總的來說,推動新能源電動汽車的廣泛使用存在兩個急需解決問題。一是與普通內(nèi)燃機汽車車型相比,其續(xù)航里程較短,二是動力電池的成本較高。隨著科研技術的進步,這兩個問題有望在未來得到解決。例如,要解決續(xù)航里程焦慮,重要的不僅是提高動力電池性能的技術進步,而是無處不在的動力電池充電的基礎設施。針對這些問題,政府和各主要車企及供應商的共同努力,可以實現(xiàn)新能源電動汽車的廣泛使用。為此,以擴大下一代汽車的使用為目標,制定了《下一代汽車戰(zhàn)略》。根據(jù)戰(zhàn)略所示的路線圖,將重點支持基礎設施的發(fā)展,如創(chuàng)建“新能源電動汽車/插電式混合動力汽車(EV/PHV)城鎮(zhèn)化”。
未來新能源電動化/PHEV車型,城鎮(zhèn)中需要的車輛被認為是以下類型:
1)可定時運行充電的固定路線公交車;
2)在有限區(qū)域內(nèi)使用,并可在深夜充電的配送車輛;
3)居住在住宅附近的中短途通勤者(每日行程少于40公里);
在這3項中的通勤車類型的服務要求,在配備大貨艙車型的使用情況下,小型單人商用車可以在一定程度上滿足。然而,為了實現(xiàn)電動汽車的廣泛使用,創(chuàng)建一個面向普通用戶,而不僅僅是商業(yè)用戶的市場至關重要。2009年針對小排量發(fā)動機汽車使用情況的財政調(diào)查顯示,約有一半的用戶主要將汽車用于購物和接送家人。在類似的應用中,對新能源電動通勤者的需求預計也會很高。
考慮到這一點,如果采取措施,在保持這種類型的車輛緊湊的尺寸的同時,可以容納兩個或更多的乘客,新能源電動通勤者可以是一種滿足各種各樣的需求,并實現(xiàn)廣泛普及的承諾。此外,設計一種用于中短途的車輛可以降低動力電池的重量負荷,從而降低其成本。本文介紹了從這一角度降低成本的新能源電動汽車的開發(fā)實例。確保容納行李的空間和類似的貨物也很重要的通勤車。
為新能源電動汽車提供驅(qū)動動力,驅(qū)動電機取代了傳統(tǒng)汽車的內(nèi)燃機。與通過傳動系統(tǒng)將動力傳遞到車輪上的普通新能源電動汽車相比,在驅(qū)動車輪上安裝發(fā)動機的輪式新能源電動汽車在不增大車輛體積的情況下,可以增加乘客和行李的使用空間。
2.輪轂驅(qū)動系統(tǒng)規(guī)格
滿足現(xiàn)行法律限制下,本文研究的雙座四輪汽車屬于小排量發(fā)動機汽車,假設其車輛尺寸和原動機輸出參數(shù)滿足其使用限制。在歐洲,一項適用于雙座通勤者的特殊標準已經(jīng)生效??紤]到法律限制的現(xiàn)狀和趨勢,輪轂驅(qū)動系統(tǒng)的規(guī)格定義如表1所示。
這種輪內(nèi)馬達被設計成可以放置在一個14英寸的輪子里。圖1顯示了所開發(fā)的輪內(nèi)電機的外觀。該輪內(nèi)電機由電機部分、減速器部分和輪轂部分組成。為了減少整個組裝的尺寸,懸掛的安裝部分被合并到外殼中。
假設大多數(shù)情況下,通勤者不在高速公路上行駛,而是在城市街道上行駛,其最高時速被設定為普通道路的法定最高限速60公里/小時。圖2顯示了所研制的內(nèi)輪電機效率的測量結果?;诔鞘?0km /h的上限,目標是在經(jīng)常使用的中低速度范圍(2040km/h)具有最高的效率,如圖2所示。
3.車輛測試
將輪轂驅(qū)動系統(tǒng)布置在測試車輛中。如表2所示,測試車輛的信息。如圖3所示,測試車輛的配置圖,如圖4所示,該輪轂驅(qū)動系統(tǒng)安裝在測試車輛上的外觀。車輛控制單元(VCU)根據(jù)來自駕駛員操作的加速器的行程信息確定驅(qū)動電機所需的扭矩,并向逆變器發(fā)送扭矩命令。反過來,逆變器將來自動力電池的直流電轉化為驅(qū)動左/右電機所需的交流電,使左/右驅(qū)動電機根據(jù)驅(qū)動條件產(chǎn)生合適的驅(qū)動功率。
在正前方行駛工況、過彎工況和彎道工況下進行了行駛試驗,驗證了該試驗車實現(xiàn)了新能源電動汽車的平穩(wěn)、強勁的加速特性和令人滿意的穩(wěn)定性驅(qū)動控制。
如圖5所示,測試車輛座位后面的空間的照片。一個可用的空間,左/右懸架均可以單獨支持其輪轂驅(qū)動系統(tǒng)。當考慮到攜帶行李的能力是非常有必要的,這個空間可以用作行李隔間。在這輛測試車中,動力電池安裝在測試車輛中心的座位下方。當測試車輛的側重點放在其車輛的巡航范圍時,上述可用空間可用于攜帶其額外的動力電池。優(yōu)化的測試車架和懸架系統(tǒng)將實現(xiàn)更有效地利用車內(nèi)空間。
4.結論
考慮到雙座通勤車將成為新能源電動汽車的一個發(fā)展趨勢;在創(chuàng)造客艙空間方面具有優(yōu)勢。在配備了其新開發(fā)的輪轂驅(qū)動系統(tǒng)的測試車輛上進行的運行測試,證實了新能源電動汽車的平穩(wěn)和強大的加速性能,以及令人滿意的駕駛控制穩(wěn)定性;將繼續(xù)致力于提高其差評性能和可靠性,為雙座新能源電動汽車通勤的普及做出貢獻。