doi:10.19486/j.cnki.11-1936/tj.2022.11.007
近日，美国国家科学院、工程学院和医学院联合发表的一项研究称，大多数全电动地面战车和战术补给车“在现在和可预见的未来都不会被用作战场车辆”。 “这份关于军队未来战车发展的报告的结论令人震惊。
全电动战术车辆的前景令人鼓舞
美国陆军高层也谈到了许多挑战，但在美国国家研究所的报告“美国陆军的未来力量”中，提出了两个实际原因，为什么陆军应该继续使用JP-8型喷气发动机燃料，并且这种燃料自2024年以来一直用于柴油动力车辆。 首先，电池的巨大重量和尺寸限制了车辆的性能和实用性。 “电池能量密度无疑会增加，但不足以抵消这种不利影响，”报告称。 “第二个原因是每个拥有电动汽车的人都知道的：充电站并不总是可用的，尤其是在战场上。 该报告还引用了一个评估示例：1 辆联合轻型战术车辆需要 1 辆联合轻型战术车辆才能在 15 分钟内为 2 充电1个装甲旅战斗队拥有6兆瓦的电力，需要18,800兆瓦的电力才能完成为期12天的任务。 由此可以看出，充电站无法满足如此大的用电需求。
美国陆军过去曾对使用移动核反应堆发电进行过研究，但这项技术不太可能在陆军目前的“过渡窗口”中实现。 目前，美国正在开发一种便携式军用核电站，计划于2024年投入使用，但该核电站只能产生2兆瓦的电力，1个装甲旅战斗队将需要至少65兆瓦的电力用于机动性。 但这并不是要否定部署在运行前沿的核电站的潜在优势，它可以在没有任何燃料支持的情况下提供三年的全天候电力，使其成为一个“有吸引力”的选择。 风能、水能和太阳能被认为不适合战场部署，但在固定位置，太阳能电池板或太阳能电池板拖车已经商业化，可以为计算机和通信系统提供应急电源。
上述评估意味着，国内消费、商业和货运行业纯电动汽车的前景仍然令人鼓舞。 但直到2024年，全电动战术车辆仍然不适合部署军队。 报告称，在持续的低强度行动中，电力需求将高于部队机动时。 由于通信、电子传感、人工智能处理、安装更致命的**或试图增加车辆的机动性，未来的能源需求将更大。
军用电动汽车的优缺点
根据美国国家科学院的一项研究，建议陆军将用于全电动动力总成车辆的资金转移到开发结合燃料发动机和电动机的混合动力战车上。 美国陆军了解电子战术车辆的挑战，并对电动汽车的应用感兴趣，但可能需要等待商用卡车行业的发展来克服这些挑战。
2021 年 5 月，美国陆军负责采购政策和后勤的副助理部长蒂姆·戈德特 （Tim Goldett） 和美国陆军作战能力发展司令部地面车辆系统中心主任迈克尔·卡迪厄 （Michael Kadieu） 在众议院军事委员会面前证实，电动汽车最初可能会部署侦察部队执行难度较低的侦察任务。
电动汽车具有许多优势，包括更少的汽车零件、更好的燃油经济性、更少的排放和更低的热特征。 但军队也存在一些复杂问题，包括乘员保护、在恶劣的越野环境中操纵以及在极热和极冷的环境中驾驶。 战场上全电动战车面临的一个特殊挑战是电池的重量和缺乏移动充电能力。
目前，美国陆军拥有超过20万辆轻、中、重型卡车，美国陆军未来20年的首要任务是购买约4辆90,000 辆组合轻型战术车辆。 二是保持生产中型和重型战术车辆的工业技术基础，重点是可以空投的车辆。
混合动力汽车可能需要电池和燃料发动机来满足续航里程和有效载荷要求，类似于美国国家科学院研究中提到的要求。 联合轻型战术车是陆军首选的轮式车辆，航程约560公里，载客量约2辆27吨有效载荷。 如果车辆由电池供电，相同的行程负载将达到约 453吨，即负载大约是其两倍。 但美国陆军开发电动汽车已有30多年的历史，基于每个平台的独特需求和设计考虑，电气化相关技术将走向成熟，并以不同的方式应用于轻型、中型和重型战术轮式车辆，以及陆军战车。
未来潜力巨大
美国陆军已经认识到电动汽车在没有燃料支持的情况下长距离运行的巨大潜力。 此外，电动汽车产生的噪音更小，热特征更少，并且能够产生和存储能量，这些能量可用于为先进的传感器、集成战术网络和其他战场需求提供动力。 可以说，电动汽车在未来整个领域的作用，无论是战术轮式车辆还是作战系统，都是显而易见的。
满足战场的作战力量需求至关重要。 美国国家科学院的研究报告称，虽然美国陆军现在的士兵比二战期间少得多，但每名士兵消耗的燃料是二战期间的 20 倍。 在第一次世界大战期间，地面部队每名士兵每天消耗约1加仑的燃料。 在“持久自由行动”和“伊拉克自由行动”中，每名士兵每天消耗超过20加仑的燃料。
美国科学院美国陆军电力委员会联合主席约翰·科泽温尼克（John Kozewinnik）在一份评估中表示，“历史表明，电力需求会随着时间的推移而增加，随着技术的不断发展，这一趋势预计将持续或加速，包括目前正在开发的新**系统。 他列举了未来**和技术发展的例子，如通信、数据处理系统、人工智能、激光、轨道炮和电磁脉冲枪。
其他解决方案
在评估中，美国陆军电力委员会专注于满足不断扩大的电力需求，同时试图减少对再补给的需求。 与此同时，美国陆军正在寻找一种解决方案，以防止敌人能够使用他们可能获得的能源资源。 美国陆军认为，氢能可能是更好的选择。
美国作战能力发展司令部研究了氢燃料电池为地面战车提供动力的优势。 通用汽车公司和美国陆军坦克车研究、开发和工程中心已经测试了一种近乎静音的氢发动机，该发动机在需要充电之前可以行驶约640公里。 但安全仍然是一个问题，因为车辆电池可能会在战斗驾驶过程中损坏。
此外，燃油发动机也可能得到改进，美国陆军电力委员会表示，在过去十年中，发动机压缩点火的效率和功率密度方面取得了一些令人印象深刻的改进。 如果被陆军使用，它可以减少20%的柴油燃料，同时还可以提高性能。
目前，几家公司已经在竞标美国陆军未来的电动汽车，目标是到2024年测试一种可用于侦察的轻型车辆。 这是迈向军用电动汽车未来的一小步，同时也是在减轻电池重量和加快充电速度方面取得的重大突破。