電動客車的案例
電動客車高壓線束設計
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
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 純電動客車骨架結構優化（模態分析、極限工況分析、靜力分析、拓撲優化）
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。考慮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 新紀錄：中通12米鎂合金公交成功下線！
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 
深度 | 純電驅動技術路線！
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。
展開 碳纖維在汽車輕量化中的成本分析
生產成本應該與消費成本結合起來衡量
近日，國內某電動客車廠家的產品新聞發布會上發布了一款碳纖維材料純電動客車，現場12米長的實車并非整車全部使用了碳纖維材料，而是車輛的頂棚、左右側圍和底板所構成的車架采用了碳纖維復合材料。據發布會上的資料介紹，這款電動客車所使用碳纖維材料的部件重量約為1.8噸，相比于使用鋼材料的車身可以減重約23%，使整車質量控制在8.5噸以內，車輛的續駛里程可以達到500km以上。從生產成本上看，這款使用了碳纖維復合材料的客車比傳統鋼材料的同級別客車補貼前成本高出20萬左右，這占了整車生產成本中一個很大的比例，但是該客車生產廠家卻對市場持有樂觀態度，其負責人坦言“并不擔心這款車的銷量。”在他看來，盡管由于使用了碳纖維材料使得整車成本增加，但整車質量的提升與續駛里程的增長可以延長車輛的使用壽命，可以比同級別車型略有所長。另外，動力電池重量的減輕與成本的降低，也將彌補碳纖維材料使用帶來的高成本不足。
對于新能源車型來說，動力電池是其核心組成部分，作為動力電池的承載件，動力電池箱體一般安裝在車體下部，主要用于保護動力電池在受到外界碰撞、擠壓時不被損壞。無錫威盛新材料科技有限公司為國內多家新能源汽車提供碳纖維動力電池箱體及其他碳纖維汽車結構件，其市場部負責人曾在碳纖維應用成本方面做過相關計算，以一款碳纖維動力電池箱體為例，用碳纖維復合材料制作的箱體重量僅為2.7kg，與傳統鋼結構材料制作的電池箱體相比大約能減重80%，在強度和荷載力上同樣能達到相關的技術要求，更重要的是，因為車體下方的運行環境惡劣，該款碳纖維電池箱體展現出的抗腐蝕、防水、阻燃、使用壽命長等性能可以很好地應對和解決這些問題。從成本上看，使用碳纖維復合材料動力電池箱比鋼結構電池箱要多付出一千多元，但是10千克的減重在長達數年的車輛運行過程中將產生不可小覷的效應。
展開 2021年上半年動力電池情況分解（上）
按不同用途來看電池需求
當前中國的電池主要是用在純電動車這個類型上的，總數量為49GWh，占比93.71%；在PHEV上的用量為3.298GWh，占比6.29%。
純電車型中，純電動乘用車是最大的細分市場，2021年上半年裝機量為42.485GWh，占比81.09%；純電動客車為3.37GWh，占比6.43%，為第二大細分市場，但這部分和純電動專用車的3.24GWh，以及插電混動乘用車的3.2GWh差異并不大。
從總體數據來看，電動汽車市場整體呈現出爆發增長的趨勢，以電動乘用車需求明顯上漲為主要代表。相對來說，電動客車和電動專用車的需求比較穩定。
圖3 動力電池的主要用途分布
3. 按不同化學體系來看電池需求
從不同類型的化學體系來看，鐵鋰的產量為6月單月7.8GWh，超過了當月的三元7.4GWh；同時，上半年磷酸鐵鋰電池產量累計37.7GWh，也超過了三元電池產量36.9GWh。這在產量上是一個非常明顯的信號。
