EMILY 3000 күйүүчү клетка тутуму 125 Вт номиналдуу чыгуучу кубаттуулукка жана 6 кВт / саат кубаттуулукка ээ. Ал бир нече батарейкаларды толтура алат же талаа генератору катары иштей алат. Система жаңы коргонуу системалары боюнча маалыматтарды чогултуу жана талаада баалоо керек болгон тест сценарийлерин камтыган аскердик колдонмолор үчүн атайын түзүлгөн.
Акыр -аягы, гибриддик электр станциялары брондолгон унааларга салыштырмалуу же андан да жакшы пайдаларды сунуштайт. Күйүүчү майдын эффективдүүлүгү, жок дегенде тарыхый жактан, бронетранспортерлордун милдеттүү мүнөздөмөлөрүнүн тизмесинин башында болгон эмес, ошентсе да, ал белгилүү бир отундун кубаттуулугунун жүгүрүшүн жана / же узактыгын жогорулатат, пайдалуу жүктү, коргоону же от кубатын жогорулатат. салмак жана жалпысынан, флоттун жалпы логистикалык жүгүн азайтуу
Гибриддик электрдик кыймылдаткыч келечекте маанилүү ролду ойношу мүмкүн, бирок көптөгөн коргоо программаларынын тийиштүү түрдө жокко чыгарылышы жана кыскарышы (белгилүү FCS жана FRESти унутпоо) жана корголгон унааларга болгон шашылыш талаптарды аткаруу үчүн күрөш кийинкиге калтырылды. аны аскердик машиналарга чексиз ишке ашыруу.
Бирок, 2011-жылы январда америкалык GCV (Ground Combat Vehicle) жердеги согуштук машинасына талапкерлер жарыяланганда, алардын арасында BAE Systems / Northrop Grumman командасынын Qinetiq компаниясынын E-X-DRIVE системасы менен гибриддик электр энергоблогу бар долбоору болгон. Бул кумар оюнунун бир түрү катары каралышы мүмкүн, анткени JLTV (Joint Light Tactical Vehicle) жеңил тактикалык унаа программасына талапкерлердин бири да гибриддик электр дискти камтыгандыктан, финалга өтпөй калган. жеткиликтүү маалыматтар боюнча, бул машинанын технологиясы азыркы учурда жетишерлик жетиле элек деп эсептелет. Ошентсе да, жердеги согуш техникаларында гибриддик электр дисктердин тарыхында бул технологияны иштеп чыгуу жана көрсөтүү үчүн жетиштүү сандагы программалар бар. Учактын электр энергиясына болгон өсүп бараткан талабын канааттандыруу менен бирге күйүүчү майды үнөмдөөгө, өндүрүмдүүлүктү жана жашоого жөндөмдүүлүктү жакшыртууга убада кылган технологиялар боюнча дүйнөлүк издөөнүн кечирилгис жана сөзсүз бир нерсеси бар. Бул, албетте, экологиялык мыйзамдар менен шартталган автоунаа тармагындагы параллелдүү өнүгүүлөргө негизделген.
Аскердик унаа өндүрүүчүлөр жана тутум провайдерлери узак мөөнөттүү мамлекеттик пландарга мүнөздүү болгон өзгөчө белгисиздикке туш боло электе, жогоруда айтылган кээ бир дымактуу мамлекеттик программалар тарабынан түртүлгөн бул технологияга көп каражат жумшашкан. AM General, BAE Systems, General Dynamics, Hagglunds, MillenWorks жана Qinetiq Улуу Британия, АКШ жана Швед программалары үчүн гибриддик электрдик дисктерди иштеп чыгышты, ал эми Nexter ARCHYBALD технологиясын өнүктүрүү программасы боюнча иштеп жатат оор машиналар, жарандык жана аскердик.
