電動應急救援裝甲車車身結構與設備布置研究*

徐 潺，安 璐，范 艷，張成玉，劉 成(.貴州省機電研究設計院，貴州 貴陽 550003；.天津銳微科技有限公司，天津 300384)

0 引言

應急救援車輛作為對生產安全事故、自然災害等突發狀況進行緊急救援的專用車輛，擔任著搶險救援、運輸物資的重要任務，主要應用于地震、洪澇、火災、危化品、核輻射以及軍事救援等救援領域[1-2]。

由于應急救援車輛通常在特殊的惡劣環境中工作，車輛應具備良好的機動性能和防護能力，我國現有的應急救援車輛多數存在機動性能不足，越野能力欠缺，行駛平順性得不到保障等問題[3-5]。當前我國退役裝備不斷增加，退役裝甲車仍具備較好的越野行駛能力和防護能力，將其再制造成全電驅動應急救援車輛，是實現裝備資源節約與環境保護的重要手段[6-7]。

退役的第一代履帶裝甲車63式具備較好的水陸兩棲能力及防護能力，為了適用于特殊環境的搶險救援，需要提升原車的動力性能，拆除車身的不必要結構，再制造成一款全電驅動的多功能應急救援車輛。本文在僅保留裝甲車身、履帶行走系統和機械式傳動系的退役63式履帶裝甲車基礎上，對車身結構進行局部調整，充分利用車頂空間，合理設計并布置新增設備，再制造成一款駕駛視野開闊、室內溫度可控以及實時監控并儲存行駛環境的純電動應急救援車輛。

1 車輛系統組成及工作原理

1.1 系統組成

在退役63式履帶裝甲車基礎上，由柴油動力改造成全電傳動，拆除武器系統、柴油發動機以及排氣系統等裝置，僅保留裝甲車身、履帶行走系統和機械式傳動系，通過增設綜合控制系統、能源系統、電力驅動系統、艙內環境保障系統以及綜合冷卻系統等五大系統，以提升車輛動力性能和增強通過性，提高駕駛可操作性和乘車舒適性。

綜合控制系統負責整車信號采集、信息顯示、運行狀態監控、設備綜合管理調度等，含整車控制器(VCU)、駕駛信息及控制系統、輔助駕駛設備等。

能源系統負責對整車的電源監測控制及能量存儲，含動力電池組及其控制系統、DC-DC電源變換裝置、負載管理器以及氫燃料電池發電系統等。

電力驅動系統負責將電能轉換車成行走驅動力，含電機、電機控制器、機械傳動裝置和車輪，其中機械傳動裝置包括萬向節、聯軸器、主離合器、變速箱、轉向離合器、制動器以及減速器。

艙內環境保障系統負責車內空氣進行制冷、制熱，實現防毒、防化功能，綜合冷卻系統負責對電機及電機控制器進行散熱。

1.2 工作原理

圖1 工作原理框圖

綜合冷卻系統是整車控制系統的核心，由該系統的整車控制器(VCU)發出控制命令，通過CAN總線將指令傳送給電機控制器，電機控制器驅動電機工作，電機傳動軸一端與機械傳動裝置的聯軸器相連，實現車輛行駛。車輛行駛信息及電機工作信息、攝像頭獲得的路況信息分別通過駕駛信息及控制系統的駕駛信息顯示器、輔助駕駛信息顯示器進行顯示，方便駕駛人員及時了解車輛行駛情況。能源系統的氫燃料電池和動力鋰電池為電機提供電源，動力鋰電池作為主要電源。工作原理如圖1所示。