如果僅從目前的裝車數據來看，6月份三元電池裝機5.9GWh，還是比鐵鋰的5.1GWh高一些。眼下的趨勢是，雖然2021年上半年鐵鋰的總裝機量22.2GWh還落后于三元的30.2GWh，但是今年趕超三元裝車量是非常確定的事情。
圖4 鐵鋰和三元的分布情況
在這里到底是怎么回事呢？我做了一個分解，如下圖所示：
目前三元電池的成本還是相對比較高，所以大量運用在乘用車上，上半年裝機量為30.127GWh。鐵鋰呢，目前已經開始逐步在乘用車上突破，上半年裝機量為15.5GWh，客車和專用車上各裝了3.36GWh和3.242GWh。從趨勢來看，鐵鋰在乘用車上的裝機量和滲透情況是逐步加快的。
展開 38圖和3個視頻，秒懂電動汽車技術！
純電動汽車的優點有：無污染、噪聲小；結構簡單，使用維修方便；能量轉換效率高；同時可回收制動、下坡時的能量，提高能量的利用效率；可在夜間利用電網的廉價“谷電”進行充電，起到平抑電網的峰谷差的作用。
2、純電動汽車的基本構造有哪些？
電動汽車的結構布置各式各樣，比較靈活，概括起來分為純電動汽車電動機中央驅動和電動輪驅動兩種形式。電動機中央驅動形式借用了內燃機汽車的驅動方案，將內燃機換成電動機及其相關器件，用一臺電動機驅動左右兩側的車輪。電動輪驅動形式的機械傳動裝置的體積與質量較電動機中央驅動形式的大大減小，效率顯著提高，代價是增加了控制系統的復雜程度與成本。
3、純電動汽車有哪些種類？
純電動汽車發展至今，種類較多，通常按車輛用途、車載電源數目以及驅動系統的組成進行分類。按照用途不同分類，純電動汽車可分為電動轎車、電動貨車和電動客車三種。
(1)電動轎車是目前最常見的純電動汽車。除了一些概念車，純電動轎車已經開始批量生產，東風日產啟辰晨風、比亞迪秦已進入汽車市場。
(2)電動貨車用作功率運輸的電動貨車目前還比較少，而在礦山、工地及一些特殊場地，則早已出現了一些大噸位的純電動載貨汽車。
(3)電動客車，目前純電動小客車也較少見；純電動大客車用作公共汽車，在一些城市的公交線路以及世博會、世界性的運動會上，已經有了良好的表現。
4、純電動汽車發展歷程是怎樣的？
早在19世紀后半葉的1873年，英國人羅伯特·戴維森(Robert Davidson)制作了世界上最初的可供實用的電動汽車。這比德國人戴姆勒(Gottlieb Daimler)和本茨(Karl Benz)發明汽油發動機汽車早了10年以上。
戴維森發明的電動汽車是一輛載貨車，長4800mm，寬1800mm，使用鐵、鋅、汞合金與硫酸進行反應的一次電池。
展開 電池殼第一道次沖壓成形模擬分析
由于節能和環保的壓力，新能源電動車正迅速的從實驗室走向商業化和市場化。電動汽車采用電池組作為主要的能量來源。電池組需求量大，零件表面要求高，給鋼鐵企業帶來了新的挑戰。一臺49座純電動客車，其電池組由1.8萬個電池組成，在電池組中任意一電池殼出現砂孔、沖壓開裂、軋制橫折紋等問題，均無法滿足使用要求，其研發難度之大，讓國內很多鋼廠望而卻步。河鋼唐鋼起初研發電池殼鋼試用生產時，也曾出現拉絲、夾縫等缺陷。因此，本文以某純電動客車電池組電池為原型，采用Dynaform軟件對電池殼第一道次沖壓成形過程進行仿真分析，評價影響電池殼沖壓成形的關鍵材料參數。
電池殼沖壓成形有限元模型及邊界條件設定
研究背景
某電動客車廠生產電池殼時，采用0.5mm厚板料經過落料→6道次變形沖壓→整形、切邊等工序得到，不同道次零件如圖1所示，不同道次零件尺寸見表1。實際生產時，每分鐘可得到20個成品電池殼。
圖1 不同道次沖壓變形后電池殼（已切邊）
幾何模型建立
本文以電池殼生產過程中第一道次沖壓過程為研究對象，根據不同道次零件尺寸，參照沖壓手冊中圓筒形件沖壓毛坯尺寸計算公式和無凸緣圓筒形拉深件的修邊余量經驗值表，可以確定初始坯料尺寸為φ104mm。第一道次零件尺寸為φ55mm×27mm，底部外圓角半徑為4mm，可得到凹模尺寸，通過Dynaform軟件自帶的偏置功能偏置模具間隙即可得到凸模尺寸。由于第一道次為不減薄沖壓，其模具間隙為(1.1～1.3）t，擬定模具間隙為1.1t得到凸模。各零件的形狀如圖2所示。
