【科普中国军事科技】燃料电池会成为新一代坦克的动力核心吗？

从坦克诞生之日起，其给人的感觉就是一只喷吐着黑烟、隆隆作响的“陆地怪兽”，而随着技术的发展，电动坦克也逐渐成为了一些坦克设计师追求的目标。

独具优势的电动坦克

其实在二战期间，英国、美国和德国都研制过带有电传动装置的坦克。如纳粹德国研制的“鼠”式超重型坦克就采用了电传动装置。不过，此类坦克的动力来源还是传统的内燃机，由内燃机曲轴带动发动机轴旋转发出电能，再驱动电动机，实际上是 “内燃机+发电机”的形式，还不是真正意义上的纯电动。

“鼠”式超重型坦克（图片来源：百家号）

二战过后至今，由于稀土材料（镧、钐、钆等）、永磁电机技术以及电机整流技术的发展，电机的尺寸和体积已经可以成倍地缩小，再加上以燃料电池为代表的电源技术的飞跃进步，电动汽车的研究已取得了显著成果，而这也为大功率电机装上坦克创造了必要的条件。
燃料电池是一种主要透过氧或其他氧化剂进行氧化还原反应，把燃料中的化学能转换成电能的发电装置。最常见的燃料为氢，其他燃料来源来自于任何的能分解出氢气的碳氢化合物，例如天然气、醇、甲烷等。

而采用燃料电池来驱动作战车辆将具备独特的优势：首先燃料电池以化学反应产生电流，整个过程几乎没有机械部件运动，非常安静，不向外排高温烟尘和气体，可以提高坦克、装甲车辆的隐蔽性，降低敌方发现概率，还能改善车辆内部的工作环境。其次燃料电池发电的效率高，基本超过了50%，会有更充足的电力供应，能够更好的满足各种装备的电气化需求。同时氢的来源相当广泛，除了水之外，现有的燃料如汽油、柴油、烷类气体和天然气都可以提取氢气，能大大减少对石油的依赖。另外相比传统的动力系统，燃料电池动力系统质量更低，有助于降低坦克的重量，而且电动机可以提供更高的扭矩和更好的加速性。

战车驱动方式的新可能

现在一些国家已经启动了自己的电动坦克研发计划。如在2016年，美陆军坦克—机动车辆研发与工程中心和通用汽车公司共同研制出了ZH2氢燃料电池样车，并于2017年进行了相关测试。根据通用汽车公司方面介绍这辆名为雪佛兰“科罗拉多”ZH2的氢燃料电池动力卡车是在加长型皮卡车的基础上改造的。该车型高逾6.5英尺，宽逾7英尺。除了内外加固之外，还采用直径37英寸的轮胎和经过特殊改造的悬挂系统，适合在各种地形上行驶，越野性能极佳。由于使用氢燃料电池，该车型运行更安静，热信号低，难以被敌人的热传感器感知,氢燃料电池在工作过程中还可产生水。另外，由于车辆配有电力输出设备，车上燃料电池还可以为远离车辆的军事活动提供必备的电力。

雪佛兰“科罗拉多”ZH2（图片来源：搜狐网）

在2019年美国媒体报道称，来自美国陆军作战能力发展司令部地面车辆系统中心（GVSC）和美国陆军研究实验室的科学家们继续在研发新型氢燃料电池作战车辆，包括坦克和步兵战车。而同年英国国防部于也宣布，将投入320万英镑研发电动作战车辆，并称：“目前装备的战斗车辆很可能是最后一代使用化石燃料的战车”。

不过，以现有的技术条件来看，全电动模式还有明显短板。如蓄电池储能效果不好，导致续航能力不足，同时如何高效的充电/换电也是一大难题。民用新能源汽车已经投入市场多年，以上问题依旧没有得到很好地解决，而作战车辆面临的情况更加复杂，在下一代高效蓄电池或者燃料电池出现前，全电动战车的可靠性很成问题。相比之下，混合动力模式更为成熟可靠，实现难度更低，不过当前所做的相关技术研究，必将为未来电驱动坦克的真正问世铺平道路。

作者简介：兰顺正，专长为太空战略、军事战略、以及国际关系的研究和理论写作。在部队服役期间，编辑出版了自己的第一本军事理论著作《一个陆军上士的国防随想——有兵出塞》。在国际关系学院攻读硕士学位期间，主攻太空战略方向，现在时常在网络媒体及军事杂志发表相关文章，另外自己的第二本专著《镇星定海——构建中国未来的太空军事战略》也已出版发行。

出品：科普中国军事科技

监制：光明网科普事业部

作者：兰顺正（军事科普作者）

科学审核：鹏鲲（资深军事内容编审）

策划：张梦凡

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