미 육군 차량용 전기 및 하이브리드 파워트레인
표준 디젤 발전소가 있는 HMMWV 자동차의 유지 관리. 미국 국방부 사진
미 육군은 특정 이점을 제공할 수 있는 새로운 기술을 연구하고 마스터하려고 노력하고 있습니다. 그녀는 최근 자동차용 전기 및 하이브리드 파워트레인에 관심을 돌렸습니다. 다양한 종류의 본격적인 연구 및 설계 작업이 이미 시작되었습니다. 그들이 성공하면 펜타곤은 군용 차량 함대 개발 계획을 업데이트할 수 있습니다.
예상 프로젝트
군대 및 기타 고객의 관심을 보고 미국의 주요 군사 장비 개발자는 이미 군용 전기 자동차에 대한 몇 가지 개념을 제안했습니다. 실제 주문이 있는 경우 이러한 프로젝트가 개발되고 테스트됩니다. 그런 결과가 보장되지는 않지만 새 차량은 공급에 들어갈 기회가 있습니다.
제안된 첫 번째 프로젝트 중 하나는 직렬 Oshkosh JLTV 장갑차의 심층 현대화였습니다. 개발자는 기계식 변속기를 표준 디젤 엔진으로 구동되는 전기 시스템으로 대체할 수 있는 근본적인 가능성을 지적합니다. 필요한 경우 하이브리드 장갑차는 이동식 발전소로 작동할 수 있습니다.
그러나 펜타곤은 아직 이 제안에 관심을 갖지 않았고, 역학에 기반한 표준 변속기가 장착된 차량만 군대에 들어간다. 고객이 자신의 의견을 바꿀 것인지 여부는 알려지지 않았지만 시간이 지남에 따라 군대가 그러한 결정을 내릴 가능성이 있습니다. JLTV는 향후 20년 이내에 생산될 예정이며 하이브리드 프로젝트는 원하는 관심을 끌 수 있습니다.
직렬 구성의 Oshkosh JLTV 장갑차. 미래에는 하이브리드 파워트레인을 얻을 수 있습니다. 미국 국방부 사진
현재 General Motors Defense는 경량 다목적 차량인 ISV(Infantry Squad Vehicle)의 양산을 마스터하고 있습니다. 현재 구성에는 터보차저 디젤 엔진과 XNUMX륜구동 자동 변속기가 장착되어 있습니다. 이 유형의 차량은 시험 운영을 위해 군대에 전달됩니다.
몇 달 전에 GM Defense가 순수 전기 추진 시스템을 갖춘 ISV의 실험 버전을 개발 및 제작했다는 사실이 알려졌습니다. 현재 공장 테스트를 진행 중이며 국방부에 제출될 예정입니다. 육군이 필요로 하는 일부 차량은 결국 업데이트된 전기 구성으로 제작될 수 있습니다.
지난해 GMC는 민간용 픽업트럭과 SUV에 동력을 공급할 순수 전기 플랫폼인 허머 EV를 공개했다. 최근에는 이 플랫폼을 기반으로 다목적 군용 차량이 만들어질 것으로 알려졌습니다. 이러한 기계는 기존 HMMWV의 기능적 유사체가 될 수 있습니다. 사람과 물건을 운송하거나 무기 및 특수 장비를 운반하는 운송 수단이 될 것입니다.
과학적 접근
보시다시피 미국 산업계는 이미 충분히 고성능과 폭넓은 기능을 갖춘 펜타곤을 위한 새로운 전기 자동차를 만들 준비가 되어 있습니다. 그러나 군대는 그러한 제안을 서두르지 않고 먼저 새로운 기술을 신중하게 연구하려고합니다. 그래서 올해는 전기차의 진정한 과학적, 기술적 잠재력을 규명하기 위한 대대적인 연구가 진행됐다.
JLTV 섀시를 기반으로 하는 유인 및 무인 차량의 유망한 제품군입니다. 아마도 프로젝트는 하이브리드 시스템을 사용할 것입니다. 미국 국방부 그래픽
미래의 미 육군에 전력 공급 연구는 육군의 미래 사령부 주도로 8월에 시작되었습니다. 그들은 자동차 및 전기 산업의 XNUMX개 상업 회사에서 모집되었습니다. 두 달 안에 그들은 발전소의 모든 기본 개념을 공부하고 장단점을 찾아야 했습니다. 그들은 또한 JPXNUMX 디젤 유닛과 비교되어야 했습니다.
전반적으로이 연구는 발전소에 대해 이미 알려진 사실을 확인했습니다. 전기차에는 장단점이 있다는 것이 재정립되었지만 아직까지는 이상적인 비율과는 거리가 멀다. 따라서 그러한 기술은 현재와 장기적으로 군대에 관심이 없을 것입니다.
전기설비가 디젤에 비해 재정적인 면에서 경제적이고 일부 특성에서도 이를 능가하는 것으로 확인되었다. 따라서 전기 모터는 자동차의 역동성을 개선하고 광범위한 속도에서 더 많은 토크를 제공합니다. 또한 음향 및 열 신호가 적습니다.