展開 動力電池檢測要求
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目前電動汽車上主要采用風冷、水冷、油冷幾種冷卻方式。凌澤表示，客車上也有采用風冷的，但理論上是不符合要求的。
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凌澤表示，由于能量密度的原因，目前的車輛上基本上都不會加熱管理系統。但國家為了提高補貼門檻，增加了一些要求，電動客車必須要達到IP67標準和熱管理系統。他建議，在以后沒有補貼的情況下，企業可考慮在電池系統里增加一個熱管理系統，可以保證讓電池在一個比較適宜溫度工作，比如25—35度之間正常使用，另外可以縮小電池包之間的溫度差。他表示，溫度控制好后，安全性、可靠性都得到保障，實用性也很好，冬天加熱，夏天降溫，這樣一來電動汽車基本上在每個角落都可以使用。
CAE在動力電池檢測中的應用
CAE-計算機輔助工程(ComputerAidedEngineering)，指用計算機輔助求解分析復雜工程和產品的結構力學性能，以及優化結構性能等。而CAE軟件可作靜態結構分析，動態分析；研究線性、非線性問題；分析結構（固體）、流體、電磁等。通過CAE技術仿真模擬動力電池在產品周期中各項可靠性參數的變化，為優化動力電池模組結構提供依據，通過與實際測試數據的比對，為提高動力電池包可靠性起到重要作用。其中，CAE仿真技術在電池組的仿真分析上，主要有以下幾個方面：
1.電池組熱管理：根據溫度場分布設計散熱系統；
2.電池的機械性能分析：碰撞，碾壓，針刺對電池的影響；
3.電池的電性能分析：過充/過放，大電流，充/放，外部短路對電池的影響；
4.噪聲、振動和聲振粗糙度分析：流動噪聲，結構振動；
5.結構的耐久性分析。
展開 新能源動力電池檢測要求
5、目前電動汽車上主要采用風冷、水冷、油冷幾種冷卻方式。凌澤表示，客車上也有采用風冷的，但理論上是不符合要求的。
6、凌澤表示，由于能量密度的原因，目前的車輛上基本上都不會加熱管理系統。但國家為了提高補貼門檻，增加了一些要求，電動客車必須要達到IP67標準和熱管理系統。他建議，在以后沒有補貼的情況下，企業可考慮在電池系統里增加一個熱管理系統，可以保證讓電池在一個比較適宜溫度工作，比如25—35度之間正常使用，另外可以縮小電池包之間的溫度差。他表示，溫度控制好后，安全性、可靠性都得到保障，實用性也很好，冬天加熱，夏天降溫，這樣一來電動汽車基本上在每個角落都可以使用。
CAE在動力電池檢測中的應用
CAE-計算機輔助工程(ComputerAidedEngineering)，指用計算機輔助求解分析復雜工程和產品的結構力學性能，以及優化結構性能等。而CAE軟件可作靜態結構分析，動態分析；研究線性、非線性問題；分析結構（固體）、流體、電磁等。通過CAE技術仿真模擬動力電池在產品周期中各項可靠性參數的變化，為優化動力電池模組結構提供依據，通過與實際測試數據的比對，為提高動力電池包可靠性起到重要作用。其中，CAE仿真技術在電池組的仿真分析上，主要有以下幾個方面：
1.電池組熱管理：根據溫度場分布設計散熱系統；
2.電池的機械性能分析：碰撞，碾壓，針刺對電池的影響；
3.電池的電性能分析：過充/過放，大電流，充/放，外部短路對電池的影響；
4.噪聲、振動和聲振粗糙度分析：流動噪聲，結構振動；
5.結構的耐久性分析。
展開 
比亞迪的美國困局
比亞迪北美公司主要與總部位于加州的Proterra公司（PTRA.O）在美國電動客車市場展開競爭。到目前為止，兩家公司在美國已經售出了大約1000輛電動巴士。Proterra計劃在未來幾年內建立一個國內電池制造工廠。
