ZJ C6120CHEV混联式混合动力城市客车总体设计

齐 波，王红刚

（杭州越西客车制造有限公司，杭州 311100）

ZJ C6120CHEV混联式混合动力城市客车总体设计

齐 波，王红刚

（杭州越西客车制造有限公司，杭州 311100）

主要阐述ZJC6120CHEV混联式混合动力城市客车的控制策略，发动机、变速器等的合理匹配，使整车的动力性和经济性得以提高。

混联式；混合动力城市客车；底盘设计；总体设计

1 混联式混合动力系统技术特点

目前国内自主开发混合动力客车在发动机功率不降低的情况下，一般不节油或节油率仅在5%左右。本方案的设计思路是通过降低发动机功率，增加电驱动功率，总功率大于或等于基准车型，使得动力系统可以按照整车的实际运行工况灵活调控，而发动机保持在综合性能最佳的区域内工作，从而降低油耗与排放[1-2]。本方案采用50 kW永磁同步电机配动力电池。当速度在0～20 km/h时，由电机驱动车辆；速度在20 km/h以上时，由发动机和电机联合驱动或发动机单独驱动车辆。动力电池的电能来源于制动回馈和发动机。在方案设计时，预留了plug-in方案的接口[3-4]。

启动和低速时，只靠电动机驱动行驶；当速度提高时，由发动机和电动机共同高效地分担动力，同时发电机在车辆行驶过程中为高压电池充电。在车辆制动过程中，驱动电机具有能量回馈的功能。这时，驱动电机为发电机，客车的动能将转化为电能并为电池充电，同时减少了制动时所需要的压缩空气以及空气压缩机的损耗[5-7]。

本方案的混合动力系统配置了最新的传动技术、CAN总线控制技术、可视化数字仪表、APU控制技术及先进的电池管理系统[8-9]。图1为ZJC6120CHEV混联式混合动力系统平台示意图，它包涵了整车系统平台、电驱动系统平台、APU系统平台及电动辅助系统平台[10]。

2 整车外形及主要参数

该整车采用双曲线大圆弧与小圆角相结合，造型设计以流线、曲面为主，降低风阻，其外形见图2。整车骨架选用16 Mn材料的矩形管焊接而成，采用抗变形强的闭环骨架，可提高车身的侧翻及碰撞强度。前后围蒙皮及保险杠采用玻璃钢制品，前后风窗采用4+0.76+3（mm）夹层玻璃，侧窗采用大幅面粘贴式推拉窗，能大大提高整车的美观度及密封性。其主要技术参数如下：

3 底盘选用

1）发动机选择。依据正常道路上满载最大速度行驶时所需要的功率[3]：

由此可以选择发动机功率≥150 kW，参考潍柴发动机选择维柴WP6.210国Ⅳ柴油机（公交版），其主要参数如下：排量为4.76 L；额定功率为155 kW；额定轮速是2300/（r/min）；最大扭矩是800 N·m；最大扭矩转速1200～1800 r/min；净重为 620±50 kg。

2）变速器选择。主减速比i0的确定。主减速比对主减速器结构型式、轮廓尺寸、质量大小以及变速器处于最高档位时的动力性和燃油经济性都有直接的影响。在结合发动机最大功率及其转速的情况下，所选择的i0应按下式计算：

结合同类车型的计算结果，则实际值取为6.43。

最小传动比的选择：

最小传动 4.47＜imin＜5.04，则高档传动比范围为 0.7＜ig＜0.78。

最大传动比的选择：

所以最大传动比24.56＜imax＜41.67,则低档传动范围比 3.82＜ig＜6.48。

选择变速器型式为中德传动2D·F6S950同步器型变速器，其主要参数如下：最大输入扭矩为1050N·m；总质量是 205kg；档位及传动速比：1档、2档3档、4档、5档、6档、倒档，6.39、3.97、2.40、1.48、1.00、0.73、5.88。

3）前后桥的选择。前后桥均选择东风公司成熟的客车专用桥。前桥：锻压成型，工字型断面、转向梯形位于前轴后方；后桥：整体冲压焊接式桥壳（精磨齿），单级减速。

4）底盘其他部件选择。车架选择桁架式，采用16Mn材料的矩形管焊接而成。悬架采用由空气弹簧和双向作用液压减振器组成，前悬架装有横向稳定装置。转向器选用整体式液压动力转向，卧式安装，方向盘可调。制动系统采用双管路、前后独立、气制动，加宽蹄片，自动间隙调整臂。

4 结束语

在交通部试验场及汽车检测中心，该车进行了动力性能、油耗、排放测试。

1）动力性能指标数据。最高车速：80（km/h）；0→50 km/h（发动机）加速度时间：≤28 s，0→50 km/h（混合动力）加速度时间：≤29 s；最大爬坡度：≥20%（注：动力性能满足国家相关标准和实际使用要求）

2）油耗结果。本车油耗结果：28～33 L/100 km；一般并联混合动力车：36～40 L/100 km*；一般串联混合动力车：32～38 L/100 km*；一般12 m自动档的传统车：42 L/100 km（中国典型城市工况）（*数据来自2007年北京“节油擂台”）。

3）排放结果。

本车排放：HC=0.19 g/km，CO=6.29 g/km，CO2=901.21g/km，PM=0.43 g/km；常规柴油客车排放：HC=0.6 g/km，CO=10.31 g/km，CO2=923.21 g/km，PM=0.5 g/km。

可见，ZJC6120CHEV混联式混合动力城市客车整车配置具有较好的经济性和动力性，排放符合欧Ⅳ标准。

[1]席力克.串联式混合动力客车动力系统设计与控制策略[J].交流技术与电力牵引，2005，（3）：36-38.

[2]游国平，陈法兵，郭宽友.混合动力客车循环工况下燃料经济性分析[J].客车技术与研究，2011，33（2）：16-18.

[3]张传旺.并联式混合动力城市客车动力系统匹配计算[J].客车技术与研究，2011，33（2）：39-41.

[4]赵振宇，高学浴.CLY6110PHEV油电混合城市客车车身设计[J].客车技术与研究，2011，33（2）：49-51.

[5]朱俏斌，戴红，蒋元广，等.ISG并联混合动力汽车的优化控制研究[J].客车技术与研究，2011，33（2）：6-9.

[6]陈鸣.混合动力城市客车[J].客车技术与研究，2011，33（3）：41-43.

[7]张裔春，胡庆.WG6120HAA4型混合动力城市客车研制[J].客车技术与研究，2011，33（2）：45-48.

[8]刘文杰，邓建军.TEG6128SHEV串联式混合动力城市客车总体设计[J].客车技术与研究，2009，33（1）：15-16.

[9]赵佳.基于SAEJ1939协议的混合动力客车通讯技术[J].客车技术与研究，2011，33（2）：55-57.

[10]余志生.汽车理论（第5版）[M].北京：机械工业出版社，2010.

修改稿日期：2012-07-02

Overall Design of ZJC6120CHEV Parallel-series Hybrid Electric City Bus

QI Bo,WANGHong-gang
(Hangzhou Yuexi Bus Manufacture Co.,Ltd,Hangzhou 311100,China)

The authors mainly elaborate the control strategy,engine and gearbox reasonable match of the ZJC6120CHEVtype hybrid electric citybus in order toimprove the vehicle power and economy performances.

hybrid type;hybrid electric citybus;chassis design;overall design

U462.2；U469.7

B

1006-3331（2011）04-0030-02

齐 波（1986-），男，工程师；机构工程师；研究方向：客车车身设计。