【正文】 子電池 。 鉛酸電池 的循環(huán)壽命 一般來說比較長了，但也只是 在 300次左 右，最高也就 500次 ，然而 磷酸鐵鋰動力電池循環(huán)壽命 最高可以達到 3000次，標準充電 5小時可以 使用。同質量的鉛酸電池是“新半年、舊半年、維護維護又半年”，最多也就 1～ ， 但是 磷酸鐵鋰電池在同樣 的 條件下使用，理論壽命將達到 7～ 8年。綜合考慮 下 ， 理論上 性能價格比為鉛酸電池的 4倍以上。 （ 4） 快速放電 磷酸鐵鋰電池在 大電流 2C 情況下亦可 快速充放電， 如果有 專用充電器， 充電 40分鐘內 就 可 以 使電池充滿，起動電流可達 2C,是 鉛酸電池 遠遠不能達到的指標 。 （ 5） 高溫性能 磷酸鐵鋰電熱峰值可 以 達 65176。 C。 （ 6） 超大容量 具有相對較大 的容量。 單體電池容量最低的可以做到 5Ah,最高的則可達 2021Ah。 浙江工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 23 （ 7） 無記憶性 可充電池在經常處于充滿不放完的條件下工作， 所以 容量會迅速低于額定容量值，這種現(xiàn)象叫做記憶效應。 例如 鎳鎘 、 鎳氫電池 就存在記憶性，要先放完電再充電 ，而磷酸鐵鋰電池 并未發(fā)現(xiàn) 此現(xiàn)象，電池無論處于什么狀態(tài)，可隨充隨用。 （ 8）能量比密度高 同等規(guī)格容量的磷酸鐵鋰電池 的能量比密度可達到 100Wh/kg。 （ 9） 環(huán)保節(jié)能 鎳氫 等 電池 本身具有 稀有金屬 ，而鋰離子電池 不含任何重金屬與稀有金屬， 經過相關部門認證是 無毒，無污染 的 ，符合歐洲 相關法規(guī)的 規(guī)定， 是 絕對的綠色環(huán)保電池。 反觀 鉛酸電池中卻存在著大量的鉛，在其廢棄后 如果 處理不當，將對環(huán)境 造 成二次污染， 但是 磷酸鐵鋰 的 材料 則毫無此憂慮 。因此該電池又 被 列入了“十五”期間的“ 863”國家高科技發(fā)展計劃，成為國家重點支持和鼓勵發(fā)展的項目。 （ 10） 電池性能 正負極 的 材料 是影響鋰離子動力電池性能的主要因素 ， 近幾年 磷酸鐵鋰 開始 作為鋰電池材料 使用 ， 2021年 7月 國內開發(fā)出大容量磷酸鐵鋰電池。 它的 循環(huán)壽命 與 安全性能是其它材料 無法相比 的， 而 這些 對 動力電池 來說是 最重要的 技術指標 。 磷酸鐵鋰 單節(jié)電池過充電壓 到 30V 不燃燒，穿刺 也 不爆炸。 磷酸鐵鋰電池 1C充放循環(huán)壽命達 到 2021次。磷酸鐵鋰正極材料做出大容量鋰離子電池更 容易被 串聯(lián)使用 ，從而 滿足 純 電動車頻繁充放電的需要。 它 具有 壽命長、無污染、 原材料來源廣泛、無毒、 安全性能好與 價格便宜等優(yōu)點，是新一代鋰離子電池的理想正極材料。 綜 上所述，磷酸鐵鋰電池的各項特點十分符合純電動汽車動力電池的要求，所以本設計選取磷酸鐵鋰電池作為動力電池。 浙江工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 24 本設計選取的電池的基本參數(shù) 表 42 磷酸鐵鋰電池的基本參數(shù) 序號 項目 規(guī)格 備注 1 標稱容量 20Ah 2 標稱電壓 3 標準充電電流 0～ 45176。 C 以 CC（恒流）充電至 ，再 CV（恒壓）充電直至電流降至 時截止 4 最大充電電流 4C 5 充電截止電壓 6 標準放電 電流 20～ 60176。 C以 截止 7 最大放電電流 10C 8 放電截止電壓 2V 9 標準充電時間 2～ 3h 10 重量比能量 100Wh/kg 11 單體質量 12 單體循環(huán)壽命 2021～ 3000 次 浙江工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 25 圖 41 磷酸鐵鋰電池的外形參考圖 本設計磷酸鐵鋰電池基本參數(shù)的選擇是參考目前已有電池的參數(shù)，具體項目未作檢驗。 具體的電池參數(shù)見圖 41磷酸鐵鋰電池的外形參考圖與表 42磷酸鐵鋰電池的基本參數(shù)。 電池組電壓的選擇 在匹配動力電池組 的 電壓時 ， 要求動力電池組的電壓等級與驅動電動機的電壓等級相同 。 并且 根據(jù)電動機的電壓，確定動力電池單體串聯(lián)的節(jié)數(shù)。 本課題選取的電機的額定電壓是 512V，所以電池組的電壓也是 512V，單個磷酸鐵鋰電池的電壓是 ， 所以需要 160個磷酸鐵鋰電池串聯(lián)。 