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En 1941 sortit une nouvelle version de KV-1 doté de plaques de blindage supplémentaires et d'un nouveau canon de 76,2 mm, le KV-1E (E pour "ekranami" = blindage appliqué )
Ces plaques de 35 mm d'épaisseur étaient boulonnées sur la plaque frontale du bas de caisse, la plaque frontale de la superstructure, les côtés de la superstructure et de la tourelle.
Ce nouveau modèle était armé du canon de 76,2 mm F-32 (munitions plus performantes) dans une nouvelle tourelle moulée. L'augmentation du blindage fit passer le poids du char à 47,5 tonnes,
ce qui réduisit sa vitesse maximale (30 km/h au lieu de 35 km/h). Le revers de cet augmentation de blindage, la fiabilité déjà faible est soumise à rude épreuve, la transmission se rompt régulièrement, le moteur surchauffe aisément, l'autonomie en est réduite d'autant et sans augmentation de la puissance de feu, il fut produit a 150 exemplaires.

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