新能源皮卡排水抢险车研制探析

1 前言

随着气候变异加剧，台风、暴雨、洪水、泥石流等自然灾害引发的城市内涝，城乡复杂地形环境排涝等大面积灾害越来越频繁，类似 2021 年郑州 7.20 特大暴雨、2023 年京津冀暴雨、2024 年岳阳团洲垸决堤引发的大面积灾害，给我们的生活造成了极大影响。2024 年，我国安全应急装备重点领域产业规模突破 9200 亿元，较 2023 年增长约 10% ，延续了“十四五”以来的快速发展势头。随着政策支持力度显著提高，也刺激了市场对高效环保的排水装备的发展。因此，开发低碳环保排水车对于推动智能智造行业绿色低碳转型、实现“双碳”目标具有重要意义。

目前，市场上用的皮卡排水车主要是以柴油发电机组的方式为皮卡排水车的排水泵提供动力源。对于燃油皮卡排水车，搭载的柴油发电机组为国三排放标准，不仅污染高还噪音大，抢险时的噪音会影响周围环境，其次，许多地区对燃油皮卡行驶区域有限制，影响作业范围；对于纯电动皮卡排水车，通常也携带副柴油发电机组为水泵提供动力来源，但存在电池续航能力不足的问题，一旦电池的电能消耗完，电动皮卡排水车就无法到达作业现场，或者无法满足返航需求，这将限制其只能在特定的半径范围内活动。为解决这些问题，特研制一种绿色环保可持续作业的新能源皮卡排水抢险车。

2 整车参数要求

整车尺寸长 × 宽 × 高： ⩽5630×1960×2200mm (mm），总质量≤ 3490kg 。排放标准：国六。

3 总体设计

新能源皮卡排水抢险车是一种运用混合动力底盘作为动力源的特种车辆，取消了柴油发电机组，主要包括混合动力皮卡底盘，底盘上设有皮卡货箱和升降照明灯，皮卡货箱上安装皮卡防雨罩，皮卡防雨罩上设有电动排风百叶窗和行李架。行李架上设有照明灯。皮卡货箱和皮卡防雨罩组成一个车厢，车厢内设有超级外放电设备、排水泵、水泵控制柜、总控柜和电动工具。超级外放电设备分别与底盘和控制柜连接为水泵提供电力来源。皮卡底盘小巧灵活，通过性能优秀，适合城镇、复杂地形和地下车库作业；可用于城市内涝防治、应急救援、市政排水等场景。其核心功能是通过车载电动排水泵快速排除积水，保障城市交通和居民生活的正常运行。

主要解决了以下问题 :（1）运用底盘外放电技术，取消柴油发电机组，能解决环境污染大和噪音大的影响，（2）使用插电式增程混合动力皮卡底盘，只要加油就能行驶，解决了电动皮卡排水车的续航不足和充电焦虑问题。（3）相比燃油皮卡排水车更加环保，减少了尾气排放。（4）可行驶区域更广，可上混动绿牌，方便在特定城镇区域内排涝作业，解决了部分地区行驶的区域限制。

4 研制关键技术

4.1 底盘选型

市场上皮卡类型的新能源皮卡排水车多为纯电车型，存在续航焦虑和充电顾虑的天然缺陷，鉴于公司产品属于应急救援类，作业环境和时效要求相对苛刻，为避免出现关键时刻掉链子情况的发生，混动皮卡底盘产品开发更符合市场定位。选用国六 b 排放标准的混合动力皮卡底盘，其优势如下：一方面，该底盘续航长达 1000 公里有余，可电可油，无续航和充电焦虑。另一方面，运用超级外放电功能，通过智能转换控制系统，实现可长时间大功率供电的需求。相比燃油底盘，减少了一个上装副发电机组，不仅能让整车重量更轻，空间更大，还能降低部分成本，并有效减少尾气排放和降低噪音污染，有利于在特定城镇区域开展排涝作业。

4.2 供电技术路线

取消上装副柴油发电机组的供电方式，通过混动皮卡底盘和外放电取电技术，实现大功率长时间的供电技术路线。本车配备了高效率的外放电设备，可通过参数调节适配不同电压的水泵工作，通过理论计算，在底盘满电满油的条件下，可持续工作 12 小时以上。燃油用完后，只需停机补充燃油，即可继续排水作业。

