Hệ thống động cơ điện và động cơ hybrid cho các phương tiện của Quân đội Hoa Kỳ
Bảo dưỡng xe HMMWV với nhà máy điện diesel tiêu chuẩn. Ảnh của Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ
Lục quân Mỹ đang cố gắng nghiên cứu và làm chủ bất kỳ công nghệ mới nào có thể mang lại những lợi thế nhất định. Gần đây, cô đã nghiêm túc chuyển sự chú ý của mình sang các nhà máy điện và năng lượng hybrid cho ô tô. Công việc nghiên cứu và thiết kế toàn diện với nhiều loại khác nhau đã được khởi động. Nếu thành công, Lầu Năm Góc có thể cập nhật kế hoạch phát triển đội phương tiện của lục quân.
Các dự án đầy hứa hẹn
Các nhà phát triển thiết bị quân sự hàng đầu của Mỹ, nhận thấy sự quan tâm của các lực lượng vũ trang và các khách hàng khác, đã đề xuất một số khái niệm cho xe điện quân sự. Nếu có đơn đặt hàng thực sự, các dự án như vậy sẽ được phát triển và sẽ đạt được thử nghiệm. Sau đó, những chiếc xe mới sẽ có cơ hội vào nguồn cung, mặc dù kết quả như vậy không được đảm bảo.
Một trong những dự án đầu tiên là dự án hiện đại hóa sâu xe bọc thép nối tiếp Oshkosh JLTV. Nhà phát triển của nó chỉ ra khả năng cơ bản là thay thế hộp số cơ khí bằng hệ thống điện được điều khiển bởi động cơ diesel tiêu chuẩn. Nếu cần thiết, chiếc xe bọc thép lai sẽ có thể hoạt động như một nhà máy điện di động.
Tuy nhiên, Lầu Năm Góc vẫn chưa quan tâm đến đề xuất này và chỉ những phương tiện có hộp số tiêu chuẩn dựa trên cơ khí mới được đưa vào quân đội. Liệu khách hàng có thay đổi ý định hay không vẫn chưa được biết, nhưng rất có thể theo thời gian đội quân sẽ đi đến quyết định như vậy. JLTV sẽ được sản xuất trong 20 năm tới và dự án hybrid có thể nhận được sự chú ý xứng đáng.
Xe bọc thép Oshkosh JLTV trong cấu hình nối tiếp. Trong tương lai, anh ta có thể nhận được một nhà máy điện lai. Ảnh của Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ
Hiện tại, General Motors Defense đang tiến hành sản xuất hàng loạt xe đa dụng hạng nhẹ ISV (Xe của Đội Bộ binh). Ở cấu hình hiện tại, chúng được trang bị động cơ diesel tăng áp và hộp số tự động với hệ dẫn động tất cả các bánh. Ở hình thức này, máy móc vào quân để vận hành thử.
Vài tháng trước, được biết GM Defense đã phát triển và chế tạo một phiên bản thử nghiệm của ISV với một nhà máy điện hoàn toàn. Hiện nó đang trong quá trình thử nghiệm tại nhà máy và dự kiến sẽ trình nó cho Lầu Năm Góc. Có thể một số phương tiện theo yêu cầu của quân đội cuối cùng sẽ được chế tạo theo cấu hình điện cập nhật.
Năm ngoái, GMC đã tiết lộ dự án Hummer EV, một nền tảng chạy hoàn toàn bằng điện sẽ chế tạo xe bán tải và SUV dân dụng. Gần đây, người ta đã biết rằng một chiếc xe đa dụng quân sự cũng sẽ được tạo ra trên cơ sở nền tảng này. Một cỗ máy như vậy có thể trở thành một thiết bị tương tự chức năng của HMMWV hiện có: nó sẽ là phương tiện vận chuyển người và hàng hóa, hoặc vận chuyển vũ khí và thiết bị đặc biệt.
