----------------------------------------------------------------------------
陆军动力驱动系统
美国军方发布的混合动力军车是以柴油动力系统和燃料电池动力系统并联运行的混合动力型军车,最初的工作方式是,当车辆行驶时,发动机的一部分功率用来发电,将水电解成氢气和氧气,氢气被压缩存储。当军车停止并关闭内燃发动机后,氢气和空气中的氧气反应,输出电能,并得到唯一的附产品— 水。水被贮存起来供再次分解使用,也可在紧急情况下用来维持生存。这种混合动力系统不仅降低了排放、减少污染,更为重要的是,它有比传统柴油机高20%、汽油机高25%一40%的燃烧效率,减轻了美军在油料物资运输上的负担和费用,并缓解了后勤保障的压力。同时,燃料电池发电系统低噪音、低热量排放,提高了用车辆在战争中的隐蔽性和生存力。目前,这种混合动力系统技术已得到提升,动力既可由常规发动机提供,也可由燃料电池的电能来提供,并将用作“艾布拉姆斯坦克的未来作战系统”和“战术侦察装甲车”的动力系统。美国陆军已于1998年8月试验两种由混合电动发动机驱动的高机动多用途轮式车,同年11月试验M113装甲运兵车。1999年6月还为“布雷德利”步战车试验混合电动战车。
由于燃料电池在军事装备上的优势,美国陆军将准备研制基于燃料电池提供能源的全电动发动机,用于陆军战车。
潜艇
由德国潜艇制造商HDW公司制造的212A型潜艇采用燃料电池和柴电动力组成的混合动力系统,其主动力采用燃料电池动力系统,向海水辐射的热量相对较少,且基本不向艇外排放废物,潜艇的红外特性和尾流特性完全弱化,加之,运行安静,使其不易被识别,具有很好的隐蔽性。
212 A 型 潜艇的燃料电池系统有9组聚四氟乙烯燃料电池、1个14t液氧贮存柜和1.7t气态氢贮存柜。它的燃料电池尺寸小,无腐蚀,功率密度大,使用寿命长,由热交换器、排出泵、冷却水泵、催化剂罐、燃料电池电子设备、斩波器和逆变器等部分组成。每组燃料电池的输出功率为34kW,9组总功率为306kW。用这套燃料电池系统输出的直流直接驱动电动机,电动机带动轴桨,推进潜艇航行,212A型潜艇可在水下连续潜行3周。传统的柴一电动力潜艇在水下潜航2一3d,就会耗尽电池能量,必须浮上水面给蓄电池充电。
212 A 型 潜艇的两种动力系统既可单独使用,又可联合使用,相互补充。燃料电池动力系统用于水下长时间巡航。柴一电动力系统用于潜艇作战时高速航行。单靠燃料电池航行时,其航速可达8节;当以4.5节航速潜航时,该电池系统还可提供llk W的生活用电,同时续航力可达2 315m,潜航时间达278h。两种动力系统同时工作时,潜艇的水下持续航行时间能超过364h,续航力达到3 034m,这比209型潜艇的水下续航力提高了4.4倍,从而大大提高了212A型潜艇的生存力与战斗力。
鉴于不依赖水面空气的燃料电池动力装置系统(FCAIP)的这些特点,加之燃料电池燃料源于海水的提取技术的发展,全燃料电池动力潜艇必将成为各国军队研发的重点。
其它军事装备
军事装备的电源是十分重要的动力来源,也是许多电子系统的供电电源,为此,寻求高能量电池则是我们装备研发中的关键环节。同重量、同体积的微型燃料电池比普通电池具有更大的容量,更长的使用时间,加之燃料添加的方便性,意味着战场装备勿需大量、频繁的电池备品供应。美国陆军希望用燃料电池取代目前使用的多种电源。早期 电 动 鱼雷采用铅酸蓄电池提供电能。随着战争对鱼雷速度的要求,鱼雷动力铅酸蓄电池的性能也在不断改进和完善,比能量不断提高。尽管铅酸蓄电池有很多优点,但由于受到蓄电池原理的限制,动力铅酸蓄电池的比能已不可能有更大幅度的提高。要提高电动鱼雷的整体战术技术性能,就必须使用比能更高的电池。
随着低温碱性燃料电池技术的发展,出现了重量轻、电流密度高的氧电池,可以高速、长时放电,完全适合于鱼雷推进,应用在电动鱼雷上的燃料电池主要是锌一氧电池。这种燃料电池具有造价低、适宜于大量生产的优点,但在鱼雷内部密封环境下需要携带整套复杂的供氧设备,从而使电池体系庞大。
目前,美军已研制了金属一氧电池辅助系统组合件,这就使电动鱼雷电池系统体积缩小了许多。燃 料 电 池作电动鱼雷的推进电源,提高了鱼雷的航速和航程,为燃料电池替代更多军事装备中的一次电池和蓄电池提供了实际经验。