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1、比亞迪B12D雙層電動客車電驅動技術狀態:

B12D雙層電動客車的駕駛席採用半環抱式儀表臺,通用化的控制面板和相關開關控制組件。駕駛員正對著的是一塊用於顯示行車資訊的12寸液晶儀表,右側為10.1寸多媒體螢幕,集監控、排程、娛樂等多種功能為一體,還可以擴充套件多種駕駛輔助顯示功能,同時前部還有駕駛員狀態監控攝像頭,針對駕駛員出現疲勞駕駛的情況進行預警。

需要注意的是,位於駕駛員左手側的控制面板集成了為前風擋玻璃除霜的3擋風量旋鈕。

駕駛員用的12寸液晶儀表可以顯示包括2組輪邊電機輸出/回收功率、輪胎壓力、磷酸鐵鋰電池總成SOC值、行車擋位、輸出電壓/電流、以及十分重要的包括行車模式(冰雪模式)。

紅色箭頭:冰雪模式開啟

黃色箭頭:為B12D雙層電動客車重新適配的電子駐車功能

藍色箭頭:車身高度調節功能開啟

比亞迪

商(引數|圖片)用車研究院為B12D雙層電動客車適配的電子駐車系統,重新匹配了控制策略。諸如在不同載員+上坡狀態,駕駛員因為前方擁堵而停車,電子駐車系統自動啟用。當駕駛員輕踩“油門”踏板啟動車輛時,電子駐車系統將會延遲解除,確保2組後輪邊電機輸出足以驅動車輛前進的扭矩,而不會造成瞬間“動力輸出真空”引發的溜車。

位於半環抱式儀表臺右側的上部控制開關區域,設定了2組車身高度調節開關、便於殘障人士上下車的右側車身傾斜的開關、緊急警告燈開關以及最重要的前風擋玻璃除霜內外迴圈切換開關。

環抱式儀表臺右側下部控制開關區域,設定1組乘客艙空調控制面板和基於北斗導航系統的行車記錄儀。由駕駛員進行控制的乘客艙空調系統,基於可以進行內外迴圈調節;選擇製冷、除溼和加熱功能。

上圖為開啟前風擋玻璃除霜功能(3擋出風量調節),透過熱成像儀可見,前出風口瞬時吹出熱風。截止2020年12月,在中國市場銷售的電動客車,只有比亞迪在2019年之後量產的K8系列和B系列電動客車,擁有基於“6合1”電控系統的獨立前風擋玻璃除霜功能。這一併不“顯眼”的技術設定與功能達成,最大程度的提升高海拔和高寒區域行車安全。

上圖為B12D雙層電動客車設定在第3隨動轉向橋上端的電池艙體,透過熱成像拍攝到的“熱量”視覺化的狀態。

B12D雙層電動客車採用能量密度和體積密度更高的磷酸鐵鋰電池系統,整車裝載電量為355度電,電驅動續航里程為350公里。載客量明顯超過普通單層車輛的B12D雙層電動客車,在增加動力電池裝載電量的同時,對模組化的磷酸鐵鋰電池總成的熱管理技術進行了修改,以提高“大迴圈”中冷卻液的流量,增加低溫預熱和高溫散熱效率,降低各電池總成間的溫度差異。

相對2020年量產的全新一代T5、T31和Q3超級電動卡車,B10單層電動客車以及B12D雙層電動客車適配的磷酸鐵鋰電池(模組)的電壓平臺完全相同。實際上,比亞迪在商用車上率先完成了動力電池的規格模組化和尺寸標準化。採用全塑膠材質的外殼體有利於減重,理論上比亞迪可以在將不同數量的標準化動力電池模組串聯在一個大迴圈體系中,只需要對電子水泵的功率和數量進行調整,即可完成不同載荷的電動卡車或電動商用車的適配。

旨在用於中國市場的B12D雙層電動客車,採用的是符合國標的直流快充介面(技術)。自2011年首臺K9電動客車開始承擔深圳公交運營任務,至2020年比亞迪在全球範圍銷售的電動客車,搭載過符合中國標準的不同充電功率的雙交流快充技術和雙直流快充技術,並在出口至美洲大陸、歐洲區域以及日本市場的不同車型上,適配了符合當地標準的充電技術。

上圖為B12D雙層電動客車後置動力艙內諸多分系統技術狀態細節特寫。

黃色箭頭:“6合1”電控總成

紅色箭頭:高壓正負極斷電開關

藍色箭頭:單獨設定的DC-AC控制總成

綠色箭頭:總保險檢修總成

相對2019年量產K8最新型電動客車,B12雙層電動客車各分系統全部進行了重大升級。在保留了比亞迪商用車研究院完成了裝車並定型的“6合1”電控系統之外、引入了整合度更高的充電系統和逆變系統。

B12D雙層電動客車在增加了動力電池標準化模組(增加裝載電量)同時,強化高溫散熱與低溫預熱功能;對電驅動以及電控系統的散熱效率進行了提升。2組輪邊驅動電機、“6合1”電控系統和充電系統都歸入到1個高溫散熱迴圈管路。