1.3 退役63式履帶裝甲車基本參數

退役63式履帶裝甲車的主要參數如表1所示，退役63式履帶裝甲車如圖2所示。

圖2 退役63式履帶裝甲車

表1 退役63式履帶裝甲車主要參數

2 車身結構及設備布置與設計

車身結構圍繞功能多樣性、 布置合理性以及乘車舒適性等目標，遵循原有幾何結構尺寸，去掉不必要的裝置，適當調整局部結構，合理利用車頂空間，設計并布置新增設備。

2.1 拆除部分

2.1.1 武裝系統和排氣系統

武裝系統置于車頂后部，拆除整個系統，含高射機槍及槍架、機槍窗及機槍座圈等結構，做封堵處理，以適用于現場救援。

排氣系統置于車頂中部，拆除其排氣扇及排氣罩，換裝成軍用車載空調，空間得到合理利用。

2.1.2 其他

拆除置于車頂中部的發動機頂窗及蓋板，換裝成可拆卸的頂窗蓋板，便于通過頂窗蓋板對車內進行檢查和維修。

2.2 增設部分

2.2.1 車窗

在車身前部左側駕駛室、后部左右兩側載員室以及尾部后門，增設不影響防護等級的防彈玻璃車窗1、3、3、1塊，共8塊，以擴大車內駕駛員和載員的視野，便于駕駛員駕駛。

2.2.2 車載空調系統

該系統置于原排氣系統處，主要是對車內空氣進行制冷和加熱，采用變頻模式，圍繞行車和環境要求，對各技術參數進行設計。加裝該系統后，使車內溫度可控，將有效提高乘車舒適度，降低駕駛員的疲勞強度，提高行車安全。車載空調系統型號為KSZJ100D-70A，主要技術設計參數如表2所示。

表2 車載空調系統主要技術設計參數

2.2.3 綜合冷卻系統

該系統置于車頂中部左側，含水冷系統和水箱，主要是對車內驅動電機及其控制器進行散熱，使設備運行穩定，以保證行車安全。水冷系統按照反復利用、智能控制以及散熱及時等要求進行設計，該系統含兩路獨立封閉循環水路、水溫自動控制系統以及管帶式全鋁結構的散熱器等，其中，兩水路單獨配置散熱器，一路對應電機，一路對應電機控制器，分別進行獨立循環冷卻。水冷系統冷卻介質為50%乙二醇和50%水。綜合冷卻系統主要技術設計參數如表3所示。

表3 綜合冷卻系統主要技術設計參數

2.2.4 輔助駕駛系統

該系統主要有車載云臺、高清攝像頭和倒車雷達。其中，高清攝像頭和倒車雷達置于車身前后，車載云臺置于車頂前部。加裝該系統后，使駕駛便捷性大幅度提升。車載云臺是對行駛環境進行實時監控及存儲，可通過云臺操控盒對監控畫面進行360°旋轉、變焦、拍照等。車載云臺主要技術設計參數如表4所示。

表4 車載云臺主要技術設計參數

2.2.5 其他

在車輪上增設掛膠履帶，減少在行駛的過程中對道路造成損害，可用于城市救援。

車頂中部的頂窗蓋板焊接加強筋，提高頂窗蓋板的抗沖擊能力，頂窗蓋板上增設吊耳，便于打開頂窗蓋板，方便檢查和維修。

3 現場試驗

電動應急救援裝甲車現場試驗分別在水泥路面、泥土草地以及具有一定坡度的路面進行，單人操作行駛，試驗時間為1小時，現場試驗如圖3所示。試驗表明電動應急救援裝甲車在水泥路面的平均速度為40 km/h，泥土草地的平均速度為35 km/h，最大爬坡度可達60%，車輛行駛平穩，電機及其控制器、整車控制器、車載空調以及冷卻裝置等各設備運行正常。

圖3 現場試驗

4 結論

本文介紹了電動應急救援裝甲車車身的基本參數、結構調整以及添置設備的設計與布置方案。該車輛保留原退役車輛的裝甲車身、履帶行走系統及機械式傳動系，通過拆除武裝系統和排氣系統，有效提高了車頂的空間利用率；增設車窗、軍用車載空調系統、輔助駕駛系統以及綜合冷卻系統，有效擴大了駕駛視野，提高了乘車舒適性、駕駛便捷性以及行車穩定性；加裝掛膠履帶，使車輛適用于城市救援。