Khoa học phương pháp tiếp cận
Như bạn có thể thấy, ngành công nghiệp Mỹ đã sẵn sàng tạo ra các loại xe điện mới cho Lầu Năm Góc với hiệu suất đủ cao và khả năng rộng rãi. Tuy nhiên, quân đội không vội vàng chấp nhận những đề xuất như vậy và trước tiên có ý định nghiên cứu kỹ lưỡng các công nghệ mới. Vì vậy, năm nay chúng tôi đã tiến hành một nghiên cứu lớn để xác định tiềm năng khoa học kỹ thuật thực sự của xe điện.
Một dòng xe có người lái và không người lái đầy hứa hẹn trên khung gầm JLTV. Có thể hệ thống hybrid sẽ được sử dụng trong dự án. Đồ họa của Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ
Nghiên cứu Cung cấp sức mạnh cho quân đội Hoa Kỳ trong tương lai bắt đầu vào tháng 8 theo sáng kiến của Bộ chỉ huy tương lai của quân đội. Họ đã thu hút sáu công ty thương mại tham gia vào các ngành công nghiệp ô tô và điện. Trong vòng hai tháng, họ phải nghiên cứu tất cả các khái niệm cơ bản về động cơ đẩy điện, tìm ra điểm mạnh và điểm yếu của chúng. Chúng cũng nên được so sánh với động cơ diesel JPXNUMX.
Nhìn chung, nghiên cứu đã xác nhận những sự thật đã biết về các nhà máy điện. Người ta đã xác định lại rằng xe điện có những ưu và khuyết điểm, nhưng sự cân bằng vẫn còn xa lý tưởng. Theo đó, một kỹ thuật như vậy khó có thể được quân đội quan tâm - cả hiện tại và lâu dài.
Nó được xác nhận rằng việc lắp đặt điện tiết kiệm hơn so với động cơ diesel về mặt tài chính, và cũng vượt trội hơn nó ở một số đặc điểm. Vì vậy, động cơ điện cải thiện tính năng động của xe và cung cấp nhiều mô-men xoắn hơn ở nhiều tốc độ khác nhau. Ngoài ra, chúng khác nhau về khả năng hiển thị âm thanh và nhiệt ít hơn.
Xe đa dụng GM Defense ISV với động cơ diesel. Ảnh của GM Defense
Tuy nhiên, có những vấn đề đáng kể. Vì vậy, động cơ diesel biến đổi nhiên liệu lỏng trực tiếp thành năng lượng cơ học để chuyển động. Một chiếc ô tô điện có thể được sạc từ máy phát diesel, nhưng trong trường hợp này, một bước chuyển đổi năng lượng bổ sung được thêm vào dây chuyền tổng thể, điều này làm giảm hiệu suất cuối cùng của toàn bộ hệ thống.
Các loại pin hiện có về thông số năng lượng không thể so sánh được với nhiên liệu lỏng. Do đó, năng lượng từ việc đốt cháy 1 gallon (3,8 lít) nhiên liệu JP8 tương đương với việc sạc một pin lithium-ion 140 lb (63,5 kg). Theo đó, để thay thế bình xăng 87 lít của Humvee, cần phải có một khối pin nặng gần 1,5 tấn, rõ ràng việc “hiện đại hóa” chiếc xe như vậy đơn giản là không có ý nghĩa.
Không giống như ô tô động cơ đốt trong, ô tô điện không thể mang theo hộp nhiên liệu và cần một nguồn điện để sạc. Do đó, tại các cơ sở hoặc trong quá trình triển khai, cần phải cung cấp thêm các hệ thống phát điện và phân phối điện để đáp ứng “nhu cầu” của công nghệ mới. Ngoài ra, trong bối cảnh này, có một vấn đề tốn nhiều thời gian: việc đổ đầy nhiên liệu diesel vào bình mất vài phút, trong khi sạc một chiếc xe điện có thể mất vài giờ.
