某纯电卡车单包电池整车方案设计开发

某纯电卡车单包电池整车方案设计开发

陆海平

安徽江淮汽车集团股份有限公司    安徽省合肥市     230601

摘要：面向商用车2060年实现碳中和的发展目标，纯电动是商用车实现零碳转型的主要技术路线之一，尤其是轻微卡由于其运输距离短且对时效要求不高，以充电技术为主，开发一款新能源产品，满足主要从事城配业务，包括平台、物流以及商贸等客户需求。采用电驱动桥、高压部件舱集成布置方案，动力电池采用大电量单包结构，采用扁线电机，优化传动效率。

关键词：单包电池；电驱桥；匹配设计

随着新能源技术的发展，电动汽车已经成为了可持续发的重要标志，尤其在环境保护意识不断增强的情况下，传统燃油车辆的排放问题，以及能源消耗问题受到了广泛关注，在这种情况下纯电动卡车的出现，受到了广泛欢迎，因为这是不仅是一种绿色高效的交通工具，同时也促进了新能源汽车的发展与应用。因此需要深入研究纯电卡车单包电池的整车方案设计与开发，才可以更好地实际使用。在纯电卡车设计过程中电池是关键部分，当前市场上常见的电池技术较多，选择适合的电池作为动力系统电源，可以全面提升卡车性能。

未来汽车企业要想更好地发展，应当制造出符合时代发展需求的产品，这一才可以在激烈的市场竞争占据一席之地，随着世界能力危机问题不断凸显，许多国家都推出了节能型汽车，这样才可以更好地适应实际发展需求。在这样的形式下我国汽车行业要想更好地发展，必须设计创新原有技术，设计出符合市场需求的产品。

1概述分析

随着科技的快速发展，汽车正向安全、舒适、节能、环保、高自动化、智能化方向发展。主要体现在以下几个方面，第一，材料轻型化。制造一辆汽车需钢材较多，为了逐步向轻型化发展，汽车产业正在进行材料革命。第二，能源更加环保化。随着环保意识不断提高，更加追求自然协调发展，因此低能源消耗汽车会越来越畅销。第三，高自动化和高智能化。随着相关技术的发展，汽车智能化将是未来发展趋势。第四，舒适化和安全化。驾驶汽车不再是危险和负担，也可以成为一种享受。

2总体设计原则

设计中贯彻国家、行业及企业标准，并且重视采用国家发布的与国际接轨的有关汽车标准，设计车型满足国家产品定型试验及其它强制性法规、标准等要求以及企业要求。从零部件、系统和整车三层次研究优化整车高压安全、电池安全、碰撞安全和电磁兼容安全。产品图纸及技术文件完整、严谨，能够指导产品的批量生产。

3技术方案

3.1电驱动系统

采用平行轴式电驱动后桥方案，永磁同步电机，冷却方式为水冷，额定功率/峰值功率为50/100kW，峰值转矩为270N·m，实现整车最高车速＞90km/h，最大爬坡度＞20％，动力性总体比同类竞品车优良，结合用户实际需求对电机高效区进一步优化提升。

3.2电池系统

电池系统主要包含以下几个部分。第一，动力电池：采用磷酸铁锂电芯方案，总能量约63.75kWh，系统能量密度大于145Wh/kg。第二，动力电池布置方式：动力电池采用整体式，布置在车架下侧，共1个箱体，加强防护，提高整车碰撞时动力电池的安全性。第三，动力电池管理系统：采用主从一体式电池管理系统，采集电池单体电压、温度等信息，负责热管理加热膜请求控制及故障高压系统采用集中式的BDU总成。第四，动力电池热管理系统：采用闭式自然冷却、加热膜加热的热管理系统，高温工况主要采用自然冷却实现电池组与壳体之间换热及温度整体均匀一致性；低温工况主要采用布置在电池组侧壁加热膜对电池组进行加热。第五，充电系统：电池包充放异口，电池包内集成预充及快充回路，具备直流充电功能，带慢充。

3.3电控系统

电控系统设计，应当注意以下几个方面。第一，整车控制器硬件使用VC310A型，电控系统实现驾驶员意图识别、能量管理、驱动控制、充电控制、制动能量回收控制、安全监控、附件控制、故障诊断、故障处理、CAN通讯等功能；第二，整车控制器具有冗余容错的控制架构，满足系统协调控制、全局化能量管理、分级故障诊断及故障处理，并建立三层次的故障诊断及故障处理架构，提升系统的故障识别能力以及在故障出现之后的故障恢复能力。第三，一体化的热管理控制系统，整车控制器采集各个部件温度信息，通过控制风扇、水泵的工作状态，来启动或关闭一体化的热管理系统。第四，采用并联式制动能量回收系统，整车控制器实时监控整车、电机系统及高压电池系统状态信息，根据电池当前可充电功率决定系统制动回收的功率，并将制动扭矩分配给电机控制器和机械制动模块。

3.4电气系统

  系统架构采用多合一控制器，多合一高压配电盒集成PEU，DCDC。其静态电流约束：整车静态电流控制在＜30mA，其中设计约束为25mA，其中BCM≤5mA、组合仪表≤3mA、远程监控≤3mA、BMS≤2mA、电机控制器≤1mA、DCDC≤1mA、ABS ≤1mA。

3.5电动化底盘系统方案

车架系统采用直通梁，外宽800mm，前后悬架采用纵置半椭圆形叶片式钢板弹簧，双向筒式液压减震器，转向系统采用电动转向管柱，实现转向轻便，自动回正良好等转向性能。平行轴式电驱桥，匹配驱动电机，最大输出扭矩≤3500N·m，轮距1485mm，速比选用12.94。前后轮胎为后双胎形式，均选择175/75R16轮胎，满足承载要求。

3.6车身方案

标准型驾驶室，非承载式车身，承载人数2人。

3.7购置税补贴政策分析

3.7.1动力电池系统质量能量密度

   具体应用过程中，动力电池系统的质量和能量密度情况，如表一。

表一  动力电池系统质量能量密度

3.7.2单位载质量能量消耗量

  使用的单位载质量能力消耗量，如表二。

表二  单位载质量能量消耗量

根据以上政策及技术要求符合性分析，无重大风险，本产品满足购置税政策要求。

结束语：

中国是最大的潜在汽车市场，只要创造出符合需求的汽车产品，才能走品牌化路线，并且在激烈的竞争中生产发展。纯电卡车的单包电池整车方案设计与开发，可以促进相关行业发展，全面提升纯卡车性能，从而更好地实际应用。

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