一种动力电池底部布置的新型全承载式底架设计

2018-12-14徐金泉

客车技术与研究 2018年6期

徐金泉

(金龙联合汽车工业(苏州)有限公司，江苏苏州 215026)

目前,电动客车发展还面临诸多技术难题，比如动力电池过于庞大、续驶里程不足等,在现有的技术条件下布置尽可能多的动力电池是提高整车续驶里程的一种有效途径。另外，动力电池布置在底部能够降低整车重心高度、有利于整车轴荷分布，从而提高整车的稳定性和安全性。因此，我司推出一款动力电池底部布置的新型纯电动客车。

1 主要技术参数及电池总体布置

该车是一款动力电池底部布置的纯电动客车，其主要技术参数如下：驱动电机型号为TZ368XSH19；前悬/后悬长为2 230 mm/2 560 mm；整车尺寸(长×宽×高)为10 490 mm×2 480 mm×3 120 mm;总储存电量为182 kW·h；轴距为6 000 mm；轮胎规格为275/70R22.5。

图1所示为该纯电动客车动力电池底部布置简图。驱动电机布置在底架动力模块内侧并用螺栓固定连接，动力电池优先布置于底架底层，充分利用整车空间，如果需要增加续驶里程，可增加额外的动力电池布置于底架后端。图2所示为传统的纯电动车型动力电池布置方案，理论上后段可以放置更多动力电池，但考虑拆卸方便性、整车稳定性以及后桥负荷过重，不宜超过6箱电池。比较这两种布置方案，显然底部布置电池优势更加明显。

图1 KLQ6109GAEVN4型动力电池布置示意图

图2 传统纯电动客车动力电池布置示意图

2 电池舱底架中段设计

图3和图4分别为动力电池布置在后端(传统)和中部(新型)的底架中段结构，均是由方钢焊接而成的上下两层桁架式结构，并在两侧直接与侧围骨架焊接成全承载式结构[1-2]，以提高整车骨架的结构强度和刚度[3-6]。但动力电池布置在后端时，底架中段不需要电池舱，因此与图4相比图3缺少动力电池固定支架,具体结构也有所不同。

图3 传统纯电动车动力电池底架中段结构

图4 动力电池布置在中部的新型底架中段结构

本司推出的动力电池中部布置的新型全承载式底架结构具有动力电池安装与维护方便等特点。图5所示为布置动力电池的安装支架结构，它由若干个槽钢及方钢拼焊组成，槽钢上分别设计有260 mm和400 mm两组长圆孔，其目的是为了装配多个供应商提供的不同型号的动力电池，达到安装支架通用化的设计目的。动力电池的布置由第一至第五横梁相互隔开。底架中段前端设计第一台阶与图1中的底架前悬台阶高度一致，以便于在台阶下方布置储气筒。

整车骨架强度有限元分析表明[7-9]，底架中段上层首尾相连的斜撑可采用较轻30 mm×30 mm×1.5 mm的方钢。此外，截面横梁总成斜撑采用40 mm×30 mm×2 mm的方钢，且斜撑采用“八”字形的结构。“八”字形结构比“倒八”字形结构更加合理，能够提高抗扭刚度。

图5 安装支架结构图

图6为底架中段截面管路布置示意图，根据管线路布置原则[10]，为了安全起见，将转向油路硬管布置在最下方，高压线束布置在最上方。同时为了避免高低压信号互相干扰，低压线与高压线之间的距离至少为100 mm。由于中部底部动力电池占据空间较大，因此横截面中间右侧缺少一根与左侧对称的立柱，从而也增大了管线的布置空间。另外，为了避免电池舱进水，在电池舱侧面和底部均用1 mm的封板密封。其中，电池舱侧面是用镀锌板与底架焊接而成；电池舱底部密封结构由两块镀锌板组成，一块镀锌板与底架方钢焊接固定，两块镀锌板之间用M8×25螺栓固定，形成检修盖，方便检修电源。