淺談大中型純電動(dòng)客車的總布局設(shè)計(jì)

閆立?

摘 要 如今我們都是大力的提倡加強(qiáng)環(huán)保，改善環(huán)境問題，然而環(huán)境問題是我們應(yīng)該力爭去解決的問題。而由于傳統(tǒng)客車的排放問題比較嚴(yán)重，因此設(shè)計(jì)一款純電動(dòng)客車以滿足環(huán)保的需要是很有必要的。本次設(shè)計(jì)是利用傳統(tǒng)客車的設(shè)計(jì)理念從純電動(dòng)客車的發(fā)展?fàn)顩r、工作原理以及動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電動(dòng)客車的總體布局設(shè)計(jì)、電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類型出發(fā)，設(shè)計(jì)一款純電動(dòng)客車。

關(guān)鍵詞 環(huán)境問題;純電動(dòng)客車;布局設(shè)計(jì)

引言

國內(nèi)純電動(dòng)客車主要的是運(yùn)用于城市內(nèi)的公交客車。在這方面 比較成熟的公司就是比亞迪的新能源客車，這種純電動(dòng)客車在陜西省西安市運(yùn)用非常普遍。加上政府對(duì)于新能源客車發(fā)展的大力支持，以及在環(huán)保的大環(huán)境下，給了純電動(dòng)客車一個(gè)非常好的發(fā)展環(huán)境。純電動(dòng)客車也是各大企業(yè)研發(fā)的重點(diǎn)。雖然說純電動(dòng)客車是有許多的優(yōu)勢(shì)的，但是我國對(duì)于純電動(dòng)客車許多技術(shù)問題還是很難去解決。例如電動(dòng)客車的蓄電池的價(jià)格過高、壽命比較短而且能量密度不大以及外形尺寸是非常大這樣就導(dǎo)致蓄電池的重量過高，從而增加了客車的整車重量以及車內(nèi)空間的大小。而純電動(dòng)客車的續(xù)航以及動(dòng)力性問題也是有待解決的。但是純電動(dòng)客車作為城市內(nèi)的公交車使用相比傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)客車還是有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)的。因此利大于弊，我國主要企業(yè)的純電動(dòng)客車自主品牌項(xiàng)目將在很大程度上實(shí)現(xiàn)彎道超車的。

國外也是有很多發(fā)展比較成熟的純電動(dòng)客車企業(yè)，比如說法國的雪鐵龍、日產(chǎn)雷諾、斯巴魯以及大眾公司。而國外純電動(dòng)客車的主要優(yōu)勢(shì)就是在于客車的底盤技術(shù)，例如德國新能源客車，以及純電動(dòng)客車的蓄電池的能量密度、尺寸以及動(dòng)力技術(shù)，例如日本的鋰電池產(chǎn)業(yè)，具有高能量密度、小尺寸重量輕以及動(dòng)力強(qiáng)勁和續(xù)航能力強(qiáng)的主要特點(diǎn)。這些技術(shù)都是值得我們借鑒和學(xué)習(xí)的。

1純電動(dòng)客車的工作原理以及動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

純電動(dòng)客車的工作原理是利用高效率可充電的蓄電池（鋰電池、鉛酸電池以及鎳氫電池等）作為客車的動(dòng)力來源，有了動(dòng)力來源后可以驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)利用電機(jī)這樣一個(gè)動(dòng)力裝置可以將蓄電池提供的電能成功的轉(zhuǎn)化為機(jī)械能從而利用變速裝置（變速箱）可以實(shí)現(xiàn)在不同的檔位驅(qū)動(dòng)客車的行駛。而純電動(dòng)客車是可以分為兩種，一種是純蓄電池作為動(dòng)力源的電動(dòng)客車以及裝有輔助動(dòng)力源的電動(dòng)客車。前者只是裝置了蓄電池組，而他的動(dòng)力傳輸系統(tǒng)以及電力組成為蓄電池組通過電力連接和電池變速器相連接，而電池變速器則通過電力連接和電動(dòng)機(jī)相連接，電動(dòng)機(jī)和傳輸系統(tǒng)是通過機(jī)械相連接的（傳輸系統(tǒng)主要指的是傳動(dòng)軸以及萬向傳動(dòng)軸）從而可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出。最后傳動(dòng)系統(tǒng)則是通過機(jī)械連接和車輪相連接驅(qū)動(dòng)車輪的旋轉(zhuǎn)從而驅(qū)動(dòng)車輛的行駛。而電池變速器和電動(dòng)機(jī)之間是屬于電力傳輸，而電動(dòng)機(jī)和車輪之間是實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力傳輸?shù)模@樣就可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的動(dòng)力傳輸。

