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现代人所说的车营一般指的是明代车营，但实际上，车营的组织方式和内在原理并不是明代才出现的，秦汉时期已有类似的组织方式，并产生了一定战果。
春秋以来，北方少数民族不断南下进入中原。中原诸国在面对他们时，发现战车并不像从前一样有效，有时甚至不得不抛弃战车改为步行。至战国时，赵武灵王“胡服骑射”大力发展骑兵，战车在各国军队中的地位进一步下降了。战车地位的下降也在某种意义上促使马车改变了功能。马车的运输功能被开发，方便马车作为运输工具的形制与系驾方式渐渐推广，在“轭靷式系驾法”基础上出现的双辕马车“胸带式系驾法”经过发展，到了公元8世纪左右又发展成鞍套式。相比中国，欧洲在系驾方式上的发展则要落后不少，直到中世纪才开始出现中国战国时期的“胸带式系驾法”。
功能定位运输，使马车的角色从“冲锋陷阵者”变成了“辎重运输者”，在军事行动尤其是远征中成了必不可少的角色。
汉朝是第一个与北方游牧政权匈奴进行了长时间、大规模战争的中原王朝。与匈奴几百年断断续续的战争，汉朝实践了各种战争技术，积累了丰富的作战经验。最早的“车营”便诞生于这个时代。
元狩四年（公元前119年，此时古罗马统帅马略刚刚当选保民官），汉武帝派遣大将军卫青和骠骑将军霍去病各领五万骑兵、数十万步兵进攻匈奴。此役，匈奴单于采纳了汉军叛徒赵信的计策，将大军以及辎重移至漠北，试图以逸待劳，在汉朝军队穿行沙漠后人困马乏时击败汉军。这一计策可以说抓住了汉军软肋，因为汉军的牲畜数量无法和匈奴相比，军队无法依靠牲畜来运载辎重以节省士兵体力。汉军在长时间行军后，士兵体力下降，战斗力受影响。叛徒赵信变节前因在汉军中任前将军，所以很清楚汉军的这个弱点，于是提出了这个计策。
匈奴单于等来了卫青率领的数万军队。此时，卫青军队自从定襄出塞已行进了一千多里，正“人困马乏”。但卫青不是庸将，发现匈奴军队后他马上便了解了敌我形势，并做出对策——“令武刚车自环为营”。所谓武刚车，其形制根据《后汉书·舆服志》记载：“有巾有盖，谓之武刚车。武刚车者，为先驱。”从前文对“轻车”也就是先秦战车“不巾不盖”的描述看，“巾盖”应该指的是马车上类似于伞的车盖和车盖边缘垂下的布巾。考虑到“武刚”这个名字，所谓巾盖也许是一种木制挡板。拥有巾盖的马车必然拥有一定的防御能力，于是卫青便用这种马车环绕己军，起屏障的作用，从而防御匈奴骑兵的攻击。卫青保证己军大部安全后，派遣5000名骑兵与匈奴上万骑兵交战，随后又派军左右两边包抄匈奴军，最终一举击溃匈奴。
这个战例从表面看，只是汉军与匈奴军的遭遇战，汉军依靠强大的战斗力击败了匈奴军队。但如果与拥有成规模骑兵军团的其他战例对照看，就能发现卫青之所以能获得胜利，其实要归功于他老道的战场经验和正确的战术操作。
元狩二年（公元前121年，一说元狩三年），李广率四千骑兵出击匈奴，结果遭遇匈奴左贤王四万大军。李广布置圆阵防御应敌，但在匈奴军队的箭雨下交战一天就伤亡过半，幸好第二天博望侯张骞率领的友军到达，李广才得以完全击退了这支匈奴军队。从这段史料记载可以看出李广率领的是一支轻骑兵部队，自身缺乏防护，即没有武刚车随军，进而无法“令武刚车自环为营”，只能让缺乏防护的轻骑兵暴露在匈奴的箭雨下，这也是为何李广军伤亡惨重的原因。
