軍用通信車電源裝備技術歷史沿革及其發(fā)展趨勢探討

辛登松

（海軍91917部隊，山東 濰坊 261000）

軍用通信車電源裝備技術歷史沿革及其發(fā)展趨勢探討

辛登松

（海軍91917部隊，山東 濰坊 261000）

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

通信車；電源裝備；歷史沿革；發(fā)展趨勢

軍用通信車在戰(zhàn)時通信保障任務中起著重要的作用，通信電源車的性能不僅影響著通訊任務能否順利完成，并且對通信任務效能的發(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：動力發(fā)電設備、功率變換設備以及電能存儲設備。軍用通信車的特殊性對電源裝備技術有著較高的要求，隨著國家綜合國力的強大，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單邊帶電臺車。從20世紀80年代初期到20世紀90年代中期，經(jīng)過十多年的不斷創(chuàng)新發(fā)展，第一代軍用通信車電源裝備逐步走向成熟。這一時期的電源裝備發(fā)動機主要采用的是二沖程風冷動力，發(fā)電機主要采用的技術是由刷勵磁，動力變換設備采用的技術為線性穩(wěn)壓，電能存儲設備采用的技術為鎳鉻儲能。

1/12kW“長江”系列汽油發(fā)電機組是當時最典型的、自主研制的電源設備。“長江”系列電源的發(fā)動機是二沖程風冷汽油機，發(fā)電機為有刷勵磁方式，這種勵磁調(diào)壓不僅可以通過人工調(diào)節(jié)，還可以通過碳阻調(diào)節(jié)器來調(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，并且電能存儲設備多采用內(nèi)阻較小、壽命較長、能量密度相對較高的鎘鎳電池組。在當時，這種電源為軍用通信設備作出了巨大的貢獻。

第一代軍用通信車電源裝備雖然為國防通訊作出了巨大的貢獻，但是隨著通信裝備的發(fā)展、綜合國力的提高，第一代電源裝備也暴露出一系列的缺點。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，可靠性也相對較差，并且線性穩(wěn)壓設備體積大、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。這一時期的軍用通信車電源裝備發(fā)動機采用的是四沖程冷風動力技術，發(fā)電機主要采用的是無刷勵磁技術，動力變換設備采用的是開關穩(wěn)壓技術，電能存儲設備采用的是鉛酸儲能技術。

隨著改革開放的不斷深入，我國引進了大量發(fā)達國家的高科技產(chǎn)品和部分先進科學技術，這為我國的科技發(fā)展提供了物質(zhì)和技術基礎，我國的電源技術也得到了進一步的發(fā)展。20世紀90年代中期，我國研制生產(chǎn)了TCL系列1/12kW電勵磁無刷同步汽油發(fā)電機組，這是第二代軍用通信車電源裝備的典型代表。這一機組發(fā)電機采用的是AVR技術（即全新的模塊化自動電壓調(diào)節(jié)器技術），發(fā)動機采用的是進口的四沖程風冷汽油機。它解決了第一代軍用通信車電源裝備的一系列缺點，大大提高了轉(zhuǎn)換效率與電氣性能，并且在啟動和操作上更加方便、簡潔，能適應軍隊的特殊環(huán)境，得到了軍隊使用人員的認可。2000年開始，為了減輕后勤保障壓力，提高燃油效率，加強燃料安全性，軍隊對燃料作出了統(tǒng)一要求，全軍實行“汽改柴”政策。為了響應政策號召，第二代軍用通信車電源裝備也進行了改革，采用了德國、意大利的風冷柴油發(fā)動機，我國也自行研制出了2/15kW電勵磁無刷同步柴油發(fā)電機組。第二代電源裝備的發(fā)動機不僅減少了電火花的干擾，而且相對于第一代電源裝備而言更加環(huán)保。此外，柴油發(fā)電機組能夠較好地帶動非線性負載，可以更好地和車載穩(wěn)壓電源連接，且更易于使用和維護。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一步提高，該系列柴油發(fā)電機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動力發(fā)電設備進行了改革，還對功率變換設備進行了調(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，第二代電源裝置采用了開關穩(wěn)壓電源。開關穩(wěn)壓電源體積非常小，功耗相對比較低，但是穩(wěn)壓范圍很寬，而且還可以實現(xiàn)多組電壓輸出功能。隨著電子科技的飛速發(fā)展，開關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、可靠性高等特點在這一時期被廣泛應用。

