14 m纯电动机场摆渡车模块化设计方案

吴接聪

(厦门金龙联合汽车工业有限公司, 福建 厦门 361023)

机场摆渡车准入门槛和研发成本高，市场长期由国外厂家占领。近几年国内厂家凭借纯电动车型逐渐占领市场[1]。但当前开发的纯电动车型及相关研究不多，对市场需求基本是采取定制化开发，涉及到动力性和经济性等匹配设计，整车开发周期长。本文以模块化为思路，设计一款14 m纯电动机场摆渡车，并对其动力性和经济性进行仿真分析。

1 机场摆渡车的使用特点和现状

机场摆渡车属于特种车，其功能特点类似于客车，不仅要满足客车相关标准，还有自身的准入标准要求[2]。其特点如下：①需要有较大的车内空间及承载量；②重点关注行车的稳定性和可靠性；③尽量选择双边对开车门，且车门数不少于4个；④车厢有明显的驾驶区和乘客区，并采取有效的隔离措施，防止乘客接近驾驶区；⑤运行速度低，动力匹配需适当，经济性需符合企业的设计要求[3]。

因机场摆渡车为小批量产品，目前国内厂家基本是采用定制化开发，导致品种多、设计周期长、生产成本高。

分析市场上各类定制化摆渡车的配置及性能。借鉴现有普通客车采用模块化设计的理念，将摆渡车按照模块化思路进行整车平台化、功能系统模块化及零部件通用化划分，这样同类模块可在同系列产品中重复使用和互换，一系列相关模块可组合成最终的产品[4-5]，并进行总体方案设计，可有效地缩短摆渡车设计周期、降低开发及制造成本，满足市场小批量多品种的需求，从而提升产品竞争力[6]。

2 某款14 m纯电动机场摆渡车设计

2.1 整车布置方案模块化

根据机场摆渡车的应用特点将其整车模块划分为车身模块+底盘模块[7]。其中车身模块包含前围模块、左(右)侧围模块、顶盖模块、后围模块、空调模块、电池模块等；底盘模块有驾驶区模块、前桥区模块、乘客区模块、后桥区模块、底架模块。整车模块化布置方案如图1所示。

2.2 车身模块

1) 车身前、后围模块。因前、后围开发成本高，所以固化设计前、后围模块，打造同一系列可通用产品，从而节约后期成本。

2) 左(右)侧围+顶盖模块。左(右)侧围模块在前、后围模块结合处的设计状态保持不变，在车门数量、位置上可按配置需求变化调整。顶盖模块保证通风窗边界、电池、空调的安装。可通过调整左(右)侧围和顶盖模块，匹配不同车型的需求。

3) 电池模块+空调模块。采用固化模块设计，电池与空调影响到整备质量及空间布置等方面，固化后仅需通过调整电池、空调模块前后位置即可满足不同车型需求。

(a) 俯视图

(b) 正视图

2.3 底盘模块

1) 驾驶区模块。在满足驾驶员操作空间要求前提下，在驾驶区其他空间布置转向、冷却、制动系统、低压控制、驱动等零部件模块，此空间可不受其他零部件的影响。该方案解决了底盘和低压电气等零部件模块布置空间问题，如图2所示。

2) 前桥区模块。在前桥后方设立透明玻璃分隔墙，隔离驾驶区和乘客区。前桥采用高地板车桥状态以增加前桥区空间。在前桥区布置高压控制模块，保证该模块为独立的空间，便于操控检修，如图2所示。

3) 乘客区+后桥区模块。在乘客区的前桥后座椅下分别布置电动打气泵和蓄电池模块。后桥区采用低地板结构车桥并设为固化模块。该状态可实现乘客区从前桥后部到车尾部均为低地板，增加乘客区利用空间。

(a) 俯视图

4) 底架模块。将底架总成划分为前段、前桥段、中段和后桥段四个模块设计，通过调整轴距，仅需对底架中段及车身左、右侧围、顶盖模块进行匹配设计，可满足不同车型的需求。通过模块化设计可缩短产品的设计周期，进而提高生产效率。

3 动力性经济性仿真分析及实车结果

动力性、经济性通过Cruise软件搭建仿真模型并计算[8-9]，如图3所示。机场摆渡车动力性及经济性主要关注续驶里程、能量消耗率和最高车速等。其中最高车速要求不低于50 km/h，续驶里程初定目标大于100 km。

图3 机场摆渡车仿真模型架构图

仿真和实车试验都是采用30 km/h和40 km/h的等速工况(车辆试验质量按照最大装载质量的65%进行加载，加载质量在乘客区均匀布置沙袋[10])。仿真数据与实测数据对比见表1。相关参数的仿真值和试验值基本吻合，其中仿真最高车速为66.14 km/h，试验最高车速为67.28 km/h，符合摆渡车要求。

表1 仿真数据与实测数据结果

4 结束语

以模块化设计思路打造某款纯电动机场摆渡车，可实现快速设计、工艺便利性、性能稳定、节约成本等目标。通过实车验证此设计方案的可行性及模拟仿真的准确性。为纯电动机场摆渡车的开发提供一种有效的思路。