軍用通信車電源裝備技術(shù)歷史沿革及其發(fā)展趨勢(shì)探討

辛登松

（海軍91917部隊(duì)，山東 濰坊 261000）

軍用通信車電源裝備技術(shù)歷史沿革及其發(fā)展趨勢(shì)探討

辛登松

（海軍91917部隊(duì)，山東 濰坊 261000）

隨著信息化時(shí)代的發(fā)展和軍用通信裝備的不斷進(jìn)步，對(duì)軍用通信車電源裝備技術(shù)也提出了更高的要求。為了對(duì)軍用通信車的電源裝備進(jìn)行更加深入的探索研究，文章從電源裝備的技術(shù)、特征等方面論述了三代軍用電源裝備的歷史沿革，并對(duì)軍用通信車電源裝備的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析，希望能對(duì)軍用通信技術(shù)的發(fā)展有所啟示。

通信車；電源裝備；歷史沿革；發(fā)展趨勢(shì)

軍用通信車在戰(zhàn)時(shí)通信保障任務(wù)中起著重要的作用，通信電源車的性能不僅影響著通訊任務(wù)能否順利完成，并且對(duì)通信任務(wù)效能的發(fā)揮有著巨大的影響，而影響軍用通信車性能最基礎(chǔ)也是最重要的裝備就是電源裝備。電源裝備由3部分組成：動(dòng)力發(fā)電設(shè)備、功率變換設(shè)備以及電能存儲(chǔ)設(shè)備。軍用通信車的特殊性對(duì)電源裝備技術(shù)有著較高的要求，隨著國(guó)家綜合國(guó)力的強(qiáng)大，軍用通信車電源裝備也在不斷地更新?lián)Q代。

1　第一代軍用通信車電源裝備

我國(guó)第一批真正意義上批量裝備的軍用通信車是1983 年15/100W單邊帶電臺(tái)車。從20世紀(jì)80年代初期到20世紀(jì)90年代中期，經(jīng)過(guò)十多年的不斷創(chuàng)新發(fā)展，第一代軍用通信車電源裝備逐步走向成熟。這一時(shí)期的電源裝備發(fā)動(dòng)機(jī)主要采用的是二沖程風(fēng)冷動(dòng)力，發(fā)電機(jī)主要采用的技術(shù)是由刷勵(lì)磁，動(dòng)力變換設(shè)備采用的技術(shù)為線性穩(wěn)壓，電能存儲(chǔ)設(shè)備采用的技術(shù)為鎳鉻儲(chǔ)能。

1/12kW“長(zhǎng)江”系列汽油發(fā)電機(jī)組是當(dāng)時(shí)最典型的、自主研制的電源設(shè)備?！伴L(zhǎng)江”系列電源的發(fā)動(dòng)機(jī)是二沖程風(fēng)冷汽油機(jī)，發(fā)電機(jī)為有刷勵(lì)磁方式，這種勵(lì)磁調(diào)壓不僅可以通過(guò)人工調(diào)節(jié)，還可以通過(guò)碳阻調(diào)節(jié)器來(lái)調(diào)節(jié)。穩(wěn)壓電源采用線性穩(wěn)壓方式，有較高的紋波控制指標(biāo)，并且電能存儲(chǔ)設(shè)備多采用內(nèi)阻較小、壽命較長(zhǎng)、能量密度相對(duì)較高的鎘鎳電池組。在當(dāng)時(shí)，這種電源為軍用通信設(shè)備作出了巨大的貢獻(xiàn)。

第一代軍用通信車電源裝備雖然為國(guó)防通訊作出了巨大的貢獻(xiàn)，但是隨著通信裝備的發(fā)展、綜合國(guó)力的提高，第一代電源裝備也暴露出一系列的缺點(diǎn)。第一代軍用通信車電源裝備采用人工調(diào)壓，轉(zhuǎn)換效率受到明顯的制約，電氣性能不高，可靠性也相對(duì)較差，并且線性穩(wěn)壓設(shè)備體積大、損耗大，鎳鎘電池組容量小、記憶特征明顯、鎘排放對(duì)生態(tài)環(huán)境有一定程度的污染。

2　第二代軍用通信車電源裝備

20世紀(jì)90年代中期，我軍開始換裝第二代軍用通信車電源裝備。這一時(shí)期的軍用通信車電源裝備發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是四沖程冷風(fēng)動(dòng)力技術(shù)，發(fā)電機(jī)主要采用的是無(wú)刷勵(lì)磁技術(shù)，動(dòng)力變換設(shè)備采用的是開關(guān)穩(wěn)壓技術(shù)，電能存儲(chǔ)設(shè)備采用的是鉛酸儲(chǔ)能技術(shù)。

