分析纯电动客车动力系统设计及技术

分析纯电动客车动力系统设计及技术

发表时间：2019-08-30T15:20:53.950Z 来源：《基层建设》2019年第16期作者：周国滔

[导读] 摘要：本文对纯电动客车动力系统设计及技术进行探析。

珠海广通汽车有限公司 519040

摘要：本文对纯电动客车动力系统设计及技术进行探析。纯电动客车的研发是解决能源危机和环境污染的有效途径，具有重大意义。城市公交电动化是未来城市客车的发展趋势，也是缓解城市雾霾的必然要求，实现电动客车全覆盖是国家能源可持续发展的战略布局。

关键词：纯电动客车；动力系统；结构特点；问题

一、纯电动客车背景及意义

汽车是科技技术发展的产物，它的出现给人类社会带来了翻天覆地变化，最直接的是产生了一种新的产业—汽车工业，至今为止仍是许多国家支柱性产业之一。汽车的发展引起了一场陆路运输划时代的革命，彻底地改变了人们的出行方式，有力地提高了社会生产力的发展效率，大大地提高了人们的生活质量，有效地推动了人类文明的全球交流。但是，传统内燃机汽车在使用过程中会消耗大量的石油资源，并排放出有害尾气，从而加剧了能源危机和环境污染两大亟待解决的问题。

全球汽车行业发展势头依然迅猛，国内更是增长迅速。汽车保有量的增加势必造成能源短缺、环境污染等严重问题。目前备受关注的雾霾天气日益严重，而汽车尾气的排放是雾霾形成的重要因素。由此可见，传统内燃机汽车在行驶过程中所产生的尾气不仅污染了空气也对人的身体健康产生了直接的危害。因此，世界各地正加大精力去探索解决能源危机和环境污染的有效途径。寻求一条清洁、环保、可持续的发展道路势在必行。纯电动客车的研究是解决环境污染和能源危机最有效的途径，发展纯电动客车具有全球性战略意义。关乎全球的平稳发展，关乎人类的长久生存。

二、纯电动客车的问题

发展纯电动客车代替传统内燃机汽车可以有效的减少由汽车带来的能源和环境问题，我们似乎是找到了一条正确的方向，所以，无论从企业还是政府方面都在大力发展电动汽车。但电动汽车的市场仍然没有扩展开来，其主要原因是核心技术还有待突破，电动客车的发展仍然面临着诸多难题；

（1）动力电池能源密度问题。蓄电池技术的突破难题一直影响着电动客车的续航里程，而续航里程短则是制约电动客车发展的最主要原因，这一缺点使电动汽车的市场短时间内难以和传统内燃机相比。因此，蓄电池技术亟待突破。

（2）充电设施不充足。一方面是技术原因，目前成型的充电网络技术并不成熟，另一方面由于基础设施的建设涉及诸多部门和利益团体，充电站等基础设施建设滞后。这样就难以保证电动客车高效的运营。

（3）电池成本高。目前研制可用的蓄电池的成本太高，企业如果没有政府补贴，公司根本无力负担高额成本。依赖补贴生存的道路肯定无法长久，研发低成本高效率的动力电池势在必行。

（4）报废电池再处理问题。电能作为清洁能源，在电动客车的使用过程中，不会造成大气污染等问题，但是当电池的使用寿命达到期限报废时，废弃的电池没有合理的安置措施，从而能够导致严重的二次污染隐患。

（5）控制技术有待提高。以电池为核心能源供应，电动机为主要动力原件的电动客车，其对控制技术的要求很高，但目前的控制技术还难以完美的符合技术要求。这一点也在制约着电动客车的发展。

三、纯电动汽车的优势

传统内燃机汽车在行驶过程中所产生的尾气不仅污染了空气也对人的身体健康产生了直接的危害。纯电动客车的研究是解决环境污染和能源危机最有效的途径，发展纯电动客车具有全球性战略意义。关乎全球的平稳发展，关乎人类的长久生存。与传统内燃机汽车以发动机为动力核心不同，纯电动汽车的动力核心是蓄电池，把电能转化为机械能驱动汽车。与内燃机汽车相比，纯电动汽车具有以下优势：（1）环保；纯电动汽车在行驶过程中可以做到零排放，对空气的污染几乎为零，即使按所消耗的电能换算到电厂发电造成的污染也远远小于内燃机汽车在行驶过程中产生的污染，因为电厂的能源转换效率更高，而且集中排放便于安装治污装置。

（2）能源消耗小；传统内燃机汽车消耗的是不可再生能源石油，过度的开采必然导致能源的枯竭，而电动汽车以清洁的可再生的电能为动力源，可有效地减缓能源危机。

（3）振动噪音小；电动汽车的振动和噪音都要比传动内燃机汽车小，舒适性高于传统汽车，同时也有助于提升汽车的NVH性能。

（4）结构简单；电动汽车不再需要传统汽车复杂的传动机构，节省了空间维护起来也更加方便。而且，电动汽车更加便于实现四轮驱动。

（5）加速快；电动汽车比传统汽车起步加速更加迅猛。

四、纯电动客车动力系统组及结构特点

区别于传统内燃机汽车以发动机为动力核心，纯电动客车的动力核心是驱动系统。驱动系统是将电池的化学能转化为机械能，通过传动装置或者直接驱动车轮。驱动系统包括电源、电机、控制系统、传动系统四个子系统。

电源系统包括蓄电池，充电装置和控制装置等。电机将电源内的电能转化为驱动车轮的机械能，可以通过传动系统驱动，也可以直接驱动车轮。电源技术的发展直接影响电动客车的续航里程，进而影响电动客车未来的发展。最初电动客车采用的是铅酸电池，但铅酸电池的性能不足以匹配电动客车的指标要求。

驱动电机是将电池的化学能转化为机械能的装置。最初，直流串激电动机在电动汽车广泛被应用，但这类电机存在换向火花，比功率低，维护复杂等缺点。随着技术的发展正逐渐被直流无刷电机、开关磁阻电机、和交流异步电动机所取代。作为驱动系统的另一个核心装置，电动机的发展，关系着电动客车的能量转化效率。

控制系统为了调控电动客车的车速和方向，通过控制电源输出的电流和电压的大小控制车速，控制电机的正反转改变车的前进和后退。控制系统关系着电动客车的动力性、舒适性、和经济性。而电动客车的稳定运行也需要控制系统的稳定控制。因此，控制系统对于电动客车来说至关重要，开发一套能使客车稳定、高效、协调运行的控制系统尤为重要。

传动系统的作用是将电机的驱动转矩传递给驱动轴，带动车轮转动。电机区别于内燃机可以带负载启动，所以无需离合器，电机实现反转可以通过控制系统，所以无需倒挡，如果采用无级变速，则可省去变速箱，车轮直接驱动则可省去传动系统。