浅谈大中型纯电动客车的总布局设计

闫立

临沂大学机械与车辆工程学院 山东 临沂 276000

引言

国内纯电动客车主要的是运用于城市内的公交客车。在这方面 比较成熟的公司就是比亚迪的新能源客车，这种纯电动客车在陕西省西安市运用非常普遍。加上政府对于新能源客车发展的大力支持，以及在环保的大环境下，给了纯电动客车一个非常好的发展环境。纯电动客车也是各大企业研发的重点。虽然说纯电动客车是有许多的优势的，但是我国对于纯电动客车许多技术问题还是很难去解决。例如电动客车的蓄电池的价格过高、寿命比较短而且能量密度不大以及外形尺寸是非常大这样就导致蓄电池的重量过高，从而增加了客车的整车重量以及车内空间的大小。而纯电动客车的续航以及动力性问题也是有待解决的。但是纯电动客车作为城市内的公交车使用相比传统的内燃机客车还是有相当大的优势的。因此利大于弊，我国主要企业的纯电动客车自主品牌项目将在很大程度上实现弯道超车的。

国外也是有很多发展比较成熟的纯电动客车企业，比如说法国的雪铁龙、日产雷诺、斯巴鲁以及大众公司。而国外纯电动客车的主要优势就是在于客车的底盘技术，例如德国新能源客车，以及纯电动客车的蓄电池的能量密度、尺寸以及动力技术，例如日本的锂电池产业，具有高能量密度、小尺寸重量轻以及动力强劲和续航能力强的主要特点。这些技术都是值得我们借鉴和学习的。

1 纯电动客车的工作原理以及动力系统的结构设计

纯电动客车的工作原理是利用高效率可充电的蓄电池（锂电池、铅酸电池以及镍氢电池等）作为客车的动力来源，有了动力来源后可以驱动电机的转动利用电机这样一个动力装置可以将蓄电池提供的电能成功的转化为机械能从而利用变速装置（变速箱）可以实现在不同的档位驱动客车的行驶。而纯电动客车是可以分为两种，一种是纯蓄电池作为动力源的电动客车以及装有辅助动力源的电动客车。前者只是装置了蓄电池组，而他的动力传输系统以及电力组成为蓄电池组通过电力连接和电池变速器相连接，而电池变速器则通过电力连接和电动机相连接，电动机和传输系统是通过机械相连接的（传输系统主要指的是传动轴以及万向传动轴）从而可以实现动力输出。最后传动系统则是通过机械连接和车轮相连接驱动车轮的旋转从而驱动车辆的行驶。而电池变速器和电动机之间是属于电力传输，而电动机和车轮之间是实现了动力传输的，这样就可以实现连续的动力传输。

而装有辅助动力源的纯电动汽车是在纯电动汽车上加了一个辅助动力源（比如说超级电容、发电机、或者太阳能电池板等），所以这样的设计可以有效的增加汽车的续航里程。而装有辅助动力源的纯电动汽车的电力以及动力传输系统的设计方法是基于纯蓄电池作为动力源的电动客车的基础上在电流变速器上通过电力传输并联一个发动机—发电机组或者超级电容从而可以增加客车的续航里程。

2 电动客车的总体布局设计

总体布局主要是分为三个模块，分别是辅助模块、车载电源模块以及电力驱动模块。辅助模块结构组成为：驾驶室显示操作台将控制信号通过电力设备传输到辅助装置。而方向盘的转向信号通过电力传输传向动力转向装置，动力转向装置则和驾驶室显示操作台相连接。最后辅助动力源为动力转向装置以及辅助装置提供电能。车载电源模块的结构组成为：蓄电池作为主要电力来源，而电流通过充电控制器给蓄电池电源充电。而能量控制系统和充电控制器和蓄电池电源箱连接，蓄电池也可以给辅助动力源供电，能量管理系统也和辅助模块的驾驶室显示操纵台通过电力装置相连接，这就是车载电源系统的组成。电力驱动主模块的结构组成为：档位杆的档位信号、加速踏板的加速信号以及制动踏板的制动减速信号通过电力系统将这三组信号传输到中央控制单元CPU中，而CPU将信号进行处理后传输到驱动控制器中从而给驱动控制器一个信号，从而控制电机的加速、减速以及制动，电机通过机械连接和机械传动装置相连接从而让控制车辆的运行工况。电力驱动主模块的主要功用是将电能转换为车辆行驶过程中的动能，而在车辆减速或者制动的时候又将车辆的动能转换为电能储存在蓄电池中作为电力储备为车辆的行驶或者辅助模块供电。

3 纯电动客车的电力驱动系统的结构类型

纯电动客车的电力驱动系统的结构类型有电动机—驱动桥组合式驱动模式、电动机驱动桥整体式驱动模式和轮毂电机驱动模式。这里的话我们选用电动机驱动桥整体式驱动模式。因为这种驱动模式是实用于城市公交客车。该结构是将电动机及相应的减速器布置驱动轴上，直接由电动机实现变速和差速。这种结构最大的特点为，结构简单容易实现更多的功能更容易实现更大的动力输出。

4 总结

从本次设计我们可以得出纯电动客车具有许多的优点，例如污染小、噪音小以及结构简单能量利用率高等。但是我们依然需要攻克很多的技术难关，例如续航里程、成本、充电时间以及蓄电池寿命的问题，依然需要我们投入更大的研发力度和经费。