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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
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.
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