4.3 合理化布局设计技术

通过合理化布局设计，从现场作业人员的操作便利性和可维修性出发，功能分区明确，将皮卡防雨罩内由里向外分为设备区、储物区和水泵及其配套件功能区。通过在皮卡防雨罩一侧设计上翻门，并将操作控制集成在总控柜上，一站式操作，极大的提高了操作效率。通过在皮卡防雨罩另一侧上设置嵌入式电动排风百叶窗，实现舱内与舱外的温度平衡，有效防止设备高温报警现象。

4.4 泵及控制

该车配备便携式潜水泵（含标准附件）及集成式模块化控制柜。便携式潜水泵搭载变频控制系统，可实时监控运行参数，具备漏电保护功能，并在过流、过热等异常工况下快速停机。整车排水能力可达 400m³/h 以上。

4.5 升级照明功能

倒伏式升级照明灯设计安装在乘员舱顶部，该灯 90 度倒伏功能和 360 度旋转，配备功率 2×150W 的 LED 节能灯头，可在夜间作业时提供远距离大范围照明需求。防雨罩顶部设置有行李架和外场照明灯，为车辆周围提供足够的照明需求，舱内配置直流照明系统，可为箱内空间提供照明需求。

4.6 创新点

与现有燃油皮卡排水抢险车相比，设计有如下创新：（1）新能源混动底盘助力绿色发展。混合动力底盘通过结合燃油发动机和电动机的优势，提供了平顺的驾驶体验、灵活的技术特点、较低的使用成本和良好的环保性能。（2）创新的水泵供电技术路线。在行驶时，底盘发电功率可为车辆行驶提供持续动力，在驻车时，底盘发电功率又能为上装设备提供电力来源，实现一机两用，相比柴油发电机组的噪音和震动，底盘发动机要明显改善许多，解决了噪音污染问题，国六排放也更加环保。（3）巨大的经济性能，整车可减少配备传统的柴油发电机组，整车成本减少 5-15%。（4）可选配多种抢险用途的电动工具。由于减少了发电机组，可利用剩余空间布置应急救援类的 2-3 套电动工具，如电动剪切器、电动顶杆、电动扩张器和电动剪扩器等设备。

5 样车测试

试制样车装配完成后，项目负责人及成员通过组织公司品质管理部、公告组、生产部、应急装备研究院等相关人员分别对样车的外观、质量、法规、制造工艺和设计负载等进行了测试验证。

5.1 样车外观、质量、法规、制造工艺检测

根据《企业标准》、《测试大纲》及《新产品项目验收表》等对该项目以上描述的设计及实物状态进行现场确认，该项目从外观、质量及制造工艺等方面基本满足设计状态，根据样车评审会议的整改要求，将已发现的问题已经整改完成，项目按预期进入下一阶段。

5,2 外放电负载测试

通过超级外放电设备连接底盘供电，负载便携式潜水泵稳定功率运行时，运行时间：≥4h，测试结果：流量 400m³/h ，可实现稳定功率运行设计指标，测试合格。

6 结语

本文设计的新能源皮卡排水抢险车，通过配备了高效率的外放电设备，取用底盘电能为上装设备提供作业用电，整车具备大流量排水、应急照明和电动破拆救援等功能，是一款高环保、低噪音的绿色应急排水新装备。整车各性能满足设计要求，符合国家城市环保政策。新能源皮卡排水车项目的实施将加速国产新能源排水装备的市场化进程，推动相关技术的广泛应用，促进新能源汽车产业与应急装备制造业的融合发展。

参考文献：

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[2] 刘杰梅 , 曾文超 , 梁子威 , 等 . 多功能排水抢险车研制探析 [J]. 中国设备工程 ,2022,(20):189-190.

[3] 李明杰 . 关键消防装备在洪涝灾害救援处置中的应用 [J]. 今日消防 ,2020,5(05):20-21.

作者简介：王泽亚（1993.3-），男，汉族，本科，湖南衡阳，助理工程师，主要从事机械设计方面工作