ZJ C6120CHEV混聯式混合動力城市客車總體設計

齊 波，王紅剛

（杭州越西客車制造有限公司，杭州 311100）

ZJ C6120CHEV混聯式混合動力城市客車總體設計

齊 波，王紅剛

（杭州越西客車制造有限公司，杭州 311100）

主要闡述ZJC6120CHEV混聯式混合動力城市客車的控制策略，發動機、變速器等的合理匹配，使整車的動力性和經濟性得以提高。

混聯式；混合動力城市客車；底盤設計；總體設計

1 混聯式混合動力系統技術特點

目前國內自主開發混合動力客車在發動機功率不降低的情況下，一般不節油或節油率僅在5%左右。本方案的設計思路是通過降低發動機功率，增加電驅動功率，總功率大于或等于基準車型，使得動力系統可以按照整車的實際運行工況靈活調控，而發動機保持在綜合性能最佳的區域內工作，從而降低油耗與排放[1-2]。本方案采用50 kW永磁同步電機配動力電池。當速度在0～20 km/h時，由電機驅動車輛；速度在20 km/h以上時，由發動機和電機聯合驅動或發動機單獨驅動車輛。動力電池的電能來源于制動回饋和發動機。在方案設計時，預留了plug-in方案的接口[3-4]。

啟動和低速時，只靠電動機驅動行駛；當速度提高時，由發動機和電動機共同高效地分擔動力，同時發電機在車輛行駛過程中為高壓電池充電。在車輛制動過程中，驅動電機具有能量回饋的功能。這時，驅動電機為發電機，客車的動能將轉化為電能并為電池充電，同時減少了制動時所需要的壓縮空氣以及空氣壓縮機的損耗[5-7]。

本方案的混合動力系統配置了最新的傳動技術、CAN總線控制技術、可視化數字儀表、APU控制技術及先進的電池管理系統[8-9]。圖1為ZJC6120CHEV混聯式混合動力系統平臺示意圖，它包涵了整車系統平臺、電驅動系統平臺、APU系統平臺及電動輔助系統平臺[10]。

2 整車外形及主要參數

該整車采用雙曲線大圓弧與小圓角相結合，造型設計以流線、曲面為主，降低風阻，其外形見圖2。整車骨架選用16 Mn材料的矩形管焊接而成，采用抗變形強的閉環骨架，可提高車身的側翻及碰撞強度。前后圍蒙皮及保險杠采用玻璃鋼制品，前后風窗采用4+0.76+3（mm）夾層玻璃，側窗采用大幅面粘貼式推拉窗，能大大提高整車的美觀度及密封性。其主要技術參數如下：

3 底盤選用

1）發動機選擇。依據正常道路上滿載最大速度行駛時所需要的功率[3]：

由此可以選擇發動機功率≥150 kW，參考濰柴發動機選擇維柴WP6.210國Ⅳ柴油機（公交版），其主要參數如下：排量為4.76 L；額定功率為155 kW；額定輪速是2300/（r/min）；最大扭矩是800 N·m；最大扭矩轉速1200～1800 r/min；凈重為 620±50 kg。

2）變速器選擇。主減速比i0的確定。主減速比對主減速器結構型式、輪廓尺寸、質量大小以及變速器處于最高檔位時的動力性和燃油經濟性都有直接的影響。在結合發動機最大功率及其轉速的情況下，所選擇的i0應按下式計算：

結合同類車型的計算結果，則實際值取為6.43。

最小傳動比的選擇：

最小傳動 4.47＜imin＜5.04，則高檔傳動比范圍為 0.7＜ig＜0.78。

最大傳動比的選擇：

所以最大傳動比24.56＜imax＜41.67,則低檔傳動范圍比 3.82＜ig＜6.48。

選擇變速器型式為中德傳動2D·F6S950同步器型變速器，其主要參數如下：最大輸入扭矩為1050N·m；總質量是 205kg；檔位及傳動速比：1檔、2檔3檔、4檔、5檔、6檔、倒檔，6.39、3.97、2.40、1.48、1.00、0.73、5.88。

