电动应急救援装甲车车身结构与设备布置研究*

徐 潺，安 璐，范 艳，张成玉，刘 成(.贵州省机电研究设计院，贵州 贵阳 550003；.天津锐微科技有限公司，天津 300384)

0 引言

应急救援车辆作为对生产安全事故、自然灾害等突发状况进行紧急救援的专用车辆，担任着抢险救援、运输物资的重要任务，主要应用于地震、洪涝、火灾、危化品、核辐射以及军事救援等救援领域[1-2]。

由于应急救援车辆通常在特殊的恶劣环境中工作，车辆应具备良好的机动性能和防护能力，我国现有的应急救援车辆多数存在机动性能不足，越野能力欠缺，行驶平顺性得不到保障等问题[3-5]。当前我国退役装备不断增加，退役装甲车仍具备较好的越野行驶能力和防护能力，将其再制造成全电驱动应急救援车辆，是实现装备资源节约与环境保护的重要手段[6-7]。

退役的第一代履带装甲车63式具备较好的水陆两栖能力及防护能力，为了适用于特殊环境的抢险救援，需要提升原车的动力性能，拆除车身的不必要结构，再制造成一款全电驱动的多功能应急救援车辆。本文在仅保留装甲车身、履带行走系统和机械式传动系的退役63式履带装甲车基础上，对车身结构进行局部调整，充分利用车顶空间，合理设计并布置新增设备，再制造成一款驾驶视野开阔、室内温度可控以及实时监控并储存行驶环境的纯电动应急救援车辆。

1 车辆系统组成及工作原理

1.1 系统组成

在退役63式履带装甲车基础上，由柴油动力改造成全电传动，拆除武器系统、柴油发动机以及排气系统等装置，仅保留装甲车身、履带行走系统和机械式传动系，通过增设综合控制系统、能源系统、电力驱动系统、舱内环境保障系统以及综合冷却系统等五大系统，以提升车辆动力性能和增强通过性，提高驾驶可操作性和乘车舒适性。

综合控制系统负责整车信号采集、信息显示、运行状态监控、设备综合管理调度等，含整车控制器(VCU)、驾驶信息及控制系统、辅助驾驶设备等。

能源系统负责对整车的电源监测控制及能量存储，含动力电池组及其控制系统、DC-DC电源变换装置、负载管理器以及氢燃料电池发电系统等。

电力驱动系统负责将电能转换车成行走驱动力，含电机、电机控制器、机械传动装置和车轮，其中机械传动装置包括万向节、联轴器、主离合器、变速箱、转向离合器、制动器以及减速器。

舱内环境保障系统负责车内空气进行制冷、制热，实现防毒、防化功能，综合冷却系统负责对电机及电机控制器进行散热。

1.2 工作原理

图1 工作原理框图

综合冷却系统是整车控制系统的核心，由该系统的整车控制器(VCU)发出控制命令，通过CAN总线将指令传送给电机控制器，电机控制器驱动电机工作，电机传动轴一端与机械传动装置的联轴器相连，实现车辆行驶。车辆行驶信息及电机工作信息、摄像头获得的路况信息分别通过驾驶信息及控制系统的驾驶信息显示器、辅助驾驶信息显示器进行显示，方便驾驶人员及时了解车辆行驶情况。能源系统的氢燃料电池和动力锂电池为电机提供电源，动力锂电池作为主要电源。工作原理如图1所示。

1.3 退役63式履带装甲车基本参数

退役63式履带装甲车的主要参数如表1所示，退役63式履带装甲车如图2所示。

图2 退役63式履带装甲车

表1 退役63式履带装甲车主要参数

2 车身结构及设备布置与设计

车身结构围绕功能多样性、 布置合理性以及乘车舒适性等目标，遵循原有几何结构尺寸，去掉不必要的装置，适当调整局部结构，合理利用车顶空间，设计并布置新增设备。

2.1 拆除部分

2.1.1 武装系统和排气系统

武装系统置于车顶后部，拆除整个系统，含高射机枪及枪架、机枪窗及机枪座圈等结构，做封堵处理，以适用于现场救援。

排气系统置于车顶中部，拆除其排气扇及排气罩，换装成军用车载空调，空间得到合理利用。

2.1.2 其他

拆除置于车顶中部的发动机顶窗及盖板，换装成可拆卸的顶窗盖板，便于通过顶窗盖板对车内进行检查和维修。

2.2 增设部分

2.2.1 车窗

在车身前部左侧驾驶室、后部左右两侧载员室以及尾部后门，增设不影响防护等级的防弹玻璃车窗1、3、3、1块，共8块，以扩大车内驾驶员和载员的视野，便于驾驶员驾驶。

2.2.2 车载空调系统

该系统置于原排气系统处，主要是对车内空气进行制冷和加热，采用变频模式，围绕行车和环境要求，对各技术参数进行设计。加装该系统后，使车内温度可控，将有效提高乘车舒适度，降低驾驶员的疲劳强度，提高行车安全。车载空调系统型号为KSZJ100D-70A，主要技术设计参数如表2所示。

表2 车载空调系统主要技术设计参数

2.2.3 综合冷却系统

该系统置于车顶中部左侧，含水冷系统和水箱，主要是对车内驱动电机及其控制器进行散热，使设备运行稳定，以保证行车安全。水冷系统按照反复利用、智能控制以及散热及时等要求进行设计，该系统含两路独立封闭循环水路、水温自动控制系统以及管带式全铝结构的散热器等，其中，两水路单独配置散热器，一路对应电机，一路对应电机控制器，分别进行独立循环冷却。水冷系统冷却介质为50%乙二醇和50%水。综合冷却系统主要技术设计参数如表3所示。

表3 综合冷却系统主要技术设计参数

2.2.4 辅助驾驶系统

该系统主要有车载云台、高清摄像头和倒车雷达。其中，高清摄像头和倒车雷达置于车身前后，车载云台置于车顶前部。加装该系统后，使驾驶便捷性大幅度提升。车载云台是对行驶环境进行实时监控及存储，可通过云台操控盒对监控画面进行360°旋转、变焦、拍照等。车载云台主要技术设计参数如表4所示。

表4 车载云台主要技术设计参数

2.2.5 其他

在车轮上增设挂胶履带，减少在行驶的过程中对道路造成损害，可用于城市救援。

车顶中部的顶窗盖板焊接加强筋，提高顶窗盖板的抗冲击能力，顶窗盖板上增设吊耳，便于打开顶窗盖板，方便检查和维修。

3 现场试验

电动应急救援装甲车现场试验分别在水泥路面、泥土草地以及具有一定坡度的路面进行，单人操作行驶，试验时间为1小时，现场试验如图3所示。试验表明电动应急救援装甲车在水泥路面的平均速度为40 km/h，泥土草地的平均速度为35 km/h，最大爬坡度可达60%，车辆行驶平稳，电机及其控制器、整车控制器、车载空调以及冷却装置等各设备运行正常。

图3 现场试验

4 结论

本文介绍了电动应急救援装甲车车身的基本参数、结构调整以及添置设备的设计与布置方案。该车辆保留原退役车辆的装甲车身、履带行走系统及机械式传动系，通过拆除武装系统和排气系统，有效提高了车顶的空间利用率；增设车窗、军用车载空调系统、辅助驾驶系统以及综合冷却系统，有效扩大了驾驶视野，提高了乘车舒适性、驾驶便捷性以及行车稳定性；加装挂胶履带，使车辆适用于城市救援。