隨著改革開放的不斷深入，我國(guó)引進(jìn)了大量發(fā)達(dá)國(guó)家的高科技產(chǎn)品和部分先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，這為我國(guó)的科技發(fā)展提供了物質(zhì)和技術(shù)基礎(chǔ)，我國(guó)的電源技術(shù)也得到了進(jìn)一步的發(fā)展。20世紀(jì)90年代中期，我國(guó)研制生產(chǎn)了TCL系列1/12kW電勵(lì)磁無(wú)刷同步汽油發(fā)電機(jī)組，這是第二代軍用通信車電源裝備的典型代表。這一機(jī)組發(fā)電機(jī)采用的是AVR技術(shù)（即全新的模塊化自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器技術(shù)），發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是進(jìn)口的四沖程風(fēng)冷汽油機(jī)。它解決了第一代軍用通信車電源裝備的一系列缺點(diǎn)，大大提高了轉(zhuǎn)換效率與電氣性能，并且在啟動(dòng)和操作上更加方便、簡(jiǎn)潔，能適應(yīng)軍隊(duì)的特殊環(huán)境，得到了軍隊(duì)使用人員的認(rèn)可。2000年開始，為了減輕后勤保障壓力，提高燃油效率，加強(qiáng)燃料安全性，軍隊(duì)對(duì)燃料作出了統(tǒng)一要求，全軍實(shí)行“汽改柴”政策。為了響應(yīng)政策號(hào)召，第二代軍用通信車電源裝備也進(jìn)行了改革，采用了德國(guó)、意大利的風(fēng)冷柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，我國(guó)也自行研制出了2/15kW電勵(lì)磁無(wú)刷同步柴油發(fā)電機(jī)組。第二代電源裝備的發(fā)動(dòng)機(jī)不僅減少了電火花的干擾，而且相對(duì)于第一代電源裝備而言更加環(huán)保。此外，柴油發(fā)電機(jī)組能夠較好地帶動(dòng)非線性負(fù)載，可以更好地和車載穩(wěn)壓電源連接，且更易于使用和維護(hù)。這次改革使得車載電源裝備的電氣性能和可靠性得到了進(jìn)一步提高，該系列柴油發(fā)電機(jī)組開始在各類軍用通信車上使用。

第二代軍用通信車電源裝置不僅對(duì)動(dòng)力發(fā)電設(shè)備進(jìn)行了改革，還對(duì)功率變換設(shè)備進(jìn)行了調(diào)整。為了克服線性穩(wěn)壓電源體積大、功耗高、效率低的缺點(diǎn)，第二代電源裝置采用了開關(guān)穩(wěn)壓電源。開關(guān)穩(wěn)壓電源體積非常小，功耗相對(duì)比較低，但是穩(wěn)壓范圍很寬，而且還可以實(shí)現(xiàn)多組電壓輸出功能。隨著電子科技的飛速發(fā)展，開關(guān)電源也從分立器件式電源發(fā)展到模塊電源，模塊電源憑借其體積小、可靠性高等特點(diǎn)在這一時(shí)期被廣泛應(yīng)用。

第二代軍用通信車電源裝置電能存儲(chǔ)設(shè)備開始使用鉛酸電池，鉛酸電池相對(duì)于鎘鎳電池使用壽命長(zhǎng)。早期的鉛酸儲(chǔ)能電池為非封閉電池，在充放電時(shí)會(huì)溢出電解液和釋放有害氣體，不僅造成環(huán)境污染，還會(huì)腐蝕設(shè)備。隨著科技的進(jìn)步、技術(shù)的成熟，人們很快便研制出了VRLA電池（閥控式密封鉛酸蓄電池），通信車電源技術(shù)也在不斷地改革、創(chuàng)新，一步步走向成熟。

3　第三代軍用通信車電源裝備

2006年開架式小型化柴油發(fā)電機(jī)組的問(wèn)世，推動(dòng)了我國(guó)軍用通信車電源技術(shù)的進(jìn)步，打開了第三代軍用通信車電源裝備的大門。這一時(shí)代電源裝備的動(dòng)力發(fā)電設(shè)備采用的是稀土永磁中頻發(fā)電技術(shù)，功率變換設(shè)備采用的技術(shù)是模塊化綜合穩(wěn)壓電源，電能存儲(chǔ)設(shè)備采用的技術(shù)是新型膠體電解質(zhì)電池。

