某款5.99米纯电动公路客车开发方案

朱鹤 尹婉 张大伟

摘要：简要介绍了5.99米纯电动公路客车开发目标、设计方案，以及整车技术参数、动力系统选型、整车性能仿真分析等，重点针对客车市场小型化的市场变革。

关键词：小型化;客运;动力系统;性能仿真

面对高铁、飞机、网约车、私家车等出行方式的变革，客运行业面临巨大的压力，客车市场份额逐年路客运已经进入了转型发展期，客运市场逐渐向小型化发展，如何更好的满足旅客多样化、个性化需求，开发出满足市场需要的产品，已成为各个客车厂家重点研究的方向[1]。

1  开发目标

随着政府层面加大对纯电动汽车市场推广及客运小型化的变革，5.9米左右纯电动客车因为对驾驶员B照的要求，存在独特的市场优势。《关于推动农村客运高质量发展的指导意见》对加快推进城乡客运公共服务均等化、满足农村地区群众多层次出行需求提出了新要求。因此开发一款小型化的、满足城乡运营的纯电动客车有广阔的市场需求。

2  整车动力系统开发

2.1、电驱动系统匹配

对于电动汽车的驱动电机，需要确定的特性参数主要包括驱动电机的功率、扭矩和转速。根据整车动力性能设计需求，通过最高车速、需求功率、需求扭矩等相关计算，确定驱动电机的相关参数。根据汽车理论[2-3]，汽车的功率平衡关系如下：

在上式中代入整车参数，即可分析整车在工况下动力性指标对应的车辆功率需求。

一般来说，对于电动汽车的驱动电机，需要确定的特性参数主要包括：驱动电机的额定功率与峰值功率、电机的额定转矩与峰值转矩、电机基速与最高转速。因此，在选取驱动电机时，应考虑其功率需求是在驱动电机的稳定持续工作区，还是在短时工作区或瞬时工作区。一般来说，电动汽车整车动力性指标中最高车速对应的为持续工作区，即驱动电机的额定功率;而最大爬坡度和全力加速时间对应的则是短时工作区，即电动机的峰值功率;瞬时工作区则对应持续时间非常短（秒级）的瞬时加速功率需求。本车型电机参数选择如下（表1）：

2.2  动力锂电池系统匹配

考虑到城乡客车路况、使用环境相对复杂的特点，本项目选用安全性高、寿命长的磷酸铁锂电池。动力电池总线电压主要由电机、动力电池的特性决定。现有动力电池要满足电机最大功率输出需求，同时参照电池厂家的电芯特性和电池箱规格确定动力电池的额定总电压。动力电池容量的确定考虑路况、纯电动里程、电池组一致性、最低SOC等几个因素，按项目目标续驶里程要求，最终选定电池容量为173Ah/521.64V，总电量90.24kWh;电池系统满足在外界环境温度-30～45℃范围内正常工作，防护等级IP68。

2.3  电附件匹配

（1）双源转向泵

在原有单源的基础上增设另外一套电机以及控制器。双源转向泵可以確保在高压在失去助力后，低压可提供30s以上助力，保证整车转向系统的安全性。

（2）空压机

采用电动无油活塞空压机，其高度清洁的压缩气体、轻量化、易保养、易维修、不发生漏油、不产生废油的特点，是新能源行业发展的趋势。其主要优势如下：无需机油润滑和密封，排气干净、没有油污进入车辆制动气路的隐患;不存在机油泄漏，空压机表面可以保持较干净整洁;不需定期定量排出废机油、加入新机油，维护保养成本降低;体积小，打气效率高，节能优势明显;压缩空气持续稳定，可靠性高。

（3）空调系统：采用电动冷暖空调。

（4）除霜系统：电动除霜器。

3  整车控制系统开发

新能源客车的整车控制系统是分布式结构，整车控制策略采用集中决策分布控制的思想，保证能量优化利用、驱动器合理驱动、驾驶舒适的关键环节。控制策略开发包括：驱动控制策略、能量回收控制策略、热管理控制策略、故障诊断及处理策略等，结合整车控制系统还进行整车车控制网络底层驱动及上层应用开发、在线程序更新、匹配标定、离线故障诊断支持软件开发和基于监控大数据挖掘与策略优化开发。在整车控制系统网络通信方面，为满足系统数据交换量大，实时性、可靠性要求高的特点，整个分布式控制系统之间采用CAN总线进行通讯。CAN总线使得汽车各控制单元能够共享信息和资源，达到简化布线、减少传感器数量、避免控制功能重复、提高系统可靠性和维护性、降低成本、更好地匹配和协调各个控制系统的目的。

4  整车性能仿真分析

采用专业仿真软件，开展纯电动客车动力系统需求建模与仿真分析。以动力性、经济性为优化目标，建立优化模型，针对系统或零部件的参数进行优化设计，确定最佳动力系统配置方案，基于动力系统仿真模型，对该方案进行评价。形成工况大数据驱动的动力系统匹配优化与评价方法和建议。

性能仿真结果：整车0-50km/h加速时间8.9s;最大爬坡度20.5%;最高车速100km/h;工况续驶里程220km。从仿真结果看，该车各项性能仿真参数满足设计目标要求，能够满足日常的运营需要。

5  结束语

此款车型的设计非常适合城乡客运需求，同时具有噪音低、零排放、充电时间短的优点。此款车型目前已批量投放市场，取得了良好的经济效益和社会效益，市场前景广阔。

参考文献：

[1]陈清泉.现代电动汽车技术.北京：北京理工大学出版社，2002：35-38

[2]张文春.汽车理论（第二版）.北京：机械工业出版社，2009.12（2013.1重印）：40-41

[3]胡骅，宋慧.电动汽车[ M].北京：人民交通出版社，2012：38-49.