第二代軍用通信車電源裝置電能存儲設備開始使用鉛酸電池，鉛酸電池相對于鎘鎳電池使用壽命長。早期的鉛酸儲能電池為非封閉電池，在充放電時會溢出電解液和釋放有害氣體，不僅造成環(huán)境污染，還會腐蝕設備。隨著科技的進步、技術的成熟，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)電機組的問世，推動了我國軍用通信車電源技術的進步，打開了第三代軍用通信車電源裝備的大門。這一時代電源裝備的動力發(fā)電設備采用的是稀土永磁中頻發(fā)電技術，功率變換設備采用的技術是模塊化綜合穩(wěn)壓電源，電能存儲設備采用的技術是新型膠體電解質(zhì)電池。

第三代軍用通信車電源裝備最具代表性的發(fā)電機組有小型化柴油發(fā)電機組和靜音型柴油發(fā)電機組兩種，新一代電源不僅克服了前兩代發(fā)電機組功耗大、噪音大、體積大、不易搬運的缺點，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)電機組采用的是風冷開架式設計結(jié)構(gòu)，發(fā)動機采用的是四沖程風冷柴油機，發(fā)電機采用的是稀土永磁中頻發(fā)電機，二者的功率匹配比明顯強于前兩代電源裝備，且體積小易于搬運，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)電機組采用的是水冷箱式設計結(jié)構(gòu)。發(fā)動機采用的是四沖程多缸水冷柴油機，發(fā)電機采用的是無刷勵磁發(fā)電機技術，此外還引用了水冷消聲器技術。此發(fā)電機組可靠性非常高，且可以直接在車上工作，減少了不必要的搬運，獨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，此技術功率容量可以靈活地調(diào)整、配對，解決了需求大、產(chǎn)品少的難題，提高了設備的可靠性、使用性。此種電源還具有對外通訊、顯示自身工作狀態(tài)、特殊情況提示報警的功能，非常便于使用者對其進行檢修和維護。

為了解決前兩代儲能電池的污染問題，第三代軍用通信車電源裝備的儲能設備進行了改革創(chuàng)新。第三代電源的儲能設備選用了新型的膠體：納米硅、碳化硅等作為電解質(zhì)。這種電池儲能性良好，對溫度要求不是很高，而且在容量一定的前提下比前兩代儲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)的機制為：通過皮帶把汽車的發(fā)動機與電源的發(fā)電相連，使汽車在行駛過程中能夠自主地進行發(fā)電。這種技術使通信車指揮車輛不能裝載發(fā)電機組的難題迎刃而解，還可以增加車輛的供電方式。

4　軍用通信車電源裝備發(fā)展趨勢分析

從20世紀80年代初期開始，每個時期都會有新型電源裝備出現(xiàn)，并且每一種產(chǎn)品都反映出了當時的科學水平。通信車電源裝備的發(fā)展不僅帶動著國家的電力電子技術的發(fā)展，也影響著國家的電化學技術、自動控制技術、電磁技術等多門技術的發(fā)展。隨著時代的發(fā)展，鋰離子電池憑借其環(huán)保、壽命長等優(yōu)點迅速崛起。第四代電源裝置的儲能設備將使鋰離子電池雄霸天下，功率變換設備將以數(shù)字化、微型化為主導。

5　結(jié)語

本文從電源裝備的組成即動力發(fā)電設備、功率變換設備以及電能存儲設備等方面講述了不同時代最具代表性的電源裝備，并且針對其優(yōu)點和缺點作了論述。

［1］張軍剛，談學超，孟海軍，等.軍用通信車三代電源裝備技術進展［J］.移動電源與車輛，2012（3）：44-46.

［2］秦超，馮振明，談學超，等.淺談通信車供配電技術的優(yōu)化方法［J］.電源技術，2014（6）：1147-1150

［3］談學超，張軍剛.軍用通信車系統(tǒng)功耗需求分析和電源系統(tǒng)設計方法研究［J］.通信電源技術，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)電機組設計技術［J］.通信電源技術，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，高級工程師；研究方向：無線電通信，指揮自動化。