南宋建立后，因陕西威胁到金国侧翼成了宋金争夺的重要地区。建炎四年（1130年）九月，宋军集结十八万大军于陕西省富平县，金军也集合数万人马于富平县附近的下邽县。此役，宋军自认为拥有兵力优势，且与金军之间有一片芦苇泽地，便在防卫上掉以轻心，未建立坚固的营寨。金军发现这点后，制出了针对宋军这个弱点的作战计划。金军先用木柴草泥填平了芦苇泽地，随后由精锐重骑进攻防守薄弱的营寨——乡民住所。在金军骑兵的进攻下，乡民四处逃窜，严重干扰了宋军的作战和战场指挥。虽然宋军作战英勇，刘錡等勇将“杀获甚众”让金军损失不小，金将韩常（燕云汉人，曾为辽将）更是一只眼睛被流矢射中，但宋军因乡民逃窜引起指挥混乱，没能将兵力优势发挥出来，最终为金军击溃。此役后，张浚又进退失据，下令全军退守四川，导致南宋最终失去了对陕西的控制。
以上两个战例与卫青面对匈奴军队时所作的对照便能看出，卫青将己军以武刚车环卫的行动是多么正确。这样一来，既可以杜绝李广轻骑兵遭遇匈奴骑兵后被匈奴军箭雨杀伤过半的情况，也可以杜绝汉军步兵被匈奴军进攻时祸及全军的可能。虽然武刚车不如坚固的营寨，但匈奴军的战力也比不上全身装备铁甲的金军。卫青那种以车为“移动盾牌”的作战方式便是“车营”的雏形，更被另一位汉朝将军发扬光大，他就是李陵。
天汉二年（公元前99年），汉将李陵在自己的一再请战下率领五千步兵出击匈奴。这五千步兵“力扼虎，射命中”，称得上汉军精锐中的精锐，也是李陵只率五千步兵便敢出击匈奴的自信来源。当然，“全军主帅”汉武帝刘彻看来，李陵此举还是太冒险了，他本意是让李陵这五千步兵负责运输此战主力——贰师将军李广利三万骑兵的后勤辎重。这次作战主力之所以只有三万骑兵，没有元狩四年那样的十万骑兵，根本原因在于，与匈奴连年战争后，汉帝国经文、景二朝以“马复令”为典型的鼓励养马政策而拥有的四十万匹厩马已大为减少。但应当注意，这时李陵的军队中并不是“无马可骑”的状态，而是拥有少量马匹，无法装备整支军队，但李陵本人及一干亲兵将领应该都配有马匹，军队辎重应该也是由牲畜来运输。李陵从居延
出发，出兵一个月都没遇到像样的匈奴军队，李陵还将军队所过之处的地理情况画成地图，派遣部下骑将陈步乐送回汉朝。一切看似很顺利，但匈奴大军很快就会出现。李陵的军队在浚稽山驻扎一段时间后，匈奴军队发现了李陵，便很快组织了三万骑兵包围李陵。李陵摆出以车为依托（应该是武刚车）前排盾戟、后排强弩的阵形，一旦匈奴骑兵接近便“千弩俱发”，匈奴骑兵在汉军的强弩下无法接近汉军，第一波进攻在付出大量损失后被汉军击退。但匈奴军队没有就此罢手，很快又集结了八万多名骑兵进攻李陵。李陵且战且走，多次击败匈奴。但李陵所率汉军在匈奴军队的不断进攻下，也损失惨重。汉军箭矢用尽、武器钝坏，无奈之下用车轮辐条当作武器。最终，李陵被俘，汉军约四百人突围成功。
纵观李陵出击匈奴的前后过程，虽然他率的五千步兵最终失败，本人也被匈奴俘虏，但其与将近十万匈奴骑兵交战多日且对匈奴造成大量杀伤，与之前李广及四千骑兵很短时间就被匈奴四万大军打败形成了鲜明对比。分析其原因，一是李陵军队拥有良好防护的精锐重装步兵，二是有武刚车抵挡匈奴军队的箭雨。李陵的“车营”虽然最终没能让军队成功突围，但充分说明“车营”在中原王朝军队对抗游牧骑兵时的作用。
“（战争的）胜利属于能在最短时间、最具有决定意义的时间点组织和部署最强力量的那个人。”奥地利名将卡尔大公这句话道出了中原王朝对抗北方游牧民族失败的症结。中原王朝军队经常要面对具备机动力的北方游牧民族优势兵力，因此依托车营进行防御成为最直接的选择。