而裝有輔助動(dòng)力源的純電動(dòng)汽車是在純電動(dòng)汽車上加了一個(gè)輔助動(dòng)力源（比如說超級(jí)電容、發(fā)電機(jī)、或者太陽能電池板等），所以這樣的設(shè)計(jì)可以有效的增加汽車的續(xù)航里程。而裝有輔助動(dòng)力源的純電動(dòng)汽車的電力以及動(dòng)力傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是基于純蓄電池作為動(dòng)力源的電動(dòng)客車的基礎(chǔ)上在電流變速器上通過電力傳輸并聯(lián)一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)—發(fā)電機(jī)組或者超級(jí)電容從而可以增加客車的續(xù)航里程。

2電動(dòng)客車的總體布局設(shè)計(jì)

總體布局主要是分為三個(gè)模塊，分別是輔助模塊、車載電源模塊以及電力驅(qū)動(dòng)模塊。輔助模塊結(jié)構(gòu)組成為：駕駛室顯示操作臺(tái)將控制信號(hào)通過電力設(shè)備傳輸?shù)捷o助裝置。而方向盤的轉(zhuǎn)向信號(hào)通過電力傳輸傳向動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置則和駕駛室顯示操作臺(tái)相連接。最后輔助動(dòng)力源為動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置以及輔助裝置提供電能。車載電源模塊的結(jié)構(gòu)組成為：蓄電池作為主要電力來源，而電流通過充電控制器給蓄電池電源充電。而能量控制系統(tǒng)和充電控制器和蓄電池電源箱連接，蓄電池也可以給輔助動(dòng)力源供電，能量管理系統(tǒng)也和輔助模塊的駕駛室顯示操縱臺(tái)通過電力裝置相連接，這就是車載電源系統(tǒng)的組成。電力驅(qū)動(dòng)主模塊的結(jié)構(gòu)組成為：檔位桿的檔位信號(hào)、加速踏板的加速信號(hào)以及制動(dòng)踏板的制動(dòng)減速信號(hào)通過電力系統(tǒng)將這三組信號(hào)傳輸?shù)街醒肟刂茊卧狢PU中，而CPU將信號(hào)進(jìn)行處理后傳輸?shù)津?qū)動(dòng)控制器中從而給驅(qū)動(dòng)控制器一個(gè)信號(hào)，從而控制電機(jī)的加速、減速以及制動(dòng)，電機(jī)通過機(jī)械連接和機(jī)械傳動(dòng)裝置相連接從而讓控制車輛的運(yùn)行工況。電力驅(qū)動(dòng)主模塊的主要功用是將電能轉(zhuǎn)換為車輛行駛過程中的動(dòng)能，而在車輛減速或者制動(dòng)的時(shí)候又將車輛的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能儲(chǔ)存在蓄電池中作為電力儲(chǔ)備為車輛的行駛或者輔助模塊供電。

3純電動(dòng)客車的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類型

純電動(dòng)客車的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類型有電動(dòng)機(jī)—驅(qū)動(dòng)橋組合式驅(qū)動(dòng)模式、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)橋整體式驅(qū)動(dòng)模式和輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式。這里的話我們選用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)橋整體式驅(qū)動(dòng)模式。因?yàn)檫@種驅(qū)動(dòng)模式是實(shí)用于城市公交客車。該結(jié)構(gòu)是將電動(dòng)機(jī)及相應(yīng)的減速器布置驅(qū)動(dòng)軸上，直接由電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)變速和差速。這種結(jié)構(gòu)最大的特點(diǎn)為，結(jié)構(gòu)簡單容易實(shí)現(xiàn)更多的功能更容易實(shí)現(xiàn)更大的動(dòng)力輸出。

4總結(jié)

從本次設(shè)計(jì)我們可以得出純電動(dòng)客車具有許多的優(yōu)點(diǎn)，例如污染小、噪音小以及結(jié)構(gòu)簡單能量利用率高等。但是我們依然需要攻克很多的技術(shù)難關(guān)，例如續(xù)航里程、成本、充電時(shí)間以及蓄電池壽命的問題，依然需要我們投入更大的研發(fā)力度和經(jīng)費(fèi)。

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