新能源客车培训讲义

1、,1,新能源客车,培训讲义,联合汽车工业有限公司,技术储备课 新能源项目组,2,说 明,首先需要声明的是目前所有的客车厂都选用动力总成提 供商的混合动力或者纯电动系统，因此如果各位在市 场和售后过程中有较好的动力总成系统的方案，觉 得如果通过样车设计和生产准入对于各位的市场突 破有用，可以向公司对应渠道反馈，并请留出3个 月的时间。,公司新能源客车的成功发展和市场开拓有赖于各位 的支持，希望今后能够与各位同仁一起携手共进！,3,内容纲要agenda,1 新能源客车技术综述,2 国家政策及产业发展趋势,3 关键部件介绍：电机、电池,4 典型混合动力总成方案介绍,5 纯电动客车技术介绍,6 公司新

2、能源客车介绍,4,1 新能源客车技术综述,5,1 新能源客车技术综述,新能源客车的分类：重新定义为混合动力、纯电动、燃 料电池。,核心技术：整车控制器、电机及其驱动、电池及其管理 系统。,6,2 国家政策及产业发展趋势,7,国家政策及产业发展趋势,补贴问题,最新的国家产业政策 相关新能源标准问题,纯电动的充电问题：充电站的建设问题,重量级央企逐鹿电池、充电站：电池、充电站两个领域 的参与者。,新能源车或将成为新的市场竞争点 参考新能源汽车发展态势分析,8,3 关键部件介绍：电机、电池,9,关键部件介绍：电机、电池,电机的分类,各种电机的优势和劣势 主流电机及其厂家介绍 电池的分类,各种电池的优

3、势和劣势 主流电池及其厂家介绍,10,电机,11,主流动力电池,12,超级电容的介绍,由于汽车频繁启动、加速或停车使得蓄电池的充放电过程变化很 大。在正常行驶时，混合动力电动汽车从蓄电池中吸取的平均功 率相当低，而刹车、加速或爬坡时的峰值功率又相当高一辆高性 能的混合动力电动汽车的峰值功率与平均功率之比可达到16:1， 且用于制动加速或爬坡时消耗的能量占总能耗的56%。为了解决 混合电动车制动加速或爬坡时能量瞬间输入/输出的矛盾，可以考 虑使用超级电容器以缓解蓄电池在功率上的不足。 超级电容器最 大的特点是比功率高、比能量低、快速存储释放能量、充放电效 率高、适用温度范围宽、清洁无污染体积和质

4、量小循环寿命长和 易于管理。,超级电容较低的比能量使得它不太适合单独用作汽车能量源，最 好组成复合能源系统，但是这增加了整车的成本。,13,4 典型混合动力总成方案介绍,14,典型混合动力总成方案介绍,串联、并联、混联 伊顿系统,金龙旅行车-福工系统 东风系统 玉柴系统,新科动力stk系统,各个系统的对比分析,15,5 纯电动客车技术介绍,16,5 纯电动客车技术介绍,主流纯电动客车方案：北京理工大学、杭州万向、上海 瑞华。,对储能装置的不同要求：纯电动客车用的电池为能量型 而非混合动力用的功率型。,17,6 公司新能源客车介绍,18,6 公司新能源客车介绍,xmq6127gh1伊顿混合动力总

5、成系统,xmq6125gh/gh1和xmq6127gh/gh2东风电动车混 合动力总成系统,xmq6126ye上海瑞华纯电动客车：需注意，电动空调、 电动助力转向、电动气泵。,19,xmq6127gh1技术方案,技术方案： 匹配了由内燃机、电机、蓄电池、电控机械式自动变 速器组成的混合动力总成。以该项技术为基础研发的混合动力城 市客车产品与国内外同类产品相比，在动力性、燃油经济性、排 放、噪声、驾驶性、可靠性、耐久性和成本方面具有综合优势和 竞争力。,技术配置：整车为低地板结构，匹配康明斯欧四排放isbe4+ 225b发动机，采用zf大落差前桥，低地板后桥，空气悬架、残疾 人专用通道等。整车动

6、力系统采用并联混合动力方案，采用峰值 44kw永磁同步电机，16ah/346v锰酸锂电池等。,提出了气压制动和回馈制动协调控制方法。基于该项技术混合动 力电动城市客车的燃油经济性和排放在国内外同类产品中处于先 进水平。,20,xmq6127gh1结构特点,结构特点：,1、所需电池组少，重量轻，可以实现回收制动能量，储存在电池或其他储能装置中； 2、电动机可以和发动机同时驱动提高汽车性能；,3、在特定车速下可以使发动机运转在最高效的范围，或者采用纯电动驱动模式。 4、可通过电机直接启动发动j机，由于与启动机相比，电机的功率大大提高，可以迅 速启动，这为怠速停机工况提供了便利的条件；,5、提供一定

