近幾年,純電動(dòng)城市客車的發(fā)展速度突飛猛進(jìn),國內(nèi)各大城市均加快了以純電動(dòng)城市客車替代傳統(tǒng)動(dòng)力客車的步伐。但記者在日常乘車過程中,時(shí)常會(huì)聽到乘客的抱怨,而抱怨的焦點(diǎn)主要集中在車內(nèi)座位少,通達(dá)性不夠理想上。
目前,國內(nèi)多數(shù)純電動(dòng)城市客車普遍采取將電池組放置在車輛中部的布局,以12米大型客車為例,由于電池組的布置原因,車內(nèi)大多采取座椅側(cè)向布置的形式。
福田歐輝的一位技術(shù)人員告訴記者:“對(duì)于純電動(dòng)公交客車來說,采用低地板設(shè)計(jì),布置電池組之后,會(huì)占用一些車內(nèi)空間,因此需要改變座椅布置。目前國內(nèi)的純電動(dòng)公交客車的設(shè)計(jì),確實(shí)會(huì)對(duì)車內(nèi)的通達(dá)性產(chǎn)生一定影響。”
城市公交車追求高效率運(yùn)送乘客,因此需要大開門、低地板,方便乘客進(jìn)行快速乘降,并保證良好的車內(nèi)通過性和乘坐的舒適性。那么,如何才能優(yōu)化現(xiàn)有設(shè)計(jì),使純電動(dòng)公交客車的車內(nèi)布局更加合理?
■提高電池能量密度是關(guān)鍵
如何才能大幅度改善純電動(dòng)公交車的車內(nèi)布局?記者采訪到的多家客車企業(yè)異口同聲表示,提高電池能量密度是最為關(guān)鍵的解決方案。
西安金龍汽車有限公司的技術(shù)人員表示:“當(dāng)前,對(duì)純電動(dòng)公交車內(nèi)部空間影響最大的因素是電池組布置。由于目前電池的能量密度較低,體積和重量較大,為了保證純電動(dòng)公交車的續(xù)駛里程,需要安置的電池比較多。例如,一輛車整備質(zhì)量18噸,而電池就有2.5噸,載客量減少很多。”
據(jù)他介紹,磷酸鐵鋰電池成箱后,能量密度一般能達(dá)到100Wh/kg,三元鋰電池可以達(dá)到110Wh/kg。國家提出的目標(biāo)是到2020年達(dá)到300Wh/kg。對(duì)于城市公交客車而言,這個(gè)指標(biāo)基本能滿足使用需求。“我們希望電池技術(shù)有革命性的突破,如果電池能量密度提高,電動(dòng)公交車就不需要裝載這么多電池了,車內(nèi)空間自然會(huì)設(shè)計(jì)得更加合理。”他表示。
在大多數(shù)客車企業(yè)技術(shù)人員看來,優(yōu)化純電動(dòng)客車車內(nèi)布局,最關(guān)鍵的問題是需要電池技術(shù)取得突破。電池能量密度提高后,純電動(dòng)公交車的輕量化水平、續(xù)駛里程都會(huì)提高。蘇州金龍技術(shù)人員甚至說:“如果電池能量密度大幅度提高,電動(dòng)客車的一切問題便會(huì)迎刃而解了。”
■電池分散或是現(xiàn)階段方案
雖然提高電池能量密度是完善純電動(dòng)公交客車空間結(jié)構(gòu)的前提條件,但電池技術(shù)的突破并非一朝一夕的事,有沒有什么方法在現(xiàn)階段比較容易做到?