QinetiQдан келген автомобилдер үчүн E-X-DRIVE электр өткөргүч, жеңил, компакттуу жана эффективдүү система
Гибриддик предметтер
Гибриддик кыймылдаткыч системалары согуштук кемелерде, айрыкча суу алдында жүрүүчү кемелерде, поезддерде жана карьерлерде жана ачык шахталарда колдонулган оор жүк ташуучу унааларда бекем орнотулду. Бул колдонмолордо дизелдик кыймылдаткыч, газ турбинасы же ал тургай экөө тең негизги кыймылдаткыч моторду кубаттоо жана батареяларды заряддоо үчүн ток менен камсыз кылган генераторду башкарат. Кээ бир системалар механикалык кубаттуулукту акыркы дисктерге өткөрүп берүү үчүн редукторду камтыйт, башкалары жок.
Согуштук кемелерде гибриддик электр станциялары татаал жана ар түрдүү ылдамдык профилин колдонууга мүмкүндүк берет, ал эми негизги кыймылдаткычтар эффективдүү ылдамдык диапазонунда иштейт: үнсүз кыймыл үчүн электр кыймылдаткычтары, кадимки кыймыл үчүн дизелдик кыймылдаткычтар, ылдамдатуу үчүн газ турбиналары ж. Адаттагы ыкма менен иштөөчү суу астында сүзүүчү кеме чумкуу учурунда негизги кыймылдаткычын ишке киргизе албайт (эгерде сноркели жок болсо) жана буга байланыштуу негизинен батареяларга же башка абадан көз карандысыз кыймыл системасына таянууга туура келет. Жер казуучу гиганттык машиналар электр кыймылдаткычтары тарабынан иштелип чыккан нөлдүк ылдамдыктын чоң моментине таянат, анткени мындай жумушту аткара турган кол менен берүү чоң, татаал жана кымбат болот. Поезддер дагы ошол эле көйгөйгө туш болушат, анткени алар токтоп туруп, бир нече жүз тонналарды ташууга мажбур болушат, көп учурда ылдамдыгы саатына 150 милден ашат.
Гибриддик кыймылдаткыч системасы күйүүчү майдын үнөмдөөсүн төмөндөтпөстөн, үнөмдөөгө жардам берет, анткени айдоочу газ педалын толугу менен басканда система негизги кыймылдаткычты батарея менен иштеген электр кыймылдаткычтары менен толуктайт. Электрдик дисктер, ошондой эле салыштырмалуу эффективдүү болбогондо, ылдамдыгы аз айдоодо негизги кыймылдаткычты өчүрүүгө мүмкүндүк берет. Заманбап гибриддик унаалар кинетикалык энергияны (мисалы, регенеративдүү тормоз системасынан) сактай алат жана аны батареяларын кубаттоо үчүн колдоно алат. Кошумча үнөмдөөлөр көпчүлүк учурларда эң натыйжалуу ылдамдык диапазонунда иштөө менен, ошондой эле электр энергиясын керектөөчүлөрдүн батареяларын жана / же кубатын заряддоо үчүн кошумча энергияны колдонуу менен жетишилет.
Заманбап аскердик унаалар байланыш системаларын, командалык -башкаруу жабдууларын, оптоэлектроника жана радарлар, алыстан башкарылуучу курал станциялары жана колго жасалган жардыруучу түзүлүштүн (IED) тетиктерин иштетүү үчүн барган сайын көбүрөөк электр энергиясын талап кылат. Электрдик курал сыяктуу өнүккөн системалар керектөөнү андан ары жогорулатат. Электр системаларын иштетүү үчүн орнотулган бардык күчтү колдонуу, теориялык жактан алганда, бир кыймылдаткыч системасына жана башка адистештирилген жабдууларга ээ болууга караганда эффективдүү болот.
Көтөрүлүшкө каршы миссияларда байкоо жүргүзүү жана чалгындоо мүмкүнчүлүктөрүнө көбүрөөк басым жасалууда жана натыйжада, бронетранспортерлордун программаларынын санында үнсүз байкоо талаптары коюлууда. Бул электр энергиясын керектөөнүн маанилүүлүгүн жогорулатат жана отун клеткаларын жагымдуу кылат.