7、程度的冗余，可以在一个系统有故障时，另外一个系统仍能单独工作，可 靠性高。,21,整车总布置,22,混合动力总成布置,23,xmq6127gh1混合动力客车,24,xmq6127gh1底盘布置,25,xmq6127gh1关键部件,26,xmq6127gh1工作模式,发动机启动工况,（stop & start模式）,支持纯电动 模式（电动 助力转向、 电空调情况 下）,27,xmq6127gh1工作模式,发动机和电机复合驱动 （电机助力模式）,纯发动机模式，富 裕能量充电,28,xmq6127gh1工作模式,制动能量回馈模式 （再生制动）,29,xmq6127gh1的节油减排效果,重庆检测中心测

8、试结果（与手动挡对比）：,百公里节油率 21% (节省：33 - 26 = 7 l/100km) 污染排放减少：大约21%,重庆检测中心测试结果（与自动挡对比）：,百公里节油率 37% (节省：45 - 28.3 = 16.7l/100km) 污染排放减少：大约34.9%,实际运营效果（广州215路）：混合动力车平均油耗为 33.8l/100km；实际节油率在27%以上。,效益估算：每年每车省油: 5,250 l；每年每车省钱: 25,357.5 元；每年每车减排: 0.85 t,其它效益：减少制动磨损、维修费用；减少离合器磨损、维修费 用。,30,污染物排放降低对比情况,31,发动机与amt

9、变速箱的匹配控制,发动机转速、扭矩、油门,工作模式、外特性等,变速箱模式、档位、转速 发动机转速指令与扭矩指令,j1939 can 网络,及通讯协议,32,发动机与amt的通信,35,3 xmq6125gh车型技术介绍,36,车型补贴承诺,注： 最大电功率比50%以上混合动力汽车补助标准均含plug-in。,十米以上城市公交客车示范推广补助标准（单位：万元/辆）,37,投标单位及产品优势,强强联合的产品：厦门大金龙+东风； “863”技术成就的结晶：第5代产品；,完全自主知识产权，根据市场需要可以快速改进提高； 产品混合型式配置合理，兼顾动力性和经济性； 动力总成国内一流：安全、可靠，关键零部

10、件保修3 年；,强大的研发队伍和专门独立的示范运营公司；,5年多多区域实际公交线路使用试验（含北京奥运）； 丰富的培训、维护、保养经验。,38,产业化进展,30辆混合动力 公交车批量批 量销售，投放 武汉市510和 585线路运营。,年初2台样车投入 北京121线路测试,运行，随后的奥 运会又投入15台。,“十城千辆” 计划,2003,2005,2007,2008,2009-,示范,运营,范围,由武,汉向,北京,乃至,十个,城市,扩张,599示范线路启 动，投入15台。,510示范线路启 动，投入5台。,39,投入运营车辆情况,2009年350台，8月5日交70台，三季度140台，四季度140

11、台。,目前，武汉市在线运营的混合动力公交车达到50台。北京在121线路，2辆 示范运营自07年5月招标后一直还在运营，其他公司的8台车已经召回。,40,武汉公交运营情况,41,营运线路情况,510路（拥堵工况）,线路70%处于武汉武昌繁华路段，平均车距5分钟。 该线路代表了武汉最高车流量，便于对hev公交车 进行针对性的考核。 585路（混合工况）,线路起点武汉经济开发区，线路途经江汉一桥，对 车辆的爬坡性能要求较高，线路跨越武汉新区与老 城区不同交通工况，可在不同的交通状况下测试车 辆运行参数。,599路（通畅工况）,599线路起点武汉经济开发区，线路走向偏僻沿线 客流偏少。,42,奥运运行

12、情况,奥运期间东风混合动力客车 运营1号奥林匹克专线全线长18 公里，有18个站点，经过16个奥 运场馆，乘客对象主要是志愿者、 观光游客。,43,奥运运行情况,在9月11日16日科技部、北京市奥运节能与新能源汽车办公室组织奥运 混合动力公交客车示范运行燃油经济性现场数据采集和对比试验。 工作小组成员：由863项目办、交通委、公交集团、一汽、东风共同组 成，工作小组共同聘请第三方组织进行相关测试工作，第三方数据采集负 责人由中国汽车技术研究中心张龙和北京理工大学王震坡两位专家担任。 工作小组构成： 组长：葛昱,副组长：甄子健、吴永智；,组员：张龙、王震坡、邹迎、王成、张洪辉、罗继志、杨钫、李峥

13、； 现场数据对比采集组织部门：863项目办、市交委科技处、参加单位：市 公交集团、一汽、东风；,第三方采集单位：中国汽车技术研究中心、北京理工大学。 试验车辆及配置：,1、东风混合动力公交车：2辆；（奥运k1专线用混合动力示范车辆） 2、一汽混合动力公交车：2辆；（奥运k1专线用混合动力示范车辆） 3、传统公交车：2辆（奥运k1专线用12m低地板车）,44,奥运运行情况,科技部整理发布，最终结论：混合动力电动客车相对与同线运行的传 统内燃机客车具有油耗优势。东风混合动力车相对燃油车节油20.14%。,45,车型总体情况,外观：符合国际化大都市要求，以方基调、小圆角的欧式 公交车为参考，新颖且具

