查保應張立輝文
Abstract
DesignandResearchofaPureElectricNarrowBodyCityBus
Thispapermainlyintroducesthedesignandresearchofakindofpureelectricnarrowbusbody.Realizethecarflatwalkway,thespaceinsidethecarismaximized,theoptimizationofthenumberofoccupants;vehiclelightweightdesign,reducetheenergyconsumptionandextendthemileage;optimalallocationofvehicles,highpriceandhighreliability,themaximumextenttomeettheuser’srequirements.
當前,全球資源與環境問題日益突出,能源問題成為影響全球經濟和發展必須解決的問題,新能源的開發和利用成為緩解能源緊張的關鍵。為了減少城市汽車的污染排量，實現新能源汽車的發展戰略，純電動客車越來越普及。
目前市場上多數純電動客車的續駛裡程較短，制約了其發展。筆者從整車結構提出了一種全新的設計方案。該方案從車身骨架、車身附件、底盤大件、高壓電器以及動力電池等方面入手，通過運用集成化的設計理念進行部件設計，對現有的結構進行優化設計，同時加大新材料的應用，最終減輕車輛自重，達到延長續駛裡程的目的。
整車布置
整車采用全新造型，全承載車身，闆簧懸架，二級踏步；等速40km/h工況下(不帶空調），續駛裡程＞250km，電耗≤350Wh/km；整備質量＜7t。具體參數如表1所示。
1.前後橋及懸架設計
前橋選擇4.2t，後橋選擇6t，整車最大總質量10.2t；懸架系統采用前3後4鋼闆彈簧。前懸架調整闆簧左右間距至910mm，過道寬度可達到1000mm，大大提升了通過性。
2.驅動系統及動力電池設計
驅動系統選用額定功率60kW永磁同步電機。動力電池選用磷酸鐵锂電池，容量180Ah，電壓等級512V。動力電池中段布置5箱，尾段布置1箱，共6箱電池，全部位于二級踏步下，保證車内平走道。
3.座椅布置設計
前輪上布置3隻面對面座椅，中段1+1布置6隻座椅，尾段2+2布置8隻座椅，保證中段站立面積最大化。
整車輕量化
整車進行深入研究，例如車身骨架、車身附件、底盤大件、高壓電器以及動力電池等方面，通過運用集成化的設計理念進行部件設計，對現有的結構進行優化設計，同時加大新型材料的運用，減輕純電動客車的重量，有效降低能耗，延長續駛裡程。
1.車身骨架
對骨架部分進行分析，分别從底架前、中、後尾段以及骨架前後圍、側圍、頂蓋入手，優化管型及局部結構，同時對于預埋件進行合理簡化，減少内外蒙皮用量。通過上述手段毛胚車重量控制在2t以内。表2示出了車身骨架改進方向及措施，按照該思路進行輕量化設計，最終毛胚車重量1.965t，達到設計要求。
2.車身附件
對車身附件進行分類，逐個實現輕量化設計。座椅選用輕量化注塑座椅，減少扶手厚度，優化内飾覆蓋件結構，采用PVC地闆等，總重量控制在1.6t以内。表3示出了車身附件改進方向及措施。按照該思路進行輕量化設計，最終車身附件重量1.508t，達到設計要求。
3.底盤
通過與車橋廠家、懸架廠家聯合開發，有效降低其自重，重量控制在1.16t以内。表4示出了底盤改進方向及措施。按照該思路進行輕量化設計，最終前後橋及重量1.153t，達到了設計要求。
4.高壓系統
高壓系統采用集成化設計理念，減少部件數量；同時驅動電機采用鋁合金外殼，動力電池合理匹配容量，電池箱體采用新型結構，減少箱體原材料用料，優化高壓線束走向，減少高壓線用量，重量控制在1.1t以内。表5示出了高壓系統改進方向及措施。按照該思路進行輕量化設計，最終高壓系統重量1.082t，達到了設計要求。
通過從車身骨架、車身附件、底盤大件、高壓系統4大部分進行輕量化設計，最終該車型的整備質量為6.925t，達到設計目标。
先進性
該車型是充分調研了目前市場上的主流産品，并結合國家政策，改進并封閉了市場反饋問題，而全力打造的一款全新産品。在很多方面進行了改進和創新，調整前後輪距，避免輪胎相對與車身的内陷或外凸情況，更加協調美觀；前後懸架後闆簧座采用垂直安裝方式，安裝和拆卸的所需空間較小，降低拆裝難度；後艙門設計高度大于1750mm；踏步最低化設計，僅為310mm；中乘客門寬度最大化設計，寬度可達1300mm。上述改進創新使得該款産品更能滿足市場需求，提升市場競争力。
該車型在高壓系統創新采用多合一控制器，降低了質量和成本；采用永磁同步電機，提升動力系統效率，降低能耗和自重；轉向電機采用永磁電機，并設計獨立安裝倉，實現節能和防水性能的提升。
該車型輕量化設計成果顯著，整備質量＜7t，與國内同級别、同配置車型相比，具有非常大的優勢。
安凱客車助推合肥榮獲世界最具影響力電動汽車城市大獎
在不久前剛剛落幕的“第29屆世界純電動車、混合動力車和燃料電池車大會暨展覽會”(EVS)上，合肥市摘得中國唯一的世界最具影響力電動汽車城市大獎。
合肥市此次能獲此殊榮，得益于安凱客車等一批優秀的新能源上下遊企業長期以來在新能源領域的不斷探索和積極推廣。從2003年起，安凱客車開始研發新能源客車，并一直以優秀的産品助力合肥市公共交通運輸，為節能減排做出了重大貢獻，也成為助推合肥市成功獲獎的重要因素之一。
自2010年合肥啟動全球首條全部應用安凱純電動公交運營的公交線路至今，作為未來汽車發展的重要方向，新能源汽車産業在合肥獲得了政策和資金的鼎力支持，培育了一批骨幹企業，産業體系得到完善，正在加快跻身全國第一方陣。
據合肥市科技局區域與創新處處長戴兵介紹，2015年，合肥新能源汽車産值達156.7億元，同比增長38%。合肥市運行的新能源汽車運行總裡程超過4億km，初步測算，節約燃油6000萬L，減排CO2等13萬t。
2010年，由30輛安凱組成的世界首條純電動公交線路自投入運營以來，已經成功運營長達6年半，運營總裡程超過800萬km。截止目前，安凱投入合肥運營的新能源客車數量已經超過2000輛，為合肥市的綠色發展做出重要貢獻。
根據合肥市政府制定的目标，到2020年将推廣新能源汽車10萬輛，建成公共快充樁6000個以上、慢充樁8萬個以上，産業規模達到500億元以上，建成國内領先的新能源汽車研發及産業化基地。
整車布置圖
驅動電機布置圖
座椅布置圖
外形示意圖