袁鴻儒，付亮亮，唐 乾，任 鵬，劉 庚，李 鋒

（陜汽集團商用車有限公司，陜西 寶雞 721000）

前言

隨著人們環(huán)保意識的增強，為緩解化石能源對環(huán)境的危害，發(fā)展新能源汽車是順應(yīng)國家戰(zhàn)略的一項長期工作。消防車作為特種裝備，勢必要迎合商用車電動化趨勢。深圳、成都、北京、西安等作為充電基礎(chǔ)設(shè)施相對完善的城市，已在積極嘗試推廣新能源消防車。

1 新能源商用車現(xiàn)狀及趨勢

1.1 新能源商用車重、中、輕產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

據(jù)2020年卡車保險數(shù)據(jù)統(tǒng)計，新能源商用車以輕卡為主，占比71%，中卡占比11%，重卡占比18%，中重卡占比不大，十四五期間，中重卡占比將會進一步增長。

1.2 新能源商用車各系列車型占比

新能源商用車以載貨車為主，占比65%，專用車次之，占27%，牽引與自卸車占比較小，分別占5%、3%，十四五期間，牽引、自卸、專用等車型增長將會加速。

1.3 新能源商用車技術(shù)路線

純電動、混動（插電、非插電、增程等）、燃料電池（氫燃料、甲醇等）是目前新能源商用車的三種主要技術(shù)路線，現(xiàn)以純電動（占比97%）為主，隨著新能源電池、電堆、制氫、儲氫等核心技術(shù)的突破，充電基礎(chǔ)設(shè)施的完善，車輛應(yīng)用場景的多元化充電模式需求的滿足等，未來混動及燃料電池為動力的車型增量可期。

1.4 新能源輕卡趨勢及主銷區(qū)域

2017年新能源輕卡產(chǎn)品達到峰值51495輛，后受限國家補貼逐年退坡及Ekg等技術(shù)指標(biāo)的不斷提升，導(dǎo)致近年銷量有所下降，2019年降至13529輛，考慮到補貼延續(xù)[1]及國家十四五新能源商用車發(fā)展趨勢研究分析，十四五期間新能源商用車將迎來發(fā)展黃金期。

2020年新能源輕卡主銷區(qū)域以廣州、四川、湖北、湖南、河南等的省會城市為主，全國各區(qū)域差異明顯，存在嚴重不平衡，隨著十四五新能源商用車電動化戰(zhàn)略的逐步推進此現(xiàn)象有望得到緩解。

綜上所述，考慮到輕卡新能源載貨車成熟的市場應(yīng)用技術(shù)積淀，國內(nèi)各城市街道、社區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等“衛(wèi)星消防站”對機動靈活及功能多樣的輕微卡消防車輛裝備較大的需求缺口，因此研發(fā)一款新能源輕卡消防專用底盤意義深遠。

2 新能源輕卡消防專用底盤研發(fā)

2.1 主要性能及配置參數(shù)

通過走訪西安、寶雞部分消防中隊、大隊、衛(wèi)星消防站工作人員了解消防車輛日常執(zhí)勤情況，研討分析出警及現(xiàn)場滅火、救援過程中對車輛裝備的要求及所面臨的困惑，初步形成了純電動輕卡消防專用底盤設(shè)計的整體方案，主要性能及配置參數(shù)見表1。

表1 輕卡純電動消防專用底盤主要性能及配置參數(shù)

2.2 底盤整體方案設(shè)計

消防車作為24小時全天候滿載待出警的特種執(zhí)勤車輛裝備，底盤不但要滿足上裝多功能的改裝需求，而且在可靠性、通用性、模塊化、輕量化等都需綜合考慮，底盤布置方案見圖1。

圖1 新能源輕卡消防專用底盤關(guān)鍵系統(tǒng)布置

2.3 上裝多種取電方式設(shè)置

“衛(wèi)星消防站”消防車輛裝備雖從外形和總質(zhì)量參數(shù)看遠小于6×4或8×4泡沫、水罐、救援類、舉高類等消防裝備，但大多具備“一車多能”的滅火、救援、照明等功能，以靈活應(yīng)對初期火災(zāi)現(xiàn)場隨時發(fā)生的各類救援，因此，底盤提供的PDU高壓配電、DC-DC低壓配電等多種取電方式可供上裝滅火、救援、照明等功能的實現(xiàn)。

2.4 承載輕量化

車架總成、動力電池托架總成等主要承載件均采用高強度材料，并經(jīng)CAE模擬仿真，較普通貨車降重約200 kg，可最大限度地裝載更多滅火劑或消防救援裝備，以應(yīng)對不可預(yù)見的現(xiàn)場警情，圖2為輕量化車架及電池托架總成。

圖2 純電動輕卡輕量化車架及動力電池托架總成

2.5 整車可靠性

依據(jù)純電動載貨車運營過程中市場反饋的售后問題重點分析后形成優(yōu)化方案，以提高系統(tǒng)可靠性、提升整車性能，如動力電池系統(tǒng)全防護設(shè)計以提高系統(tǒng)安全性、三維布線避免高壓線束干涉及打折等引起的絕緣故障、膨脹水箱+PWM調(diào)速風(fēng)扇+電子水泵解決冷卻系統(tǒng)壽命短的問題等，圖3為三維布線設(shè)計。

圖3 各系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計以提升整車可靠性

2.6 系統(tǒng)模塊化

車架全新設(shè)計滿足承載4.5 t、通用化橫梁、標(biāo)準孔徑及孔距的縱梁結(jié)構(gòu)以適應(yīng)不同規(guī)格零部件裝配；模塊化電池托架適用電池容量54～64.6 kWh；動力總成符合80～100 kW高速單減發(fā)動機；轉(zhuǎn)向、冷卻、控制等系統(tǒng)也形成模塊化設(shè)計理念，見圖4。

圖4 各系統(tǒng)模塊化設(shè)計方案

3 純電動輕卡消防車推廣應(yīng)用

3.1 純電動輕卡消防車試制及驗證

經(jīng)與國內(nèi)一知名消防改裝企業(yè)充分溝通、交流，針對改裝的適用性對底盤布局進行了進一步調(diào)整，底盤試制試驗后經(jīng)加裝上裝消防裝備，一輛純電動高壓高效噴霧消防車輛下線并順利通過國家消防裝備質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的各項性能檢測，現(xiàn)服役執(zhí)勤于某消防大隊，見圖5。

圖5 純電動輕卡高壓噴霧泡沫消防車

3.2 純電動消防專用底盤系列化

自4.5 t輕卡純電動消防專用底盤順利研制并成功推廣后，結(jié)合站點日常訓(xùn)練及出警過程中對車輛的一些適用性需求，完成了純電動中卡消防專用底盤設(shè)計規(guī)劃，8 t中卡系列化純電動消防專用底盤及整車順利下線，見圖6。后期依據(jù)市場變化逐步將開展4×2、6×4、8×4等重卡類消防專用底盤的預(yù)研工作。

4 結(jié)束語

經(jīng)過前期大量的市場調(diào)研、方案論證、系統(tǒng)優(yōu)化、試驗 驗證及與國內(nèi)多個知名消防改裝企業(yè)強強合作，終于順利推出系列化純電動消防專用底盤的研發(fā)試制及適用性多用途消防功能的上裝改制，相信在十四五國內(nèi)國際雙循環(huán)的經(jīng)濟大環(huán)境及商用車電動化趨勢潮流中，純電動消防車將會迎來大的發(fā)展。