Гибриддик электр диск системалары эки чоң категорияга бөлүнөт: параллелдүү жана сериялуу. Параллель системаларда ички күйүүчү кыймылдаткыч жана электр кыймылдаткычы (же электр кыймылдаткычтары) дөңгөлөктөрдү же жолдорду редуктор аркылуу бөлөк же чогуу айландырышат. Сериялык гибриддик системаларда башкы кыймылдаткыч генераторду гана айдайт. Ырааттуу система жөнөкөй, андагы бардык кыймылдаткыч күчү электр кыймылдаткычтары аркылуу өтүшү керек, ошондуктан алар параллелдүү системанын электр кыймылдаткычтарына караганда машинанын иштөө талаптары бирдей болушу керек. Эки типтеги системалар иштелип чыккан.
Гибриддик электрдик кыймылдаткычтар менен күйүүчү май клеткаларынын технологиясын коммерциялык технологиядан алууга болот. Мисалы, BAE Systems гибриддик электрдик автобустарды чыгарат, алардын технологиясы оор шарттарга ылайыкталган заманбап гибриддик электр машиналарынын энергия натыйжалуулугун жана жакшыртылган сормо мүнөзүн көрсөтүү үчүн колдонулушу мүмкүн.
Жашоо жөндөмдүүлүгүн жогорулатуу
Гибриддик системалар дагы ийкемдүү жайгашуу жана мина же ДЕП жарылганда капталдык снарядга айланып кетүүчү транспорттук компоненттерди жок кылуу аркылуу аман калууну жогорулатат. Булардан айрыкча дөңгөлөктүү бронетранспорттор пайда көрүшөт. Кыймылдаткыч моторлорду дөңгөлөктөргө бириктирүү менен салттуу кол менен берүү менен байланышкан бардык винттердин валдары, дифференциалдары, кыймылдаткыч шахталары жана редукторлору жок кылынат жана электр кабелдери менен алмаштырылат, ошондуктан кошумча снаряддар боло албайт. Бул механизмдердин бардыгын жок кылуу, экипаждын купесин машинанын бийиктигинен жерден көтөрүүгө мүмкүндүк берет, бул жүргүнчүлөрдү корпустун астындагы жардырууларга анча алсыз кылат. Дизайндын бул түрү General Dynamics UK AHED 8x8 демонстраторунда жана BAE Systems / Hagglundsтун SEP машинасынын дөңгөлөктүү версиясында колдонулган, анын изделген версиясы да даярдалган (жана кийин коопсуз түрдө унутулган).
Жеке дөңгөлөктөргө бириктирилген электр кыймылдаткычтары ар бир дөңгөлөккө жеткирилген кубаттуулукту абдан так көзөмөлдөйт жана бул, GD UKнын маалыматы боюнча, трассалардын дөңгөлөктөргө караганда жолдун рельефиндеги артыкчылыгын дээрлик жок кылат.
Келечектүү жердеги согуштук унаа рельстерде жылат жана BAE Systems / Northrop Grumman сунушу Qinetiqдин E-X-DRIVE электр өткөргүчүнүн салттуу берүүлөргө караганда жеңил, компакттуу жана эффективдүү болорун көрсөтөт. Бул ошондой эле кемчиликтерге чыдамдуулук менен бирге ылдамдатууну жакшыртат жана машиналарды жана технологияларды кабыл алуу программаларынын кеңири спектри үчүн конфигурацияланат, дейт компания.
Системасы төрт туруктуу магнит кыймылдаткычтарды камтыйт да, E-X-DRIVE менен powertrain толугу менен электр эмес; бурулушта жана механикалык тетиктерди алмаштырууда кубаттуулукту калыбына келтирүү, экинчиси камералык муфтаны колдонуу. Бул дизайн моторлорго, редукторлорго, шахталарга жана подшипниктерге стрессти азайтуучу аз тобокелчиликтүү чечим. Кыймыл механизминде механикалык кубаттуулукту калыбына келтирүү үчүн кайчылаш валдын түзүлүшүн колдонуу таза электр өткөргүчтөгү көз карандысыз дөңгөлөктөрдү колдонууга альтернатива болуп саналат.
E-X-DRIVE жүрөгүндөгү жаңылыктардын бири-борбордук редуктор (жөнгө салуучу дифференциал катары белгилүү), ал рулду башкаруучу моментти, негизги мотор моментин жана мурда айтылган механикалык башкарууну калыбына келтирүү механизмин бириктирет. Бурулуш жүктөмдөрдү азайтуудан тышкары, салттуу чечимдерде жана башка гибриддик электр диск системаларында колдонулган тышкы кайчылаш валдын массасын жана салмагын жок кылат.
