電動客車
關注創建者：匿名 創建時間：2021-07-26
電動客車的實例教程
1高壓線束工作特點及負荷計算
1.1與傳統內燃機車型的區別純電動客車的行駛特點和運行工況與傳統內燃機車型的區別：
1）安全要求。為了滿足車輛動力性要求，本項目車型配置額定電壓384V容量100Ah的聚合物鋰離子電池組，應保證高壓系統運行安全，并具備觸電防護措施。
2）工況復雜。車輛主要在城市運行，路況相對復雜，頻繁地起步、加減速和制動停車，電器負荷變化大，同時還要考慮制動能量回饋對電器系統的影響。
3）多電壓系統。車輛中有12V低壓直流電源、動力電池高壓直流電源以及220V充電交流電源三種電壓系統。
4）工作時間長。車輛充電時間為8~10h，系統應在無人看管的條件下長時間可靠運行。
高壓線束工作特點
純電動客車的運行特點決定了線束的特殊性，相比低壓線束，高壓線束具有以下特點：1）高電壓。車輛動力電池最高電壓達到420V，要求線束絕緣材料具有更高的介電強度和規格尺寸。
2）大電流。動力電池容量為100Ah，按國標試驗方法的恒流放電9I3計算[1]，輸出電流可達300A，線束能夠穩定運行，就需要更大的連接器接觸面積和導線截面積。
3）密封性。水和灰塵的侵蝕將導致線束絕緣性能下降，造成高壓擊穿、漏電等安全隱患，要求線束有更高的防護等級。
4）高耐熱。車輛大電流運行時的焦耳效應會產生熱量，導致線束自身和周圍溫度上升，使線束產生更大的溫升[2]，要求線束具有更好的耐熱性能，客車國標規定非熱源附件線束的耐溫為105℃[3]，高壓線束耐熱性一般要達到125℃，甚至更高。
5）抗電磁干擾。
展開 某型純電動大客車NVH性能分析及優化
摘要：本文以某型號純電動大客車為研究對象，應用有限元分析的方法對其進行低頻NVH性能分析及優化。首先應用hypermesh軟件建立整車結構和聲腔模型，分別進行模態分析，計算噪聲傳遞函數（NTF）并確定不符合國標的峰值頻率段；其次在噪聲傳遞函數的基礎上進行板件貢獻量和模態貢獻量分析，確定導致NTF峰值的板件，并通過加加強筋和貼自由阻尼的方式進行優化，最終降低了NTF峰值，改善了車身NVH性能。
1有限元模型建立及模態分析
合理、精準的模型的建立是進行后續分析及優化的重要基礎。由于客車的大部分零件都是薄壁鈑金件，因此本文采用殼單元進行模擬，將整車的stp格式的三維圖導入hypermesh軟件中，抽取中面及幾何清理后劃分網格，考慮到計算時間和成本，網格大小選用20mm；骨架的連接采用rigids剛性連接，骨架與地板、玻璃采用膠粘的方式連接，骨架與蒙皮、頂棚采用點焊的方式連接，其他均采用剛性連接。質量檢查通過后的整車模型
結構模型共有shell單元407438個，rigids剛性單元17582個，焊點、膠等實體單元12318個，節點共計472868個，共計8種材料，36種屬性。如下圖1所示。
圖1.1 帶車身附件的骨架有限元模型 圖1.2 帶座椅的車室聲腔有限元模型
對建立好的整車模型進行補洞，同時考慮到座椅對車室內聲腔影響較大，因此將座椅有限元模型導入NVH Director模塊進行聲腔模型的劃分，車室內聲腔網格大小為100mm，座椅聲腔網格大小為70mm，將節點定義為流體，聲腔模型共計384024個實體單元，71202個節點，材料為空氣和座椅發泡。
展開 分析對象為基于Pro/E搭建的8米長中型電動客車骨架，由于模型較大，在Hypermesh平臺對模型進行前處理。應用Optistruct進行分析及后期優化。
一 模型修復，抽中面，按組件厚度分組編號
在CAD軟件中提取要分析的對象幾何，將模型導入Hypermesh
對模型進行修復，主要操作是對與分析無關組件的去除，以及孔、缺口等的修復?？紤]車架整體使用殼單元進行分析，后期進行抽取中面和分組處理，分組的依據是組件材料板厚，分組后的組件將根據不同厚度進行不同顏色標記。在Model Browser中進行分組，如下圖所示。
二 網格劃分及連接建立
本客車車架考慮鋼結構，組件之間采用焊接方式進行連接，在hypermesh中采用剛性梁單元RBAR模擬焊接，為保證連接順利搭建，在進行網格劃分時需要保證存在連接關系的相鄰組件之間的網格盡量對其，故在網格劃分之前需要對模型進行切割投影等預處理。如下圖示。
