浅析民航特种车辆的电动化发展

杨林

摘要：本文结合近年来民航业和电动车的发展现状，针对民航特种车辆领域，提出了电动化的发展趋势，并阐述了其电动化原理。

关键词：民航；车辆；电动化；原理；趋势

1. 概述

近年来，随着科技与经济的高速发展，民用航空业也得到了快速的发展。在一定程度上，民航业发展越迅速，对地面设备尤其是特种车辆的依赖程度就越大[1]。民航特种车辆种类繁多，包括用于客舱服务的客梯车、摆渡车、空调车、食品车、清水车和污水车，和用于货物或行李装运的货物升降平台、牵引车和运输车以及其它用途上的加油车、电源车、除冰车和扫雪车等。这些特种车辆几乎都是以柴油或汽油为主的能源车，但在日益激烈的竞争中，全球温室效应越来越严重，机场对环保的要求越来越高，人们普遍开始重视环境的保护。如果把这些民航特种车辆改造为由电动机驱动、电池供能的电动车，底盘不变，那么这将是对民航特种车辆的一次巨大创新，也是对环境保护做出了应有的贡献，更是极大地节约了能源。电动化是一种不可逆转的发展趋势。

2. 发展现状

在我国，民航特种车辆相对于私家车来说数量小、产品多，又由于受到电池寿命不足和充电桩数量少的限制，电动车的发展一直都未能有所突破。轿车的电动化受到限制，同样民航特种车辆也受到约束。但近年来，科技的日新月异，以特斯拉为首的电动车巨头开始在电池领域的研究取得了重大突破，以轿车为例，充满电的轿车一次性可以跑300～400公里，这相比于过去来说，无疑是奇迹。以此为契机，其它汽车巨头如大众、奔驰、宝马、福特和丰田等汽车巨头也纷纷投入对电动车的研究。迄今为止，很多性能优良的电动车已经上市，成为了人们出行代步的工具。聚焦国内，我国的汽车生产制造商如吉利、比亚迪、长城等自主品牌也意识到了未来电动车的大发展趋势，近些年在电动车领域精耕细作，也取得了骄人的成绩。尤其是以靠电池起家的比亚迪，近两年发展迅猛，在全国许多中大型城市均推行了比亚迪自主创新的纯电动客车，取得了良好的发展开端。此外，比亚迪在私家车领域，推出了e6等纯电动车，充满电一次可以跑200-300公里，如果这些电动车在机场得到推广，那么运行效率将得到很大提高。在机场推广电动车，具备很多有利的条件：首先，机场的面积有限，来往线路不长，非常适合于电动车的运行。其次，充电方便，在机场可以专门设置供特种车辆的充电设备，比如建设充电桩，可以全天候满足特种车辆的供电需求。最后，推广电动车有利于节约能源和成本，对环境的保护起到积极的作用。

3. 电动化原理

目前，大多数特种车辆如客梯车、电源车和加油车等均以货车底盘为基础，根据相关要求和用途而进行改装为特殊用途的专用车。因此，这些专用车的底盘即为货车底盘，主要由传动系、行驶系、转向系和制动系组成。传动系主要由发动机、变速器、取力器、传动装置及差速器组成。行驶系主要由车轮、車桥、车架和悬架组成。转向系主要由转向机构、转向器和转向传动机构组成。制动系主要由制动操作机构和制动器组成。

把特种车辆改装为电动车的原理即为在现有底盘的基础上，增加电力驱动部分、能源部分和辅助控制部分。其中电力驱动部分包括电动机、电动机控制系统和机械转动装置等，主要功能是为电动车辆提供动力。能源部分有蓄电池组和蓄电池管理系统，主要功能是为电动机和车载电子设备提供电力。辅助控制部分包括风扇、转向系统、制动系统和照明系统等，功能是为车辆提供辅助控制[2]。纯电动汽车是指仅以电力驱动的车辆。其主要由底盘、车身、蓄电池、电动机、控制器和辅助设施蓄电池六部分组成，工作原理可简单的表述为：

蓄电池→电流→电力调节器→电动机→动力传动系统→驱动汽车行驶

电力驱动和控制系统是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由电源、驱动电动机和电动机的调速控制装置等组成，其原理图如下图1所示。

电动汽车是在传统汽车产业链的基础上进行延伸，结构上两者最大的区别是动力系统，电动汽车主要增加了电机、电池和电控系统等组件，其结构对比可参考图2。

4. 发展趋势

2016年5月17日，国务院办公厅印发《关于促进通用航空业发展的指导意见》（以下简称《意见》）。《意见》指出，到2020年，中国将建成500个以上通用机场，基本实现地级以上城市拥有通用机场或兼顾通用航空服务的运输机场，覆盖农产品主产区、主要林区、50%以上的5A级旅游景区。这一意见的印发，极大地推动了民用航空业的发展，直接带动了对民航特种车辆的需求，可以说在民航史上是个千载难逢的机会。在一个努力建设为可持续性的新型国家里，显然，电动化的特种车辆前景非常乐观。

5. 结束语

基于民航特种车辆的排污日益严重，以及能源的短缺，为了净化机场的周边环境和能源的有效利用。发展民航电动特种车辆是未来的主要趋势，只要仅仅抓住这种趋势，才能使民航业的发展更具有可持续性。

[参考文献]

[1] 桂宏宙，甘小阳. 机场地面保障专用车辆的特点及发展前景[J]. 专用汽车，1999（2）：3-6.

[2] 尹璐. 电动城市客车造型设计[D]. 吉林大学，2011.

（作者单位：广州民航职业技术学院，广东 广州 510403）