重慶交通大學(xué)公共交通學(xué)者王健告訴記者:“當(dāng)客車前部、中部、后部的重量均衡時(shí),運(yùn)營效率最高。對(duì)于純電動(dòng)公交車來說,就是電池要均衡分布在車輛各處。”他表示,將電池分散放在底盤下面或者車輛頂部,就不會(huì)再占用車內(nèi)的空間,車內(nèi)空間更大,客車的均衡性也會(huì)有很大提升。
公交客車在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),主要考慮就是讓車內(nèi)空間擁有更好的通達(dá)性。為了保證公交車的內(nèi)部空間,會(huì)盡量把電池分散布置,車輛兩軸中間的地板下部、車輛后部、車輪上方以及車頂,都可以放置電池。“以現(xiàn)在的技術(shù),可以做到把電池分散布置、不影響車內(nèi)空間。但是分散布置對(duì)于電池的熱管理和防護(hù)都較為困難,如果電池集中布置,對(duì)電池溫度的控制、防護(hù)措施會(huì)更好實(shí)施。”西安金龍的技術(shù)人員對(duì)記者說,“電池的兩種布置方式,各有各的問題,目前沒有兩全其美的解決辦法。”
宇通技術(shù)人員表示,一輛純電動(dòng)公交客車大概共需要8萬安時(shí)到10萬安時(shí)的電池,它們由多組80~100安時(shí)的小電池組成。以宇通目前的技術(shù),根據(jù)實(shí)際需要合理布置電池,完全可以做到不影響車內(nèi)空間。他說:“宇通純電動(dòng)公交車的乘坐空間和傳統(tǒng)客車相當(dāng),甚至比傳統(tǒng)客車?yán)硐搿?rdquo;這位技術(shù)人員還表示,宇通有自己的新能源客車質(zhì)量和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),包括新能源客車的安全性、可靠性和舒適性標(biāo)準(zhǔn),對(duì)于內(nèi)部空間設(shè)計(jì),要求優(yōu)于,至少不差于傳統(tǒng)動(dòng)力客車。
不過,記者采訪到的專家和企業(yè)人員都強(qiáng)調(diào),實(shí)現(xiàn)電池組的分散布置,電池的安全性能仍有待提高。王健表示:“電池若布置在車輛頂部,受到陽光曝曬,效率會(huì)降低,還存在起火的安全隱患,而布置在車輛底盤,對(duì)于電池組的防水、防侵入性能還需要加強(qiáng),這些技術(shù)問題還需研究。”此外,多家客車企業(yè)的技術(shù)人員表示,由于車外環(huán)境變化頻繁,電池組的熱管理和自身的適應(yīng)能力亦需提高。
■分散式驅(qū)動(dòng)漸成趨勢
據(jù)記者了解,目前,國內(nèi)純電動(dòng)公交客車普遍采用的驅(qū)動(dòng)方式是集中式驅(qū)動(dòng)。電機(jī)放在底盤后部的中間位置,占據(jù)很多面積。“隨著技術(shù)的發(fā)展,以后純電動(dòng)公交客車會(huì)逐步采用分散驅(qū)動(dòng)形式,即輪邊驅(qū)動(dòng)或者輪轂驅(qū)動(dòng)。采用分散式驅(qū)動(dòng),不再需要差速器、變速器、傳動(dòng)軸,既可以輕量化,也可以節(jié)省空間。增加車輛后部通道的寬度,估計(jì)可以增加20%的車內(nèi)空間。”王健說,“而且沒有傳動(dòng)軸,客車地板可以做得更低,乘客上下車更方便。”
蘇州金龍和宇通的技術(shù)人員都表示,研究輪邊驅(qū)動(dòng)是為了解決驅(qū)動(dòng)效率的問題,提高能量利用率,對(duì)于乘坐空間的擴(kuò)大只是額外帶來的優(yōu)勢。
據(jù)宇通技術(shù)人員介紹,宇通正在研究分布式驅(qū)動(dòng)平臺(tái),適合城市公交車,采用輪邊電機(jī)、獨(dú)立懸架。“輪邊驅(qū)動(dòng)的潛在優(yōu)勢之一,是兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪之間的車內(nèi)通道寬度比集中式驅(qū)動(dòng)更寬。”他說,“不過,電動(dòng)客車分散式驅(qū)動(dòng)技術(shù)現(xiàn)在還不成熟�,F(xiàn)階段,集中式驅(qū)動(dòng)的安全性、可靠性、舒適性都優(yōu)于分散式驅(qū)動(dòng)。”
蘇州金龍技術(shù)人員說,2012年便研發(fā)了采用輪邊驅(qū)動(dòng)的客車,因其成本比較高,目前主要針對(duì)海外市場。此外,福田歐輝也完成了輪邊驅(qū)動(dòng)的樣品車,目前還沒有批量生產(chǎn)。
此外,配裝超級(jí)單胎也可在一定程度上使車內(nèi)空間更加合理。王健表示,客車使用超級(jí)單胎的主要優(yōu)勢在于,車輛行駛時(shí)的阻力減小,燃油經(jīng)濟(jì)性更好,降低使用成本。另一方面,則可使車輛后部的通道更寬一些。
宇通和蘇州金龍的技術(shù)人員告訴記者,客車使用超級(jí)單胎,摩擦阻力會(huì)降低,效率會(huì)提高,也可以使車內(nèi)空間進(jìn)一步優(yōu)化,同時(shí)兼有輕量化的作用,但受制于成本、通用性等原因,目前還沒有普及應(yīng)用。
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