Có nhiều nghi ngờ lớn về khả năng sống sót và ổn định chiến đấu của xe điện. Các nhà máy điện truyền thống khá phù hợp với loại yêu cầu này. Vì vậy, hư hỏng hệ thống nhiên liệu không phải lúc nào cũng dẫn đến cháy ngay lập tức, và động cơ vẫn giữ được khả năng làm việc trong một thời gian và đưa xe ra khỏi vòng pháo kích. Ít nhất, ắc quy trong trường hợp bị hư hỏng tương tự sẽ hỏng và làm xe điện bất động. Ngoài ra, nguy cơ cháy nổ tức thời rất cao, và các loại pin hiện đại cực kỳ khó dập tắt.
Có thể có sự xuất hiện của Hummer EV trong cấu hình quân sự. Đồ họa GMC
Hướng phát triển
Kết quả chính của nghiên cứu "Cung cấp sức mạnh cho Quân đội Hoa Kỳ trong tương lai" là kết luận về sự thiếu hoàn thiện của các hệ thống động cơ điện "sạch". Với tất cả những ưu điểm của mình, về sự kết hợp của các đặc tính kỹ thuật, vận hành và kinh tế, chúng đều thua kém các hệ thống truyền thống với động cơ đốt trong.
Độ trễ này là do không đủ dung lượng của pin hiện tại. Bất chấp tất cả những tiến bộ của những năm gần đây, chúng vẫn kém hơn so với nhiên liệu lỏng. Điều này hạn chế các đặc tính của công nghệ, và cũng đòi hỏi phải tạo ra một cơ sở hạ tầng phức hợp đặc biệt cho nó.
Các tác giả của nghiên cứu tin rằng ở hình thức hiện tại, xe điện không được quân đội quan tâm thực tế. Những tiến bộ dự kiến trong lĩnh vực pin khó có thể thay đổi tình hình này trong ngắn hạn và trung hạn. Ngoài ra, người ta không nên mong đợi rằng quân đội sẽ có thể tạo ra tất cả các cơ sở hạ tầng cần thiết trong một thời gian hợp lý.
Nếu quân đội vẫn có ý định chuyển sang dùng sức kéo thì nên chú ý đến các nhà máy điện hybrid. Khung gầm với máy phát điện diesel, pin và động cơ kéo khác với xe điện "thuần túy" ở tỷ lệ thành công hơn về các chức năng và khả năng cơ bản. Ngoài ra, các công nghệ có sẵn đã cho phép bạn tạo ra một chiếc xe có hiệu suất ở mức chấp nhận được.
Ba tùy chọn cho hộp số điện QinetiQ EX-Drive cho các loại xe khác nhau. Đồ họa QinetiQ
Cần lưu ý rằng hướng lai đang được phát triển dưới sự giám sát của quân đội. Ngay bây giờ, một số dự án loại này đang được thực hiện trong các lĩnh vực khác nhau. Trên cơ sở sáng kiến và theo lệnh của quân đội, các dự án chế tạo các loại xe khác nhau đang được thực hiện và những thử nghiệm đầu tiên trong lĩnh vực xe bọc thép đang được thực hiện. Mức độ thành công của họ sẽ trở nên rõ ràng trong tương lai gần.
Do đó, Lầu Năm Góc rất quan tâm đến những phát triển đầy hứa hẹn trong lĩnh vực nhà máy điện cho các phương tiện trên bộ và đang làm mọi cách để phát triển lĩnh vực này. Cho đến nay, công việc trong lĩnh vực này chủ yếu được giảm xuống các nghiên cứu đầu tiên, trên cơ sở đó sẽ đưa ra các kế hoạch cho tương lai. Những kế hoạch này sẽ như thế nào, thực hiện trong thời gian sớm và ở mức độ nào - thời gian sẽ trả lời. Rất có thể trong trung hạn, Quân đội Mỹ, vốn quan tâm đến bất kỳ công nghệ hứa hẹn nào, tuy nhiên, sẽ bắt đầu quá trình chuyển đổi sang xe điện.
tin tức