第三代軍用通信車電源裝備最具代表性的發(fā)電機(jī)組有小型化柴油發(fā)電機(jī)組和靜音型柴油發(fā)電機(jī)組兩種，新一代電源不僅克服了前兩代發(fā)電機(jī)組功耗大、噪音大、體積大、不易搬運(yùn)的缺點(diǎn)，還改變了軍用通信車電源裝備“用一備一”的使用模式，大大減小了通信車的安裝空間，增加了通信車的有效載荷。小型化柴油發(fā)電機(jī)組采用的是風(fēng)冷開架式設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是四沖程風(fēng)冷柴油機(jī)，發(fā)電機(jī)采用的是稀土永磁中頻發(fā)電機(jī)，二者的功率匹配比明顯強(qiáng)于前兩代電源裝備，且體積小易于搬運(yùn)，電氣性能高，這種電源在輕型車輛和裝甲車上也非常適用。靜音型柴油發(fā)電機(jī)組采用的是水冷箱式設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是四沖程多缸水冷柴油機(jī)，發(fā)電機(jī)采用的是無(wú)刷勵(lì)磁發(fā)電機(jī)技術(shù)，此外還引用了水冷消聲器技術(shù)。此發(fā)電機(jī)組可靠性非常高，且可以直接在車上工作，減少了不必要的搬運(yùn)，獨(dú)有的水冷消聲器更是解決了前兩代電源噪聲大的難題，不易暴露行蹤，非常適合軍用。

模塊化、智能化綜合穩(wěn)壓電源是第三代軍用通信車電源裝備引用的又一新科技。模塊化、智能化綜合穩(wěn)壓電源采用N+1冗余熱備份和可插拔功率模塊技術(shù)，此技術(shù)功率容量可以靈活地調(diào)整、配對(duì)，解決了需求大、產(chǎn)品少的難題，提高了設(shè)備的可靠性、使用性。此種電源還具有對(duì)外通訊、顯示自身工作狀態(tài)、特殊情況提示報(bào)警的功能，非常便于使用者對(duì)其進(jìn)行檢修和維護(hù)。

為了解決前兩代儲(chǔ)能電池的污染問(wèn)題，第三代軍用通信車電源裝備的儲(chǔ)能設(shè)備進(jìn)行了改革創(chuàng)新。第三代電源的儲(chǔ)能設(shè)備選用了新型的膠體：納米硅、碳化硅等作為電解質(zhì)。這種電池儲(chǔ)能性良好，對(duì)溫度要求不是很高，而且在容量一定的前提下比前兩代儲(chǔ)能電池的體積要小一倍，極好地解決了鉛酸電池的弊端。

除此以外，第三代軍用通信車電源裝備還采用了特殊的汽車底盤拖帶式自發(fā)電系統(tǒng)。汽車底盤拖帶式自發(fā)電系統(tǒng)的機(jī)制為：通過(guò)皮帶把汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)與電源的發(fā)電相連，使汽車在行駛過(guò)程中能夠自主地進(jìn)行發(fā)電。這種技術(shù)使通信車指揮車輛不能裝載發(fā)電機(jī)組的難題迎刃而解，還可以增加車輛的供電方式。

4　軍用通信車電源裝備發(fā)展趨勢(shì)分析

從20世紀(jì)80年代初期開始，每個(gè)時(shí)期都會(huì)有新型電源裝備出現(xiàn)，并且每一種產(chǎn)品都反映出了當(dāng)時(shí)的科學(xué)水平。通信車電源裝備的發(fā)展不僅帶動(dòng)著國(guó)家的電力電子技術(shù)的發(fā)展，也影響著國(guó)家的電化學(xué)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電磁技術(shù)等多門技術(shù)的發(fā)展。隨著時(shí)代的發(fā)展，鋰離子電池憑借其環(huán)保、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)迅速崛起。第四代電源裝置的儲(chǔ)能設(shè)備將使鋰離子電池雄霸天下，功率變換設(shè)備將以數(shù)字化、微型化為主導(dǎo)。

5　結(jié)語(yǔ)

本文從電源裝備的組成即動(dòng)力發(fā)電設(shè)備、功率變換設(shè)備以及電能存儲(chǔ)設(shè)備等方面講述了不同時(shí)代最具代表性的電源裝備，并且針對(duì)其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)作了論述。

［1］張軍剛，談學(xué)超，孟海軍，等.軍用通信車三代電源裝備技術(shù)進(jìn)展［J］.移動(dòng)電源與車輛，2012（3）：44-46.

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［3］談學(xué)超，張軍剛.軍用通信車系統(tǒng)功耗需求分析和電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法研究［J］.通信電源技術(shù)，2011（4）：47-49.

［4］孟海軍，郭振，李金峰，等.軍用通信車用全水冷超靜音柴油發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)技術(shù)［J］.通信電源技術(shù)，2012（5）：50-52.

Military Communication Vehicle Power
Supply Equipment Technology History and Its Development Trend

Xin Dengsong
（The Navy Unit 91917， Weifang 261000， China）

With the development of information age and the advance of military communication equipment，power supply equipment for military communication technology is also put forward higher requirements to the power of the military communication vehicle equipped with a more in-depth exploration research. In this paper， from the aspects of the technology， characteristics of the power equipment are discussed the history of the three generations of military power supply equipment， and the development trend of military communication vehicle power supply equipment is analyzed， in hope of giving some enlightenment to the development of military communication technology.

communication van； power unit； historical development； development tendency

辛登松（1965— ），男，山東濰坊，本科，高級(jí)工程師；研究方向：無(wú)線電通信，指揮自動(dòng)化。