人类历史发展至今,已经经历了几次大的技术和能源革命,而我们也将见证汽车和交通工具的又一次革命。空客公司正在研制氢能源飞机,美国陆军正在推行混动战斗车辆,而我们的大街上已经出现了大量嘤嘤叫的电动车,就连各种各样的飞行器也在尝试着电动方向。那么究竟为什么,电驱技术会逐渐成为主流呢?

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电动车最早由美国人发明,其历史已经有180多年了,比汽车早的多,而且在20世纪初期居然已经开始普及。虽然当时电动车的原理已经比较接近现在的手搓三轮车,但是最大的问题还是电池,当时使用的电池还是不能充电的干电池。不过大家仔细想想,似乎也有没充电焦虑,直接换上一摞电池不就完了。

不过在1859年的时候,法国人发明了铅酸电池,当时的铅酸电池和如今的汽车电瓶还大不一样,能量密度有限而且不够安全,甚至还要经常维护。但即便如此,在1881年就出现了使用铅酸电池的电动车,电动车可以说是基本成熟可用了。可别小瞧铅酸电池,在美国登月的时候,原本打算使用密封设计的“先进”铅酸电池,但是因为另一种镉镍电池更具优势,最终在月球上驰骋的登月车用的才是镉镍电池,不过这都是后话了。

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然而新的能源革命就这么来了,这就是石油。在电动车已经相对完善的十九世纪末期,卡尔本茨发明了使用内燃机的三轮汽车。早期的汽车结构复杂,可靠性差,当时可没有什么加油站,如今很多人批评电动车的话语可以修改几个词就用在早期的汽车上。然而石油的大量开采和炼制技术的逐渐发展,让化石能源坐稳了交通工具的能源宝座。这时候汽车也在不断进化,到了二战时期,无论军用车辆还是民用车,整体都已经很成熟可靠,石油公司也在世界范围内发现和开采石油,中东地区也在短时间内成为世界的富庶之地。

但是如今在平民眼里看起来相当完美的纯油车早在80多年前就被认为太复杂且不够可靠,这就是坦克。我们之前讲过坦克发动机和转向相关的内容,两个号都有,看完就知道坦克的结构重量有多么恐怖。那么如果坦克可以使用来自民用的大马力轻巧发动机,变成电能后用电动机驱动坦克,这样结构简单不说,重量也可以大幅度下降,甚至还可以降低油耗,对坦克来说似乎全是优势。这其实就是保时捷在二战期间设计的虎P坦克。

虎P坦克采用两台V10结构的风冷保时捷101汽油机,功率310马力,两台总功率620马力,各自带动一台发电机。表面看起来虎P坦克简化了结构而且电动机扭矩有优势,但是因为基础技术不到位,虎P依旧面临大量难以突破的问题,其电力传动组件重量超标,德国也缺乏金属铜,而且整套系统的可靠性始终无法让人满意,虎P坦克也就成为没能走上战场的先行者。

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了解现在新能源车的朋友都知道,电动车的难点有三点,一是高性能的低能耗先进结构电机,这可不是四驱车上的小电机放大这么简单,里面涉及的技术绝对不在内燃机之下,而且技术迭代更新的速度超快,落后了很难赶上。第二则是高性能动力电池,第三是先进高效的控制系统。

正因为基础技术发展渐入佳境,军事领域再次掀起了电动热潮,只不过这次大举进攻的不是德国人,而是发明了电动车的美国人。用于替换悍马的JLTV战术车辆就有混动型号,代表美军坦克研制发展方向艾布拉姆斯X则使用了小巧高效的对置活塞柴油机以电驱的形式驱动坦克,而大容量的动力电池还能允许坦克静默攻击和纯电行驶。

艾布拉姆斯X的这套动力系统很有典型性,对置活塞发动机的小体积在苏联的T64和T80坦克上备受好评,极大地缩小了坦克的尺寸。而在混动时代,这样的高功率密度自然也给其他设备留下了足够的空间。艾布拉姆斯X的发动机来自康明斯,有对置3/5/6缸,对应的V字型发动机则是6/10/12缸,最大功率达到1500马力,和燃气轮机类似,但是体积重量和耗油率比前者小得多。至于很多观众担心的电池安全性的问题,我觉得弹药殉爆的问题可比这电池大多了。

M2布莱德利步战车的换代车型也强调必须使用混合动力系统,除了节能减排之外,最大的优势还是性能更好,三大车型都开始混动化,看来美国陆军即将进入混动时代。

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不过话虽然这么说,军队真正想要迎来混动时代,还有很多悬而未解的问题。混动车算是目前民用车的最优解,尤其是带有大容量电池的插混车,在城市充电方便的情况下当作纯电车使用,出远门的时候既能保证足够低的油耗,也不担心电池没电。如果周边的支持设施足够完善,纯电车取代纯油车真的只是时间问题。

至于未来,我们认为,电力驱动大概率是不会变的,变化的在于材料和技术,尤其是储能技术。军用车辆电动化混动化已经是大吨的发展方向,我国的导弹发射车也是油电混动,足够说明这样的结构优点多多。