热管理系统+动力电池组成,结构简单,性能可靠!
红旗HS7 PHEV,采用1.5T混动专用发动机+带有燃油直驱功能的电混模块+后驱动电机+动力电池+PHEV用热管理系统+动力电池组成,超70千瓦的发电功率,可以为驱动用和上装用电提供足够的发电功率!
比亚迪系全域1000伏级电压平台已经覆盖乘用车和商用车,即ISG启发电、轴间\轮边\轮毂电机,刀片电池系统以及其他高压用电系统,全部在同一电压运行,电动化结构简单,直接提升EV\PHEV\REEV车辆加速与充电性能。
比亚迪自研和量产,为EV\PHEV\REEV车伺服的一体化热管理技术,可以覆盖300-1000伏级电压车端冷量与热量分配,为发动机、启发电机、驱动电机、动力电池和驾驶舱提供超5种分系统,进行温度管理和控制。
需要注意的是(3),国内主流的磷酸铁锂电池系统在逐步进化,即将试用的固态电池装车应用,也给PHEV\REEV车辆的综合性能的提升带来质的飞跃!凭借着每年超1000万台新能源整车的年增量,掌控的新能源核心技术将会持续扩展的同时,可靠性上升、成本的下降,都值得关注!
我们的征途是星辰大海!
最新的科学技术往往都率先应用在军事装备领域,汽车行业更是如此。EV\PHEV\REEV,都是对动力技术发展的外在体现,更扭矩更加充沛,系统更加可靠为前提,最终都是为最终用户提供战斗性能更极致化、民用售价更便宜产品力。而新能源技术军用化与民用化,本质上没有任何区别,激光武器打飞机、近防系统反导弹、有源雷达看得远,冰箱彩电大沙发,只是根据使用需求进行差异化的再定义,都是提升战斗力\产品力的新配置,都是以需要充沛电量为基准的产品力。
为了提供充沛的电量,对低压发电技术进行改进,为了满足上装用电需求,进行小范围升压技术的试制。在全行业对新能源产业的支持下,以型号牵引模式,进行正向开发的新装备,新车型,以强发电为基准,全面向驱动用上装用配置用展开产品力的强化。
以强发电为根本需求,逐步延展出高电压平台、高转速电机、10线扁线绕组技术、一体化热管理技术,甚至载具端应用的激光雷达已经全面普及。
中国已经成为全球新能源车保有量与新增量,最大的市场。中国新能源车所拥有智能化、电动化带来的全新用车体验,成为出口海外市场高利润产品。
与此同时,中国新能源核心技术大创新,更是可以可以为新能源技术军用化提供广泛的支持。民用“4电”技术,与军用“3电”技术高度互通。在93阅兵式展现的诸多全新装备,或许就是中国新能源核心技术大创新常态化延续,中国新能源核心技术产业链持续领先的必然结果。
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