14、有时代感。,尺寸：1198025403190(含空调、电池罩等)； 发动机型号：康明斯isde160 31； 额定功率(kw/rpm)：118/2500；,最大载客量：额定80（设计负荷100）。,46,技 术 参 数,采用国三排放发动机； 采用空气悬置、低地板等结构和配 置，满足奥运会要求。 人性化考虑，设置残疾人通道及残疾 人座椅。,车型主要技术参数 产品特点: 采用并联混合动力结构，装配东风混 合动力总成；,47,三维布置结构图,48,布置结构,49,关键总成发动机,型号：isde 160-31 排放：国3标准,特点： 重新标定柴油共轨电控特性； 通过电动助力，避开发动机低 效工作区域；

15、 通过can通讯，监控发动机负 荷变化。,50,关键总成变速和动力耦合器,该方案基于传统机械变速器（mt），新增零件少；,具有混合驱动、内燃机单独驱动、制动能量回收等混合动力电动汽车的典型功能； 动力耦合部分性能可靠，检修方便；,在动力性、燃油经济性、排放特性、驾驶性能、可靠性、耐久性、路况适应性和成本 方面具有综合优势和市场竞争力。,51,关键总成电机及控制系统,型式：峰值功率60kw，开关磁阻电机,特点：结构简单、效率高,优化控制策略，提高转速、转矩控制精度。 优化控制角度，提高电机效率。,电机采用接线盒，满足国标防水防尘要求；提高 电机安装、维修方便性。,52,关键总成电池及管理系统,型

16、式：40ah，336v 镍氢电池 效率：充放电效率达90%以上。,安全性：箱体与电池托架之间绝缘；,设置电池故障等级； 设置电池直通线。,53,关键总成整车控制和监控系统,主要特点,实现了整车控制器与行驶记录仪的同步数据传输； 便于整车控制器仿真检测台对出厂产品进行检验；,实现整车控制信息远程实时监控功能，辅助进行故障诊断和在线调参。,54,工作原理和特点,混合动力型式：,混合,发动机 电机,串联 并联 混联,节油原理：,1、发动机小型化； 2、制动能量回馈； 3、发动机工作区选控。,55,强电安全方案,系统绝缘,漏电断路器,接触防护 绝缘防护罩 漏电检测与控制,阻抗监视器,电池极悬浮,56,

17、其他技术要点,对于新能源客车而言，除了在节油率、控制动作合理性、 降排放指标上应该满足要求之外，其系统工作可靠性是 用户关心的。因此整车电气安全、储能装置的散热通风、 电池舱骨架强度、电气的emc特性等就成为动力总成 系统设计之外所必须关注的要点。,下面重点论述强电安全、散热通风和骨架强度方面的设 计。,新能源整车总布置方案 新能源客车在总体布置上 与传统柴油车不同的主要关注 的是电池和控制系统。电池质 量较大，占整车质量的20 40 ，因此在布置电池时要考 虑以下原则及问题： a单元电池的外形、尺寸及,线束连接方式； b安全性； c前后轴的质量分配；,d散热及温度控制的需要； e维护及更换方

18、便。,动力电池,车尾控制,驱动电机 超级电容 空压机等 57,车头控制 助力转向,58,骨架结构设计 与普通客车相比，新能源 客车的动力是由一箱箱的蓄 电池提供的，而这些蓄电池 就放置于客车的行李仓处， 所以该部分需承受比普通客 车更为强烈的载荷冲击。当 采用普通客车所布置的结构、 所用的材料时，该处的强度 能否满足条件？这就需要进,一步研究和设计。,骨架结构图,59,有限元模型,斜撑处网格图 局部网格模型,网格模型 模型焊接处理,散热相结合的模式调节 电池仓环境温度在40 左右，延长电池使用寿,命。 64,自然散热 + 主动散热,电池舱的散热通风设计 蓄电池对环境温度变 化比较敏感，理论和经 验表明，电池的环境温 度每升高十度，电池的 寿命将减少一半。因此 设计中针对电池仓的环 境控制非常关键。 采用自然散热与主动,65,电池舱喷涂绝缘漆,后强电及控制舱喷涂绝缘漆,绝缘处理,66,强电设备均采用绝缘垫做,绝缘处理。电池箱内部经过二 次绝缘处理，电池与车体之间 的阻值=50兆欧。,绝缘处理,67,东风动力总成系统概览,xmq6125gh，是非同轴耦合的并联系统，发动机为东风康明斯的 isde16