某款5.99米純電動公路客車開發方案

朱鶴 尹婉 張大偉

摘要：簡要介紹了5.99米純電動公路客車開發目標、設計方案，以及整車技術參數、動力系統選型、整車性能仿真分析等，重點針對客車市場小型化的市場變革。

關鍵詞：小型化;客運;動力系統;性能仿真

面對高鐵、飛機、網約車、私家車等出行方式的變革，客運行業面臨巨大的壓力，客車市場份額逐年路客運已經進入了轉型發展期，客運市場逐漸向小型化發展，如何更好的滿足旅客多樣化、個性化需求，開發出滿足市場需要的產品，已成為各個客車廠家重點研究的方向[1]。

1 ?開發目標

隨著政府層面加大對純電動汽車市場推廣及客運小型化的變革，5.9米左右純電動客車因為對駕駛員B照的要求，存在獨特的市場優勢?！蛾P于推動農村客運高質量發展的指導意見》對加快推進城鄉客運公共服務均等化、滿足農村地區群眾多層次出行需求提出了新要求。因此開發一款小型化的、滿足城鄉運營的純電動客車有廣闊的市場需求。

2 ?整車動力系統開發

2.1、電驅動系統匹配

對于電動汽車的驅動電機，需要確定的特性參數主要包括驅動電機的功率、扭矩和轉速。根據整車動力性能設計需求，通過最高車速、需求功率、需求扭矩等相關計算，確定驅動電機的相關參數。根據汽車理論[2-3]，汽車的功率平衡關系如下：

在上式中代入整車參數，即可分析整車在工況下動力性指標對應的車輛功率需求。

一般來說，對于電動汽車的驅動電機，需要確定的特性參數主要包括：驅動電機的額定功率與峰值功率、電機的額定轉矩與峰值轉矩、電機基速與最高轉速。因此，在選取驅動電機時，應考慮其功率需求是在驅動電機的穩定持續工作區，還是在短時工作區或瞬時工作區。一般來說，電動汽車整車動力性指標中最高車速對應的為持續工作區，即驅動電機的額定功率;而最大爬坡度和全力加速時間對應的則是短時工作區，即電動機的峰值功率;瞬時工作區則對應持續時間非常短（秒級）的瞬時加速功率需求。本車型電機參數選擇如下（表1）：

2.2 ?動力鋰電池系統匹配

考慮到城鄉客車路況、使用環境相對復雜的特點，本項目選用安全性高、壽命長的磷酸鐵鋰電池。動力電池總線電壓主要由電機、動力電池的特性決定?，F有動力電池要滿足電機最大功率輸出需求，同時參照電池廠家的電芯特性和電池箱規格確定動力電池的額定總電壓。動力電池容量的確定考慮路況、純電動里程、電池組一致性、最低SOC等幾個因素，按項目目標續駛里程要求，最終選定電池容量為173Ah/521.64V，總電量90.24kWh;電池系統滿足在外界環境溫度-30～45℃范圍內正常工作，防護等級IP68。

2.3 ?電附件匹配

（1）雙源轉向泵

在原有單源的基礎上增設另外一套電機以及控制器。雙源轉向泵可以確保在高壓在失去助力后，低壓可提供30s以上助力，保證整車轉向系統的安全性。

（2）空壓機

采用電動無油活塞空壓機，其高度清潔的壓縮氣體、輕量化、易保養、易維修、不發生漏油、不產生廢油的特點，是新能源行業發展的趨勢。其主要優勢如下：無需機油潤滑和密封，排氣干凈、沒有油污進入車輛制動氣路的隱患;不存在機油泄漏，空壓機表面可以保持較干凈整潔;不需定期定量排出廢機油、加入新機油，維護保養成本降低;體積小，打氣效率高，節能優勢明顯;壓縮空氣持續穩定，可靠性高。

（3）空調系統：采用電動冷暖空調。

（4）除霜系統：電動除霜器。

3 ?整車控制系統開發

新能源客車的整車控制系統是分布式結構，整車控制策略采用集中決策分布控制的思想，保證能量優化利用、驅動器合理驅動、駕駛舒適的關鍵環節?？刂撇呗蚤_發包括：驅動控制策略、能量回收控制策略、熱管理控制策略、故障診斷及處理策略等，結合整車控制系統還進行整車車控制網絡底層驅動及上層應用開發、在線程序更新、匹配標定、離線故障診斷支持軟件開發和基于監控大數據挖掘與策略優化開發。在整車控制系統網絡通信方面，為滿足系統數據交換量大，實時性、可靠性要求高的特點，整個分布式控制系統之間采用CAN總線進行通訊。CAN總線使得汽車各控制單元能夠共享信息和資源，達到簡化布線、減少傳感器數量、避免控制功能重復、提高系統可靠性和維護性、降低成本、更好地匹配和協調各個控制系統的目的。

4 ?整車性能仿真分析

采用專業仿真軟件，開展純電動客車動力系統需求建模與仿真分析。以動力性、經濟性為優化目標，建立優化模型，針對系統或零部件的參數進行優化設計，確定最佳動力系統配置方案，基于動力系統仿真模型，對該方案進行評價。形成工況大數據驅動的動力系統匹配優化與評價方法和建議。

性能仿真結果：整車0-50km/h加速時間8.9s;最大爬坡度20.5%;最高車速100km/h;工況續駛里程220km。從仿真結果看，該車各項性能仿真參數滿足設計目標要求，能夠滿足日常的運營需要。

5 ?結束語

此款車型的設計非常適合城鄉客運需求，同時具有噪音低、零排放、充電時間短的優點。此款車型目前已批量投放市場，取得了良好的經濟效益和社會效益，市場前景廣闊。

參考文獻：

[1]陳清泉.現代電動汽車技術.北京：北京理工大學出版社，2002：35-38

[2]張文春.汽車理論（第二版）.北京：機械工業出版社，2009.12（2013.1重?。?0-41

[3]胡驊，宋慧.電動汽車[ M].北京：人民交通出版社，2012：38-49.