據交通與環境中心執行董事丹?勞德堡（Dan Raudebaugh）介紹，隨著時間的推移，預計其他巴士制造商也將幫助填補這一空白，其中包括總部位于美國的GILLIG、加拿大NFI集團（NFI.to）的新Flyer子公司，以及總部位于加拿大的Novabus，一家沃爾沃（VOLVb.ST）子公司。
GILLIG、NFI和Novabus是歷史悠久的柴油公交車制造商，近年來開始銷售混合動力、電動和氫動力車型。其他公司，包括加拿大的Lion Electric Co（LEV.TO）和綠色動力汽車公司（GreenPower Motor），美國REV集團（REV Group）的ENC和英國的Arrival，也剛剛開始增加他們的運輸業務。
但在目前的電動客車產能上，它們都落后于比亞迪。
“如果將最具競爭力的供應商趕出市場，這為其他剩余參與者提高價格創造了一個合謀的環境，”羚羊谷交通管理局首席執行官梅西·內沙蒂（Macy Neshati）表示，該機構為洛杉磯縣地區提供服務，幾乎將其擁有85輛左右公交車的整個公交車隊都換成了電池供電的比亞迪。
展開 新能源汽車技術 | 轉子不同方式分段斜極對永磁同步電機噪聲的影響
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結 語
本文以1臺額定功率100 kW的純電動客車驅動用PMSM為例進行轉子不同方式分段斜極的振動噪聲仿真，通過對比分析得到以下結論：
(1) 電機產生的振動噪聲主要受徑向電磁力的影響，該徑向電磁力主要與極槽配合有關。本文采用12極72槽的配合方式，72階電磁力對振動噪聲的影響最大，其次是36階電磁力。
(2) 在轉子分段數相同的情況下，轉子斜極方式不同，對振動噪聲的削弱也不一樣，對于本文所研究的電機而言，雙邊斜極產生的振動噪聲最低，效果最好。
本文發表于《
電機與控制應用
》
文章來源：電機與控制應用
ElectReon Wireless完成行進中車輛無線充電路測
據外媒報道，ElectReon Wireless公司于近日宣布，公司采用其電動道路設施，成功地電動車行駛中的電動車完成了無線充電測試。該公司宣稱，其設法在全長25米的測試路段上為雷諾Zoe測試車輛進行了無線充電測試。
ElectReon公司始創于2013年，總部位于以色列的特拉維夫，該公司研發了一款實時無線電氣化系統，可用于電動交通工具，旨在降低對燃料、充電站或大型車載電池的依賴性。該系統利用其自主研發的銅線圈（copper coils），將其置于道路的中央車道處，并在其上覆蓋了一層柏油，該系統由地下的充電系統驅動。充電時序使用一個或多個車載接收器，具體情況視車輛的尺寸而定。
在完成測試后，ElectReon表示，公司旨在打造一條全長260的環形賽道，旨在測試高速行駛的電動車輛（含電動客車）。
該公司表示，測試時采用了多種路況條件（如：積水的路面），在各種測試條件（路況）下，該款無線充電系統的充電傳輸率達到87%。
據ElectReon透露，在2018年上半年期間，公司的資金及資產總值達到1600萬美元。
來源：蓋世汽車
展開 研判：基于線控底盤的比亞迪自動駕駛超級電動卡車技術狀態
筆者有話說：
回顧過去10年，“技術為王”的比亞迪在電動/混動乘用車、電動客車以及超級電動卡車的發展軌跡比對，堅持迭代進化策略在面對競品始終保持技術代差。
有意思的是，2017年1月特斯拉發布了一款電動卡車，至2021年11月依舊沒有上市；2021年11月早些時候，吉利商用車遠程發布一款電動卡車，炫酷的外觀和內飾為最大亮點。從2015年-2021年，比亞迪發布了十余款8X4/6X4超級電動卡車，并投入到環衛和運輸等行業商業化運營。
單從產品本身看，這款用于港口牽引的自動駕駛超級電動卡車，將線控底盤技術（電液一體化線控轉向系統）多種環境感知解決方案的全融合，確定了比亞迪商用車完全從技術層面力壓友商的硬核實力。
新能源情報分析網評測組出品
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