Электротехникадагы жетишкендиктер
Туруктуу магнит моторлору - бул акыркы жылдарда бардык колдонмолордо электр кыймылдаткыч системаларынын эффективдүүлүгүн жана кубаттуулугун бир топ жакшырткан технология тармагы. Туруктуу магнит моторлору токту алып жүрүүчү оромолорго (электр магниттерге) эмес, статордун компоненттеринде магнит талаасынын пайда болушуна жаратылышта кездешүүчү күчтүү сейрек кездешүүчү магниттерге таянат. Бул моторлорду эффективдүү кылат, айрыкча роторго гана электр тогу керек.
Заманбап электр электроникасы бардык типтеги гибриддик электр унаалары үчүн негизги технология болуп саналат. IGBT негизиндеги мотор контроллери, мисалы, электр кыймылдаткычтарынын айлануу ылдамдыгын жана чыгуу моментин аныктоо үчүн батареядан, генератордон же күйүүчү май клеткаларынан келген энергия агымын көзөмөлдөйт. Алар электромеханикалык башкаруу системаларына караганда алда канча эффективдүү жана өзгөрмө ылдамдыктагы дисктердин иштешин бир топ жакшыртат - бул өнөр жайда кеңири колдонулган туруктуу ылдамдыктагы дисктерге караганда алда канча жетиле элек технология.
Нью-Джерсиде жайгашкан TDI Power-жарандык жана аскердик колдонмолор үчүн электр жана гибриддик унаалар үчүн суюк муздатуучу электр электроникасына инвестиция салган инвестордун мисалы. Компания учурдагы SAE жана MIL стандарттарынан ашкан стандарттуу модулдук DC / DC конвертерлерин жана инверторлорун чыгарат.
Аскердик унаалардагы электрдик дисктер өнөр жай үчүн өзгөрүлмөлүү ылдамдыктагы дисктерде кеңири илимий-изилдөө иштеринен пайда көрүшөт, бул 15-30%тегерегиндеги энергияны үнөмдөө перспективасы менен шартталган, эгерде туруктуу тиштүү машиналар көпчүлүк өнөр жай үчүн өзгөрүлмө ылдамдыктагы дисктерге алмаштырылса ишке ашат. колдонуучулар, Улуу Британиянын Илим жана Инновациялар Бийлиги тарабынан Ньюкасл университетинин акыркы изилдөөсүндө айтылгандай. "Диск жүктеринин потенциалдуу эффективдүүлүгүн жогорулатуу Улуу Британия жылына 15 кВт.саат миллиард саатты үнөмдөйт деп болжолдонууда, мотор жана диск натыйжалуулугун жогорулатуу менен бирге 24 миллиард кВт саатты үнөмдөө", - деп айтылат изилдөөдө.
Ар кандай электр системасында электр энергиясын берүүнүн эффективдүүлүгүн жогорулатуунун маанилүү жолдорунун бири чыңалууну жогорулатуу болуп саналат, анткени Омдун мыйзамы кандайдыр бир кубаттуулук үчүн чыңалуу канчалык жогору болсо, ошончолук төмөн болот. Чакан агымдар жука зымдардан өтө алат, бул чакан, жеңил электр системаларына керектүү жүктөрдү камсыз кылууга мүмкүндүк берет. Мына ушул себептен улуттук электр тармактары электр энергиясын берүүдө өтө чоң чыңалууларды колдонушат; Британиянын электр тармактары, мисалы, 400 миң вольтко чейин электр берүү линияларын иштетет.