網格劃分，綜合考慮分析精度要求以及計算成本，網格默認采用10mm四邊形單元進行劃分，特殊位置存在三角形以及其它尺寸單元。后期在qualityindex中設置質量標準，檢查網格質量。
建立連接
連接模擬在1D--spotweld面板下創建。
三 創建邊界條件
邊界條件主要包括約束和載荷。
約束的創建主要是對前后橋安裝位置的約束，首先創建約束施加點。如下圖示為前軸和后軸共四個施加點，通過REB2剛性單元創建。
分析中用到的約束條件主要有：極限扭轉，極限彎曲以及靜止工況。
展開 近日，從中通客車獲得消息，公司一款12米鎂合金公交LCK6120EVQG成功下線，并通過了科技部專家組的評審鑒定。
這款搭載了更高效電驅動橋總成、高度集成化高壓控制系統、智能電池系統、能量回收系統、以及智能空調等系統的新型電動客車，集行業最先進純電動客車技術于一身，除鎂合金外，還多處應用了碳纖維等輕質材料，車身骨架為0.85噸，整車總重9.7噸，整車降重26%，創造了行業鎂合金純電動客車的新紀錄。
據悉，該產品是科技部“十三五”重點研發計劃——新能源汽車專項“高效純電動客車動力平臺及整車集成關鍵技術”項目的重要成果之一。中通客車作為項目牽頭單位，聯合了清華大學、蘇州綠控、精進電動、山東省科學院新材料研究所等16家單位進行聯合項目攻關，以突破超高效、高安全、低成本的整車輕量化純電動大客車動力平臺關鍵技術為研究目標，打造了LCK6120EVQG鎂合金車型。
展開 這個工況必然要求是大扭力和低轉速電動機，顯然采用多檔位的變速箱，顯得有些富裕。加上目前國產3檔以下的變速箱，技術性成熟度離公交公司的要求，還有一個距離。
筆者觀點是，大型公交車當時下用直驅方案也是不得已的臨時措施。但是經過長時間實踐證明，采用直驅方案不是最理想的，但還是符合我國公交車實際工況的，后續要改進基本思路是，
a)在大扭力電機的基礎上，改善高速的效率；
b)在大扭力電機的基礎上，再配性能穩定的AMT;
c)電機布置在中間位置偏后，如果AMT性能不穩定，暫時不配為宜。
四、當下通勤純電動客車配AMT為宜
AMT中文的意思自動離合變速箱，通俗地理解，在手動變速箱的基礎上，加了一套計算機控制的系統，就能實現自動換擋。實際產品有工藝性要求，如果直接在傳統的手動變速箱上，加載一套計算機控制的系統，實現自動換擋，其效果并不理想。
開發一套適宜純電動大型客車的配套的AMT的難點，不在計算機控制系統，而在執行部件及與手動變速箱的機械接口上。
一直沒有出現過，傳統發動機不配變速箱的汽車。中國汽車要在傳統汽車上超過國外品牌汽車，大家討論較多是發動機技術前沿技術在國外。行業內的人都知道的，變速箱的沿技術也在國外。中國發展純電動汽車，公交車已經出現直驅方案的電動公交車。如果直驅方案能再優化，直驅方案出現在其他類別的電動汽車也是有可能的。
當下通勤純電動客車配AMT的基本理由是：
a)有了AMT，動力性能較好、電耗較低，尤其在高速運行時，電耗低更為明顯；
b)有了AMT，系統重量也更低，最高可減重40%；
c)對電機和電機控制器要求，可以降低較多；
d)AMT在換擋可能存在動力中斷問題，但是通勤純電動客車換擋不頻繁。
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例如，電動卡車和電動客車可以利用異步電機的高扭矩輸出和良好的散熱性能，滿足重載和長距離運輸的需求。
五、總結
異步電機驅動系統憑借其成本低、可靠性高、調速性能好等優勢，在新能源汽車領域具有廣闊的應用前景。隨著技術的不斷進步，異步電機將朝著高效化、輕量化、集成化和智能化方向發展，進一步提升其在新能源汽車市場的競爭力。
[5] 倪昀，陳偉.基于nCode的前橫向穩定桿應變疲勞分析[J/OL].熱加工工藝，2014,43（02）:52-54+58.（2014-02-13）
[6] 周美施，張鐵柱，尹懷仙，張洪信，劉高君.基于n Code Design-Life的電動客車車架疲勞壽命分析[J/OL].青島大學學報（工程技術版），2015,30（04）:96-100.