디젤 엔진을 탑재한 다목적 차량 GM 디펜스 ISV. 사진 GM 방어
그러나 중요한 문제가 있습니다. 예를 들어, 디젤은 액체 연료를 추진을 위한 기계적 에너지로 직접 변환합니다. 전기 자동차는 디젤 발전기에서 충전할 수 있지만 이 경우 전체 체인에 에너지 변환의 추가 단계가 추가되어 전체 시스템의 최종 효율성이 감소합니다.
에너지 매개변수 측면에서 기존 배터리는 액체 연료와 비교할 수 없습니다. 따라서 JP1 연료 3,8갤런(8L)을 태울 때 발생하는 에너지는 140kg(63,5파운드) 리튬 이온 배터리를 충전하는 것과 같습니다. 따라서 87 리터 연료 탱크 "Humvee"를 교체하려면 거의 1,5 톤에 달하는 배터리가 필요합니다. 분명히 자동차의 이러한 "현대화"는 단순히 의미가 없습니다.
내연기관 자동차와 달리 전기차는 연료통을 실을 수 없고 충전을 위한 에너지원이 필요하다. 따라서 기지에서 또는 배치 중에 새로운 기술에 대한 "수요"를 충족시키기 위해 추가 발전 및 분배 시스템이 제공되어야 합니다. 또한 이러한 맥락에서 시간이 많이 소요되는 문제가 있습니다. 디젤 연료를 탱크에 채우는 데 몇 분이 걸리는 반면 전기 자동차를 충전하는 데 몇 시간이 걸릴 수 있습니다.
전기차의 생존성과 전투 안정성은 매우 의심스럽다. 전통적인 추진 시스템은 이러한 유형의 요구 사항에 매우 적합합니다. 따라서 연료 시스템의 손상이 항상 즉각적인 화재로 이어지지는 않으며 엔진은 여전히 한동안 작동하고 화재에서 차를 꺼낼 수 있는 능력을 유지합니다. 유사한 손상이 발생하면 배터리가 최소한 고장나서 전기 자동차를 움직이지 못하게 됩니다. 또한 즉각적인 화재 또는 폭발의 위험이 높으며 현대식 배터리는 소화가 극히 어렵습니다.
군용 구성에서 Hummer EV의 가능한 모습. GMC 그래픽
개발 방향
"미래의 미군에 전력 공급" 연구의 주요 결과는 "깨끗한" 발전소의 완전성이 부족하다는 결론이었습니다. 기술, 운영 및 경제적 특성의 조합 측면에서 모든 장점으로 인해 내연 기관이 있는 기존 시스템보다 열등합니다.
이 지연은 현재 배터리의 용량이 부족하기 때문입니다. 최근 몇 년 동안의 모든 발전에도 불구하고 여전히 액체 연료보다 열등합니다. 이는 장비의 특성을 제한하고 장비를 위한 특수 복합 인프라를 생성해야 합니다.
이 연구의 저자는 현재 형태의 전기 자동차가 군대에서 실질적인 관심을 끌지 못한다고 생각합니다. 배터리 분야의 예상되는 진전은 단기 및 중기적으로 이러한 상황을 바꾸지 않을 것입니다. 또한 군대가 합리적인 시간 내에 필요한 모든 기반 시설을 구축할 수 있을 것으로 기대해서는 안 됩니다.
군대가 여전히 전기 견인으로 전환하려는 경우 하이브리드 발전소에주의를 기울여야합니다. 디젤 발전기, 배터리 및 트랙션 모터가 있는 섀시는 기본 기능과 기능의 균형이 더 잘 잡혀 있다는 점에서 "깨끗한" 전기 자동차와 다릅니다. 또한 사용 가능한 기술을 통해 이미 수용 가능한 수준의 성능을 갖춘 자동차를 만들 수 있습니다.
다양한 등급의 차량을 위한 QinetiQ EX-Drive 전기 변속기의 세 가지 변형. QinetiQ 그래픽
하이브리드 방향은 이미 군대의 감독하에 개발되고 있음에 유의해야합니다. 현재 이러한 종류의 여러 프로젝트가 다양한 분야에서 구현되고 있습니다. 이니셔티브 기반으로 군대의 명령에 따라 다양한 클래스의 차량 프로젝트가 진행되고 있으며 장갑차 분야의 첫 번째 실험이 수행되고 있습니다. 그들이 얼마나 성공적일지는 가까운 장래에 분명해질 것입니다.
따라서 펜타곤은 지상 기술을 위한 발전소 분야의 유망한 발전에 진지하게 관심을 갖고 이 방향을 마스터하기 위해 가능한 모든 것을 하고 있습니다. 지금까지이 분야의 작업은 주로 첫 번째 연구로 축소되었으며 이에 따라 미래 계획이 작성됩니다. 이러한 계획이 무엇인지, 얼마나 빨리 그리고 어느 정도 실현될 것인지는 시간이 말해줄 것입니다. 중기적으로 유망한 기술에 관심을 보이는 미 육군은 그럼에도 불구하고 전기 수송으로의 전환을 시작할 가능성이 있습니다.
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