某纯电动轻型客车设计开发

摘 要：简述6米-7米纯电动客车的市场开发前景、设计理念思路、技术实现方案，以及整车动力总成选型和性能参数设计，提供城郊、县镇、镇村公交最佳出行解决方案。

关键词：纯电动客车;城郊出行;镇村公交;永磁同步电机;多元复合锂电池;仿真;轻量化

本系列纯电动客车正是响应市场需求而开发，本产品采用了较窄车宽，适应性地降低了车身高度，缩小了转弯半径，提高了整车通过性。对道路宽度及路况环境要求有效降低，充分适应城郊、县镇、镇村道路的实际状况，提高了运载的通勤效率、上客率和灵活性，大大降低了运营成本。而且，纯电动客车更加节能环保，整车运行平稳，无发动机噪音，尾气零排放，对改善城市环境和空气质量有显著作用。

1 整车概况

1.1 外观造型及设计理念

在整车造型设计上，更多地考虑在城郊、县郊和镇村公交使用，车型较窄、整体尺寸较小;造型风格采用萌系开朗、小巧玲珑的外形，加上前部圆灯的点睛设计，使整车外观更有亲和力。采用长轴距、短后悬设计，充分利用车内中部空间，提高最大乘员数;采用前、中开门、二级踏步、高扁平率215/75R17.5轮胎降低入口高度设计，便于乘客（尤其是老人和小孩）快速、便捷、安全地上下车，方便换乘分流。整车内部净高达到2 000 mm左右（站立区），大侧窗的设计让乘客坐姿拥有100度，站姿拥有115度广角视野，使乘客有宽阔、舒适的视觉感受。前部保险杠采用上翻结构，大大方便了车辆运转、拖车及前部零部件检修。

1.2 动力系统主要构成

純电动汽车的核心便是动力系统，G6车型仍采用成熟的中央电机直驱方式。动力系统主要由整车控制系统、驱动系统、储能系统和辅助系统四个部分构成。整车控制系统主要完成整车控制及能源管理显示两部分功能，通过采集整车的各个子系统的运行信息并进行监控和诊断，建立通信，将驱动系统和车载能源管理系统有机地联系起来，完成整个动力系统总成的控制功能。动力驱动系统是电动车的核心动力源，等同于内燃车的发动机，同时它又具备常规能源车的变速箱系统功能。车载能源系统相当于传统能源汽车的汽油、柴油或燃气等能源，其主要任务是为整车提供电能。另外，辅助系统包括转向泵、打气泵、DC-DC等，用于实现整车其他系统功能。驾驶员向整车控制器发送操作指令后，电机控制器立即接收整车控制器的指令，实现整车的各种运动状态。

2 高压系统技术方案

2.1 驱动电机及电机控制器设计

驱动电机采用安凯自主研发制造的高效率永磁同步电机，驱动采用“电机+传动轴+后桥”的直驱模式。电机额定功率50 KW，峰值扭距1 000 N.m。电机具有体积小，质量轻，效率高、高可靠性和耐久性等特点。电机及电机控制器散热方式采用水冷，散热效率高，可以有效提高电机寿命。

电机控制器相关功能集成在五合一控制器中，充分做到集成化、轻量化、通用化设计，而且高度集成的高压控制柜，占用空间小，充分解决电器仓空间紧凑、不好布置问题。

2.2 动力电池设计

考虑到城郊公交运营时间长、使用环境相对复杂的特点，本项目选用安全性更高，能量密度更大的磷酸铁锂电池。考虑到整车的高压电池安全性与电池箱装配的便利性，动力电池箱设计采用滑槽式安装，使电池箱具备快速脱离功能。

3 整车仿真结果分析

3.1 整车模型的搭建

通过三维数模的建立，整车骨架及各主要零部件的立体空间布置、校核，提高了样车制作效率，大大减少了空间干涉和运动干涉问题。同时通过CAE软件分析，充分保证整体强度的均衡性，同时将轻量化做到每一个细节。

性能仿真采用Cruise软件进行。Cruise是针对汽车整车及部件性能的仿真软件，可以用于车辆的动力性、燃油经济性以及排放性能的仿真，利用其模块化的建模理念可以直观和便捷的搭建不同布置结构的车辆模型。

3.2 仿真及结果分析

根据纯电动汽车仿真的要求，选择和编辑相应的任务及工况，设置合适的仿真步长和精度进行仿真计算。设定的计算任务有：在任务Constant Drive中仿真最高速度和加速性能;在任务Climbing Performance中仿真最大爬坡度;在任务Cycle Run中仿真续驶里程。运行CRUISE。

（1）整车动力性能。车辆的最高车速仿真结果为69 Km/h;车辆0～50 Km/h的加速时间仿真结果为10.37 s。

（2）最大爬坡度。汽车爬坡性能是汽车动力性好坏的一个重要指标，通过仿真结果得知该车的最大爬坡度达16.6%，完全满足城市公交的爬坡性能。

（3）续驶里程。电动汽车的续驶里程是指电动汽车上动力锂电池以充满状态开始到规定的SOC下限值所走过的里程，它是电动汽车重要的经济性能指标。据等速路谱，本模型以60 km/h匀速行驶工况、电池SOC剩余10%为仿真条件，得到本车续驶里程在346 km左右。

4 结束语

近些年，随着新能源汽车，尤其是新能源公交车的快速发展，公共交通纯电动化、零排放化趋势基本达成共识。随着国家新能源补贴的政策推动，国内各大主要城区、市县区域均已纯电动化。而城郊、县镇、镇村公交的纯电动进程也日趋明显，随着新能源补贴退坡，后补贴时代的来临。准确识别市场发展趋势及细分市场的优势站位，将成为主要着力点。本项目通过在轻量化设计、永磁同步电机、电池管理系统技术、整车远程数据采集技术、整车安全性技术等方面进行创新设计，具有较高的经济性、安全性、舒适性，契合城市公交市场需求。

安凯牌G6系列纯电动公交车的出现，提供城郊、县镇、镇村公交最佳出行解决方案，有效解决了城郊、县镇、镇村公交实际载客需求和运行路况复杂的问题。此款车型一经上市，并受到一线、二线城市郊区、三四线城市城乡结合部，以及广大县级、镇村级公交的追捧。目前已在全国多地批量运营，取得了良好的经济效益和社会效益，收获了较好的市场口碑，市场需求热度持续上升，定会具有广阔的前景。

参考文献：

[1]刘权.CAE技术在校车覆盖件拉延模设计中的应用[J].客车技术与研究，2013（03）：37-39.

[2]李亚妮，周保成.HFF6127G03EV纯电动客车整车开发[J].客车技术与研究，2014（01）：13-15.

作者简介：郭苏明（1986-），男，江西吉安人，本科，主要负责整车总布置设计工作。