文章來源：汽車科技
深圳、廣州、北京、上海等一線城市公交車輛已基本實現電動化，三四線城市客車電動化也在加速推進。隨著動力電池成本下降和續航里程增加，未來新能源大巴將由短途客運和景區內擺渡逐漸進入公路客車領域，將進一步成為城市客車主流。新能源大巴符合綠色低碳循環發展的時代背景，從目前大巴市場電動化率來看，未來新能源大巴仍有較大的市場空間。
2016年，工信部發布了《電動客車安全技術條件》，從人員觸電、水塵防護、火災防護、充電安全、碰撞安全、遠程監控等方面綜合考慮，充分借鑒了現有的傳統客車、電動汽車相關標準和上海、北京等地方標準，對動力電池提出更高的技術要求，增加了熱失控和熱失控擴展兩個測試項，已于2017年1月1日正式實施。
本文
以1臺額定功率100 kW的純電動客車驅動用PMSM為研究對象，利用有限元方法對電磁振動噪聲進行仿真計算，通過對比分析轉子不同方式分段斜極的諧響應和聲場結果，得到最優的轉子斜極方式。
空間較大且規整的客車或專用汽車多采用該種結構形式，如宇通E10 純電動客車等。
工程專用車、自卸車、市政專用車、城市環衛車輛、清障車、軍警專用運輸車輛、消防車、解款車及防彈車、郵政、醫療、機場、航天等專用車；
零部件：發動機、底盤、變速箱、輪胎及輪轂、車橋、車廂、驅動和制動系統、傳動裝置、ABS及安全裝置、控制系統、車載GPS 系統、液壓件、齒輪軸承、空調、內飾等附件、輪滑劑、新材料、新能源等其他相關產品、以及專用汽車上裝零部件及系統；
純電動商用車： 純電動客車
目前，電動客車堅持用磷酸鐵鋰，因為三元電池沒解決熱失控這個問題。而乘用車都在用三元，為了優先保證能量密度（但系統熱失控也需要滿足逃生時間）。所以，不同的應用需求，可以做不同要素優先級的選擇。關于共性需求，目前的用戶調研，基本上，成本和能量密度在純電動里面還是放在最先的位置。
動力電池未來變化和發展趨勢
1.價格降低。
以目前已實現應用化的10.5米客車型號為例，燃油客車購置成本為40 萬元，電動客車購置成本為74萬元，而氫燃料電池客車購置成本為195萬元（價格信息來自中國政府采購網），遠高于燃油客車與電動客車，現階段仍需依靠政府補貼。且不論在不斷進步的三元鋰電池和磷酸鐵鋰技術成本不斷降低、電網基礎設施不斷普及覆蓋的情況下（電網可以無處不在），氫燃料電池車在中短途與電動車相比也并無競爭優勢。
依據純電動客車動力的傳輸路線可以建立車輛的仿真模型，并輸入各部件所需的參數，如圖2所示。