3）前后橋的選擇。前后橋均選擇東風公司成熟的客車專用橋。前橋：鍛壓成型，工字型斷面、轉向梯形位于前軸后方；后橋：整體沖壓焊接式橋殼（精磨齒），單級減速。

4）底盤其他部件選擇。車架選擇桁架式，采用16Mn材料的矩形管焊接而成。懸架采用由空氣彈簧和雙向作用液壓減振器組成，前懸架裝有橫向穩定裝置。轉向器選用整體式液壓動力轉向，臥式安裝，方向盤可調。制動系統采用雙管路、前后獨立、氣制動，加寬蹄片，自動間隙調整臂。

4 結束語

在交通部試驗場及汽車檢測中心，該車進行了動力性能、油耗、排放測試。

1）動力性能指標數據。最高車速：80（km/h）；0→50 km/h（發動機）加速度時間：≤28 s，0→50 km/h（混合動力）加速度時間：≤29 s；最大爬坡度：≥20%（注：動力性能滿足國家相關標準和實際使用要求）

2）油耗結果。本車油耗結果：28～33 L/100 km；一般并聯混合動力車：36～40 L/100 km*；一般串聯混合動力車：32～38 L/100 km*；一般12 m自動檔的傳統車：42 L/100 km（中國典型城市工況）（*數據來自2007年北京“節油擂臺”）。

3）排放結果。

本車排放：HC=0.19 g/km，CO=6.29 g/km，CO2=901.21g/km，PM=0.43 g/km；常規柴油客車排放：HC=0.6 g/km，CO=10.31 g/km，CO2=923.21 g/km，PM=0.5 g/km。

可見，ZJC6120CHEV混聯式混合動力城市客車整車配置具有較好的經濟性和動力性，排放符合歐Ⅳ標準。

[1]席力克.串聯式混合動力客車動力系統設計與控制策略[J].交流技術與電力牽引，2005，（3）：36-38.

[2]游國平，陳法兵，郭寬友.混合動力客車循環工況下燃料經濟性分析[J].客車技術與研究，2011，33（2）：16-18.

[3]張傳旺.并聯式混合動力城市客車動力系統匹配計算[J].客車技術與研究，2011，33（2）：39-41.

[4]趙振宇，高學浴.CLY6110PHEV油電混合城市客車車身設計[J].客車技術與研究，2011，33（2）：49-51.

[5]朱俏斌，戴紅，蔣元廣，等.ISG并聯混合動力汽車的優化控制研究[J].客車技術與研究，2011，33（2）：6-9.

[6]陳鳴.混合動力城市客車[J].客車技術與研究，2011，33（3）：41-43.

[7]張裔春，胡慶.WG6120HAA4型混合動力城市客車研制[J].客車技術與研究，2011，33（2）：45-48.

[8]劉文杰，鄧建軍.TEG6128SHEV串聯式混合動力城市客車總體設計[J].客車技術與研究，2009，33（1）：15-16.

[9]趙佳.基于SAEJ1939協議的混合動力客車通訊技術[J].客車技術與研究，2011，33（2）：55-57.

[10]余志生.汽車理論（第5版）[M].北京：機械工業出版社，2010.

修改稿日期：2012-07-02

Overall Design of ZJC6120CHEV Parallel-series Hybrid Electric City Bus

QI Bo,WANGHong-gang
(Hangzhou Yuexi Bus Manufacture Co.,Ltd,Hangzhou 311100,China)

The authors mainly elaborate the control strategy,engine and gearbox reasonable match of the ZJC6120CHEVtype hybrid electric citybus in order toimprove the vehicle power and economy performances.

hybrid type;hybrid electric citybus;chassis design;overall design

U462.2；U469.7

B

1006-3331（2011）04-0030-02

齊 波（1986-），男，工程師；機構工程師；研究方向：客車車身設計。