純電動客車高壓附件匹配設計及仿真

費為偉 唐金龍 王峰

摘 要：文章結合某款純電動城市客車樣車設計項目，以高壓系統附件為主要研究對象，把車輛經濟性和安全性作為設計指標要求，對其主要部件進行匹配設計。仿真結果表明，對高壓系統附件的匹配設計較為合理。

關鍵詞：純電動客車;高壓附件;匹配設計

中圖分類號：U469.72 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）22-01-03

Abstract： The article combines a pure electric city bus prototype design project with a high voltage system accessory as the main research object， taking vehicle economy and safety as the design index requirements， and matching the design of its main components. The simulation results show that the matching design for the high-pressure system accessories is reasonable.

Keywords： Pure electric bus; High voltage accessories; Matching design

CLC NO.： U469.72 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）22-01-03

前言

隨著能源危機的日益加劇，大力推廣電動汽車成了當務之急[1，2]。作為純電動汽車不可或缺的部件，高壓附件功率較大且和車輛的轉向系及制動系密切相關，直接影響到車輛的經濟性和安全性，故對其進行合理地匹配設計至關重要。

1 高壓系統附件參數匹配

本文純電動客車的高壓系統主要附件有DC/DC變換器、車載空調、空壓機和轉向油泵電機等。

1.1 DC/DC變換器參數的匹配

需要基于車上其它用電設備的功率確定DC/DC變換器的功率，由于它們可能不同時工作，故不能簡單地進行功率相加。根據純電動車整車用電設備不同的工作特性，將其分為長期接通、連續接通、短期接通和EV附加4種狀況，賦予不同的權值[3]。本文中將其權值依次取為1、0.5和0.1。此純電動客車的電動液壓助力轉向、電動真空泵、空壓機等EV附加電器部件和電除霜及空調的功率較大，但在設計電路上不經DC/DC，故這里無需考慮。加權計算結果如表1所示。

1.2 車載空調參數的匹配

空調的參數主要包括制冷功率和采暖功率，為減輕動力電池負擔、提升整車經濟性，空調功率不宜過大。據文獻[4]進行空調參數的匹配：

1.3 空壓機參數的匹配

作為大型耗能附件，空壓機對純電動汽車經濟性的影響不容忽視;作為制動系統的核心部件，空壓機能夠直接影響到駕駛安全性。為同時滿足經濟性和安全性要求，需要根據耗氣率盡可能選擇功率較小的空壓機。

制動系的相關參數如表2所示，按文獻[5]中的要求，進行匹配設計：

1.4 轉向油泵電機參數的匹配

本文車輛采用轉向油泵和電機一體式轉向助力裝置，故需要根據轉向油泵來確定電機參數。轉向油泵參數匹配的主要依據是方向機的流量和壓力，此車方向機的最大工作流量（Q）和壓力（P）分別為13 L/min和13 MPa。轉向油泵參數匹配過程如下：

2 匹配結果

高壓附件匹配結果如表3所示。

3 仿真分析

在Cruise中對整車進行建模仿真，車輛基本參數如表4所示。

參數匹配較為合理。

4 結論

對某款純電動城市客車樣車的DC/DC變換器、車載空調、空壓機和轉向油泵電機等高壓系統附件進行了匹配設計和仿真驗證，結果表明，在CCBC和60 km/h等速工況下附件的耗電率分別為35%和13%，在60 km/h緊急制動工況下的制動距離為42 m，滿足純電動客車經濟性和安全性要求，為純電動汽車高壓附件的匹配設計工作提供了參考。

參考文獻

[1] 歐陽明高.中國新能源汽車的研發及展望[J].科技導報，2016，v.34;No.492（06）：15-22.

[2] Pan H，Guo X，Pei X， et al.Research on Regenerative Braking Control Strategy of Distributed EV based on Braking Intention[C]//Wcx World Congress Experience. 2018.

[3] 馬洪吉.電動汽車動力電源系統DC/DC變換其的匹配和計算[M].汽車電器，2011（10）： 25-26.

[4] CJ/T134-2001城市公交客車空調系統技術條件.

[5] GB/T12676-2014，商用車輛和掛車制動系統技術要求及試驗方法[S].北京：中國標準出版社，2014.

[6] 閔海濤，曹云波，曾小華，等.電動汽車空調系統建模及對整車性能的影響[J].吉林大學學報（工學版）（S1）.

[7] 秦大同，武仲斌，黃晶瑩，等.考慮電動空調能耗的純電動汽車動力傳動系統參數匹配[J].重慶大學學報，2013（12）：5-12.