Аскердик машиналардын электрдик системалары мындай чоңдуктагы чыңалууларды колдонушу күмөн, бирок 28 вольттун жана ушул сыяктуу электрдик системалардын күндөрү саналуу окшойт. 2009 -жылы, мисалы, Qinetiq 610 вольт технологиясын колдонуу менен электр энергиясын өндүрүү жана бөлүштүрүүнү изилдөө үчүн Британиянын Коргоо министрлиги тарабынан тандалып алынган. Qinetiq, BAE Systems жана электр машинасынын адиси Provector Ltd кирген команданы жетектеди, ал WARRIOR 2000 BMPди 610 вольттуу кардарларды, ошондой эле учурдагы 28 вольттогу жабдууларды иштетүүгө жөндөмдүү демонстрантка айландырды. Машина эки 610 вольт генератору менен жабдылган, алардын ар бири оригиналдуу машинадан эки эсе көп кубаттуулукту камсыз кылып, Warriorдун электрдик өндүрүшүн натыйжалуу төрт эсеге көбөйтөт.
SFCден күйүүчү май клеткаларын колдонгон унаа үчүн энергия
Талаадагы жоокерлер машиналары үчүн ишенимдүү энергия булагына муктаж. Ал радио, байланыш жабдуулары, курал системалары жана оптикалык электрондук системалар сыяктуу борттогу түзмөктөргө ток бериши керек. Бирок, керек болгондо, ал ошондой эле дайындалган аскерлер үчүн кубаттоочу станция катары иштеши керек.
Көбүнчө тапшырманы аткарууда батареяны заряддоо үчүн моторду иштетүү мүмкүн эмес, анткени бул агрегаттын жайгашкан жерин ачып бере алат. Ошондуктан, аскерлерге электр тогун алуунун жолу керек - тынч, дайыма жана өз алдынча.
SFCнин EMILY 2200 системасы EFOY күйүүчү май клеткасынын ийгиликтүү технологиясына негизделген. Машинага орнотулган EMILY бирдиги батареялардын дайыма заряддалышын камсыздайт. Анын камтылган регулятору батарейкалардагы чыңалууну дайыма көзөмөлдөп турат жана керек болгондо батареяларды автоматтык түрдө толуктайт. Ал унчукпай иштейт жана анын жалгыз "сордуруусу" - бул суу буусу жана көмүр кычкыл газы, баланын дем алуусуна салыштырмалуу.
Чоң машиналар чоң батареяларды талап кылат. Бул литий-иондук клетка пакети BAE Systemsтин гибриддик автобус кыймыл технологиясынын бир бөлүгү.
Күйүүчү май клеткалары мүмкүнбү?
Күйүүчү май клеткалары, күйүүчү майды түз эффективдүүлүк менен электр тогуна айландыруу үчүн, көптөн бери аскердик тармакта кеңири колдонула турган технология катары каралып келген, анын ичинде машинаны жылдыруу жана бортто электр энергиясын өндүрүү. Бирок, олуттуу техникалык тоскоолдуктар бар, аларды жеңүү керек. Биринчиден, күйүүчү май клеткалары суутек менен иштейт жана аны абадагы кычкылтек менен аралаштырып, кошумча продукт катары электр тогун пайда кылат. Водород жеткиликтүү эмес жана сактоо жана ташуу кыйын.
Электр унааларын иштетүүчү күйүүчү май клеткаларынын көптөгөн мисалдары бар, бирок алардын баары эксперименталдык. Автомобиль дүйнөсүндө, Honda FCX CLARITY, балким, коммерциялык продукцияга эң жакын болушу мүмкүн, бирок ошондо да ал суутекти куюучу инфраструктурасы бар аймактарда жана ижаралык келишимдер боюнча гана жеткиликтүү. Ал тургай, Ballard Power сыяктуу күйүүчү май клеткаларынын алдыңкы өндүрүүчүлөрү автомобилдерде колдонуу үчүн бул технологиянын учурдагы чектөөлөрүн тааныйт. Компания «күйүүчү май клеткалуу машиналарды массалык түрдө чыгаруу узак мөөнөттүү перспективада. Бүгүнкү күндө көпчүлүк автоунаа өндүрүүчүлөр 2020 -жылга чейин күйүүчү май клеткаларынын өндүрүшүн ишке ашыруу мүмкүн эмес деп эсептешет, анткени өнөр жай водородду бөлүштүрүү, бышыктыкты, энергия тыгыздыгын, ысык иштетүү жөндөмүн жана күйүүчү майдын баасын оптималдаштыруу маселелерине туш болушат.