電池組能量的確定 純電動汽車行駛里程所需的能量可以由下式確定： VVACfgmP d ????????? )(3600 1 2? （ 41） 式中 P— 1小時純電動消耗的能量； 浙江工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 26 m— 最大總質量 ,kg； f— 滾動阻力系數(shù)； dC — 風阻系數(shù)； A— 迎風面 積 ,㎡； V— 常規(guī)車速 ,kw/h 計算得 P= )(VSPtPW ???? （ 42） W為汽車行駛里程 S所需的能量。 計算得 W=256KW178。 h 串聯(lián)電池組的能量為 512V179。 20Ah=10240W,為了達到總能量的要求，就需要 25個電池組并聯(lián)。 綜上所述，所需電池參數(shù)如表 43所示。 表 43 電池參數(shù) 總能量 W 單 體電池電壓 單體電池的容量 電池組電壓 所需單體串聯(lián)個數(shù) 所需電池組并聯(lián)數(shù) 單體電池重量 電池組總質量 256kw178。 h 20A178。 h 512V 160 25 2560kg 浙江工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 27 第五章 總體布置設計 外形設計 純電動旅游客車的外形與普通的旅游客車比較像，參考如下圖 51某豪華旅游客車。 圖 51 某旅游客車 實際外形以總布置圖為準。 整車主要技術參數(shù) 整車主要技術參數(shù)見表 51。 表 51 客車主要尺寸及技術性能參數(shù) 技術參數(shù) 外形尺寸（長179。寬179。高） /mm 12021179。 2550179。 3635 軸距 /mm 5980 接近角 /離去角 /176。 8/8 整備質量 /㎏ 14000 車內高 /mm 2021 浙江工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 28 座間距 /mm 918/888/966 乘客前門寬度 /mm 905 乘客后門寬度 /mm 790 乘客數(shù) /人 40 最高車速 /km/h 100 最大爬坡度 /% 25 通道寬 /mm 540 前軸荷 /后軸荷 /kg 5667/11333 動力系統(tǒng)構成 純電動旅游客車的總布置最主要的內容就是動力系統(tǒng)的布置，只有充分理解了動力系統(tǒng)的構成才能很好的完成動力系統(tǒng)的布置。以下圖 52 就是簡單的動力系統(tǒng)的構成圖。 電機控制器 浙江工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 29 圖 52 動力系統(tǒng)構成圖 動力電池組布置 動力電池組是由電池單元串聯(lián)組成 的 電池模塊，再由電池模塊串聯(lián)組成 的 整車的動力電池組系統(tǒng)。電池單體經過模 塊化封裝后嵌入標準化動力電池箱，電池箱具 有 防水、防塵、防火的功能， 能夠 支持快速更換。動力電池箱由內、外箱體兩部分組成，外箱體固定在車架上，內箱體 則 通過外箱體內部滾輪支撐并由電磁鎖鎖止固定在外箱上。 本次設計的 12m純電動旅游客車裝有 32個電池箱，每個電池箱的基本參數(shù)是 16V，500Ah， 80kg。也就是說一個電池箱是 5個單體電池串聯(lián) 25個并聯(lián)的。單個電池箱體外形圖見圖 53。 考慮到整個車身的布局和軸荷的分布，把 24個箱體布置在車底盤的中部，由于要給行李倉留有一定的空間，所以把剩下的 8個箱體布置在后橋后，左 側（靠近駕駛員位置為左側） 2個箱體，右側 6個箱體。具體的動力電池組布置見圖 54。 圖 53 電池箱體 浙江工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 30 圖 54 動力電池組布置圖 可以看出本設計的電池組布置是雙層的，在保證了足夠體積給行李倉的情況下，也使得前后軸荷分布接近 1比 2。 其它總成布置 駕駛區(qū)與乘客區(qū)的布置 對駕駛區(qū)和乘客區(qū) 的 布置 應該 按照 GB／ T1305391《客車駕駛區(qū) 尺寸》以及 GB／T1305590《 客車乘客區(qū)尺寸》的要求。駕駛員 座椅 前后 可 調節(jié)范圍177。 80 mm， 座墊 深度400mm， 座墊 寬度 480mm，背寬度 480 mm，靠背高度 600mm，靠背角 可 調節(jié)范圍177。 