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电动客车如何布局才能更加合理

2016年01月20日 09:52    来源: 中国汽车报网 刘晓烨    

  近几年,纯电动城市客车的发展速度突飞猛进,国内各大城市均加快了以纯电动城市客车替代传统动力客车的步伐。但记者在日常乘车过程中,时常会听到乘客的抱怨,而抱怨的焦点主要集中在车内座位少,通达性不够理想上。

  目前,国内多数纯电动城市客车普遍采取将电池组放置在车辆中部的布局,以12米大型客车为例,由于电池组的布置原因,车内大多采取座椅侧向布置的形式。

  福田欧辉的一位技术人员告诉记者:“对于纯电动公交客车来说,采用低地板设计,布置电池组之后,会占用一些车内空间,因此需要改变座椅布置。目前国内的纯电动公交客车的设计,确实会对车内的通达性产生一定影响。”

  城市公交车追求高效率运送乘客,因此需要大开门、低地板,方便乘客进行快速乘降,并保证良好的车内通过性和乘坐的舒适性。那么,如何才能优化现有设计,使纯电动公交客车的车内布局更加合理?

  提高电池能量密度是关键

  如何才能大幅度改善纯电动公交车的车内布局?记者采访到的多家客车企业异口同声表示,提高电池能量密度是最为关键的解决方案。

  西安金龙汽车有限公司的技术人员表示:“当前,对纯电动公交车内部空间影响最大的因素是电池组布置。由于目前电池的能量密度较低,体积和重量较大,为了保 证纯电动公交车的续驶里程,需要安置的电池比较多。例如,一辆车整备质量18吨,而电池就有2.5吨,载客量减少很多。”

  据他介绍,磷酸铁锂电池成箱后,能量密度一般能达到100Wh/kg,三元锂电池可以达到110Wh/kg。国家提出的目标是到2020年达到300Wh /kg。对于城市公交客车而言,这个指标基本能满足使用需求。“我们希望电池技术有革命性的突破,如果电池能量密度提高,电动公交车就不需要装载这么多电 池了,车内空间自然会设计得更加合理。”他表示。

  在大多数客车企业技术人员看来,优化纯电动客车车内布局,最关键的问题是需要电池技术取得突破。电池能量密度提高后,纯电动公交车的轻量化水平、续驶里程都会提高。苏州金龙技术人员甚至说:“如果电池能量密度大幅度提高,电动客车的一切问题便会迎刃而解了。”

  电池分散或是现阶段方案

  虽然提高电池能量密度是完善纯电动公交客车空间结构的前提条件,但电池技术的突破并非一朝一夕的事,有没有什么方法在现阶段比较容易做到?

  重庆交通大学公共交通学者王健告诉记者:“当客车前部、中部、后部的重量均衡时,运营效率最高。对于纯电动公交车来说,就是电池要均衡分布在车辆各处。” 他表示,将电池分散放在底盘下面或者车辆顶部,就不会再占用车内的空间,车内空间更大,客车的均衡性也会有很大提升。

  公交客车在进行设计时,主要考虑就是让车内空间拥有更好的通达性。为了保证公交车的内部空间,会尽量把电池分散布置,车辆两轴中间的地板下部、车辆后部、 车轮上方以及车顶,都可以放置电池。“以现在的技术,可以做到把电池分散布置、不影响车内空间。但是分散布置对于电池的热管理和防护都较为困难,如果电池 集中布置,对电池温度的控制、防护措施会更好实施。”西安金龙的技术人员对记者说,“电池的两种布置方式,各有各的问题,目前没有两全其美的解决办法。”

  宇通技术人员表示,一辆纯电动公交客车大概共需要8万安时到10万安时的电池,它们由多组80~100安时的小电池组成。以宇通目前的技术,根据实际需要 合理布置电池,完全可以做到不影响车内空间。他说:“宇通纯电动公交车的乘坐空间和传统客车相当,甚至比传统客车理想。”这位技术人员还表示,宇通有自己 的新能源客车质量和设计标准,包括新能源客车的安全性、可靠性和舒适性标准,对于内部空间设计,要求优于,至少不差于传统动力客车。

  不过,记者采访到的专家和企业人员都强调,实现电池组的分散布置,电池的安全性能仍有待提高。王健表示:“电池若布置在车辆顶部,受到阳光曝晒,效率会降 低,还存在起火的安全隐患,而布置在车辆底盘,对于电池组的防水、防侵入性能还需要加强,这些技术问题还需研究。”此外,多家客车企业的技术人员表示,由 于车外环境变化频繁,电池组的热管理和自身的适应能力亦需提高。

  分散式驱动渐成趋势

  据记者了解,目前,国内纯电动公交客车普遍采用的驱动方式是集中式驱动。电机放在底盘后部的中间位置,占据很多面积。“随着技术的发展,以后纯电动公交客 车会逐步采用分散驱动形式,即轮边驱动或者轮毂驱动。采用分散式驱动,不再需要差速器、变速器、传动轴,既可以轻量化,也可以节省空间。增加车辆后部通道 的宽度,估计可以增加20%的车内空间。”王健说,“而且没有传动轴,客车地板可以做得更低,乘客上下车更方便。”

  苏州金龙和宇通的技术人员都表示,研究轮边驱动是为了解决驱动效率的问题,提高能量利用率,对于乘坐空间的扩大只是额外带来的优势。

  据宇通技术人员介绍,宇通正在研究分布式驱动平台,适合城市公交车,采用轮边电机、独立悬架。“轮边驱动的潜在优势之一,是两个驱动轮之间的车内通道宽度 比集中式驱动更宽。”他说,“不过,电动客车分散式驱动技术现在还不成熟。现阶段,集中式驱动的安全性、可靠性、舒适性都优于分散式驱动。”

  苏州金龙技术人员说,2012年便研发了采用轮边驱动的客车,因其成本比较高,目前主要针对海外市场。此外,福田欧辉也完成了轮边驱动的样品车,目前还没有批量生产。

  此外,配装超级单胎也可在一定程度上使车内空间更加合理。王健表示,客车使用超级单胎的主要优势在于,车辆行驶时的阻力减小,燃油经济性更好,降低使用成本。另一方面,则可使车辆后部的通道更宽一些。

  宇通和苏州金龙的技术人员告诉记者,客车使用超级单胎,摩擦阻力会降低,效率会提高,也可以使车内空间进一步优化,同时兼有轻量化的作用,但受制于成本、通用性等原因,目前还没有普及应用。

(责任编辑: 龚磊 )

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