Бирок, дүйнөнүн бардык ири автоунаа өндүрүүчүлөрү көбүнчө күйүүчү май клеткаларын өндүрүүчүлөр менен биргеликте күйүүчү май клеткаларынын илимий -изилдөө иштерине көп каражат жумшашат. Баллард, мисалы, Форд менен Даймлер АГнын биргелешкен Автомобилдик Күйүүчү Клеткалар Кызматташтыгынын бир бөлүгү. Аскердик отун клеткаларынын кабыл алынышына дагы бир тоскоолдукту коюп жатат, анын талабы түрүндө баары "логистикалык" отун менен иштеши керек. Күйүүчү май клеткалары дизель же керосин менен иштей алат, бирок алгач аларга керектүү суутекти алуу үчүн өзгөртүлүшү керек. Бул процесс жалпы системанын көлөмүнө, салмагына, баасына, татаалдыгына жана эффективдүүлүгүнө таасир этүүчү татаал жана көлөмдүү жабдууларды талап кылат.
Аскердик унаанын негизги кыймылдаткычы катары иштеп турганда күйүүчү май клеткаларынын дагы бир чектөөсү, алар дайыма кубаттуулук жөндөөлөрүндө эң жакшы иштеши жана керектүү өзгөрүүлөргө тез жооп бере албашы. Бул алар эң жогорку кубаттуулуктагы жүктөрдү канааттандыруу үчүн батарейкалар жана / же суперконденсаторлор жана тиешелүү электрди жөнгө салуу электроникасы менен толукталуусу керек дегенди билдирет.
Эстониялык Skeleton Industries компаниясы "суперконденсаторлор" тармагында заманбап SkelCap суперконденсаторлорунун линиясын иштеп чыгарды, алар литринин көлөмүнөн беш эсе же премиум аскердик батареяларга караганда килограммынан төрт эсе күчтүү.. Иш жүзүндө, бул эң жакшы аскердик батареяларга салыштырмалуу 60 пайызга көп күчтү жана учурдагыдан төрт эсе көп дегенди билдирет. SkelCapтын "суперконденсаторлору" заматта кубаттуулуктун жарылышын камсыздайт жана өрттөн көзөмөлдөн мунарага чейинки танктарга чейин ар кандай колдонмолордо колдонулат. United Armaments International (UAI) тобунун бир бөлүгү катары SkelCap Таллинде жайгашкан UAI тобу аркылуу ар кандай адистештирилген заказдарды, ошондой эле кеңейтилген программаларды аткарат.
Skeleton Industriesтен келген суперконденсаторлор
Бирок, бул күйүүчү май клеткалары гибриддик жана электрдик аскердик машиналардан орун таба албайт дегенди билдирбейт. Эң келечектүү тез колдонмо ISTAR тибиндеги унчукпай көзөмөлдөө тапшырмаларын аткаруучу (маалымат чогултуу, бутага белгилөө жана чалгындоо) унаалардагы көмөкчү блоктор (APU)."Унчукпай байкоо режиминде, машиналардын кыймылдаткычтары иштебейт жана батарейкалар узак мөөнөттүү иштөө үчүн жетиштүү кубат бере албайт",-дейт катуу оксиддүү күйүүчү май клеткаларынын генераторлорун жана APU'ларды өнүктүрүүнү жетектеген АКШ армиясынын инженердик изилдөө борбору. аскердик күйүүчү май, дизелдик отун жана керосин менен иштей алат.
Бул уюм учурда 10 кВтка чейинки системаларга басым жасап, күйүүчү май системаларын күйүүчү клетка комплектинин иштөө муктаждыктары менен толук интеграциялоого басым жасоодо. Практикалык системаларды долбоорлоодо чечилиши керек болгон милдеттерге буу менен булганууну контролдоо, айрыкча күкүрттү күкүрттөн чыгаруу (күкүрттөн тазалоо) жана күкүрткө чыдамдуу материалдарды колдонуу аркылуу көзөмөлдөө, ошондой эле системада көмүртек кендеринин пайда болушуна жол бербөө кирет..
Гибриддик электр дисктеринин аскердик унаалар үчүн сунуштаган нерселери көп, бирок бул технологиянын пайдасы сезиле электе бир аз убакыт өтөт.