16176。 。駕駛區(qū)布置 充分 考慮了人機工程學的要求， 并且 轉向盤 、 儀表臺均滿足標準要求。 確定坐椅 的 形式 。 按照國家的有關標準選擇乘客坐椅尺寸、坐椅的各種角度和座間距等參數(shù)；確定地板通道和內高的尺寸；確定門的位置，以及各種扶手和護欄桿的位置。設計結果乘客區(qū)的尺寸 (坐椅 高 1082mm，坐椅 長 696mm， 坐椅寬 452mm)和 整個布置達到國家 相關標準 ，舒適性、方便性好 。 浙江工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 31 圖 55就是本次設計的駕駛區(qū)座椅和乘客座椅。圖 56是具體的布置圖。 圖 55 駕駛區(qū)座椅和乘客座椅示意圖 圖 56 駕駛區(qū)座椅和乘客區(qū)座椅布置圖 空調系統(tǒng)和逃生窗的布置 目前大部分客車都裝有空調，對旅游客車來說更是必不可少的一個設備?？紤]到安全性，還安裝了兩個逃生窗，詳細布置見圖 57。 浙江工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 32 圖 57空調系統(tǒng)及逃生窗布置圖 圖中兩個逃生窗分別布置在車前部分和車后部分，兩逃生窗距離 6586mm。 主控器、變頻器等布置 主控器、變頻器、電源變換器和主控開關箱也是純電動旅游客車的主要器件，其布置不僅影響到軸荷的分配，也是動力管理系統(tǒng)布置重要的一部分。所以，一個合理的布置顯得尤其重要。相關布置見圖 58。 圖 58 主控器、變頻器等布置圖 浙江工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 33 主控器、變頻器等布置在車后身的底盤上，圖中左 1到左 4分別為電源變換器，變頻器，主控器和主控開關箱。 說明：本設計 12m 純電動旅游客車涉及的系統(tǒng)眾多，在本章節(jié)中就不一一介紹。具體參考總布置圖及其局部功能圖。 浙江工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 34 第六章 全文總結與展望 論文總結 本次設計 的主要內容有： （ 1） 確定整車基本參數(shù)與目標性能。 （ 2） 驅動電機參數(shù)計算與匹配，選擇合適的電機。 （ 3） 確定傳動系統(tǒng)的參數(shù)。 （ 4） 動力電池類型的選擇，確定具體電池的參數(shù)。 （ 5） 通過設計動力系統(tǒng)的布置及其他總成布置，完成 12m純電動旅游客車的總體布置。 本次設計在參考有關文獻及指導教師的意見下，設計出比較合理的動力選型與參數(shù)，并使用 CAXA 與 CAD 軟件繪制出總布置圖及其局部功能圖。 工作展望 由于作者能力有限，對純電動旅游客車缺乏設計經驗，難免有些不足： （ 1） 部分參數(shù)參考前人經驗，存在一定的誤差。 （ 2） 設計的部分內容可能無法完全投入 生產。 （ 3） 設計主要精力放在電驅動總布置上，整車工藝方面有待進一步細化。 浙江工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 35 參考文獻 [1]楊書兵 .純電動旅游客車設計 .安徽安凱汽車股份有限公司 2021年 第 3期 . [2]J． Larminie， J． Lowry著，閆光輝譯．環(huán)保汽車技術及應用 [M]北 京：科學出版社， 2021. [3]馬建，張衛(wèi)鋼，劉喜東．電動客車的現(xiàn)狀與背景 [J]．中國公路學會． 2021年中國客車學術年會論文集．西安：陜西科學技術出版社， 2021， 14． 18． [4]李國良，初亮，魯和安．電動汽車續(xù)駛里程的影響因素 [J]．吉林工業(yè)大學自然科 學學報， 2021， 30(3)：20— 23． [5]張玲玲．節(jié)能與新能源汽車年鑒 [M]．北京：中國經濟出版社， 2021： 56— 58． [6]范宗武，王波，林偉．電動客車動力電池的裝配容量與整車輕量化的關系 [J]．客車技術與研究， 2021，(4)： 23— 25． [7]余志生．汽車理論 [M]北 京：機械工業(yè)出版社， 2021： 520． [8]孫逢春 .電動汽車的發(fā)展與趨勢 .科學前 沿 . [9]張立棟 .純電動客車將 “ 領跑 新能源汽車產業(yè) . [10]張穎 .純電動客車的發(fā)展前景與安全管理淺析 .山西省交通運輸管理局 . [11]徐迎春 .純電動客車技術逐漸成熟 .202