這組“6合1”電控系統,最早被整合在K8最新改型電動客車,在2018年期間完成了呼倫貝爾“高寒”、吐魯番“高溫”以及拉薩羊湖“高海拔”的測試。尤其在3組(即可獨立使用,又可同時執行的)PTC系統中,為前風擋玻璃提供單獨除霜功能設定,從根本上杜絕不同氣候環境風擋玻璃起霧引發的行車安全與系統可靠性問題。

B12D雙層電動客車與K8、K9和B12系列電動客車一樣,都採用2臺輪邊驅動電機總成(整合電機、減速器和盤式制動系統)+反向門式橋+4點氣囊懸架構成。截至目前,比亞迪已經開發出多個扭矩級別、多種轉速、3種熱管理技術的輪邊驅動電機總成。

B12D雙層電動客車搭載的2組輪邊驅動電機最大轉速10000轉/分、最大扭矩550牛米、最大輸出功率150千瓦。

位於後置動力艙左側(駕駛員一側)充電介面後端,設定了1組電驅動和電控系統共用迴圈管路補液壺。只要B12D雙層電動客車啟動,這套迴圈系統就會開啟執行。而單獨設定的動力電池熱管理控制系統迴圈管路的補液壺位於車輛頂端,擁有引入來自電動壓縮機輸出的“冷量”和3#PTC輸出的“熱量”為動力電池迴圈管路內的冷卻液進行“冷熱”交換。

2、比亞迪B12D雙層電動客車隨動轉向橋控制策略:

B12D雙層電動客車長寬高為12200x2550x4200mm,紅色箭頭所指的是第1轉向橋;黃色箭頭所指的是第2驅動橋;綠色箭頭所指的是第3隨動轉向橋。以往比亞迪量產的K系列電動客車主要用於國內的車型以4X2驅動形式為主,即第2驅動橋由2組輪邊電機驅動。

2019年比亞迪出口至南美的K12系列電動客車則首次引入了4組輪邊電機進行驅動。即第1轉向橋,不具備驅動能力,僅用於轉向用途(配置氣囊減震);第2驅動橋和第3驅動橋,各適配2組輪邊驅動電機,每組輪邊驅動電機最大輸出功率150千瓦、最高轉速10000轉/分(配置比亞迪自行研發的一體化氣囊減震驅動橋);第4隨動橋不具備轉向和驅動能力,僅用於承載第3組車廂用途(配置氣囊減震承載橋)。

黃色箭頭:第1轉向橋

白色箭頭:第2驅動橋

藍色箭頭:第3驅動橋

黑色箭頭:第4隨動橋

紅色箭頭:第1鉸接

綠色剪頭:第2鉸接

總長27米,透過2組鉸接關聯3節車廂的K12系列電動客車,用於南美哥倫比亞BRT場景(直線點對點)的公交運營任務。對承擔市區公交幹線運用環境,所需要的頻繁大角度轉向功能弱化很多。

B12D雙層電動客車的長度,超過目前比亞迪為國內公交市場承擔市區幹線運營任務的K8\9系列以及B10單層電動客車長度更長。為了保證運營過程中的行車安全,比亞迪為B12D雙層電動客車首次設定了第3隨動轉向橋。

在車輛啟動之後,駕駛員操控方向盤進行“原地打方向”動作時,只有第1轉向橋進行動作(黃色箭頭所指),第3隨動轉向橋仍然保持與第2驅動橋相同的姿態(紅色箭頭所指)。

B12D雙層電動客車低速行駛進行向左轉向動作時,第1驅動橋進行全比例轉向動作(紅色箭頭所指),第3隨動轉向橋向右進行小比例轉向(黃色箭頭所指),與第2驅動橋(綠色箭頭所指)配合降低轉向半徑同時保持車身姿態的穩定。

3、比亞迪電動客車技術的突破:

在位於深圳的比亞迪坪山基地新裝修的展廳,擺放著1臺最早於2011年深圳大運會期間投入的第一批次產的K9電動客車。至2019年,這臺K9電動客車已經完成了8年公交運營任務,總行駛里程59.4795萬公里,相當於環繞赤道15圈,成為全球運營期限最長、運營里程最高的電動客車。

2011年至2020年,由比亞迪製造K系列和B系列中高階電動客車,全部搭載2組輪邊驅動電機+反向門式橋+氣囊懸架構成驅動解決方案。結合出口至北歐、南美、日本以及在中國市場的K系列電動客車運營環境和使用經驗,比亞迪商用車研究院持續對輪邊電機的轉速、功率、扭矩、散熱技術、電控策略以及可靠性進行改進。

早期的K9電動客車搭載的磷酸鐵鋰電池系統,採用的是非標準化的大總成封裝技術和風冷散熱控制策略。隨著磷酸鐵鋰電池能量密度的不斷提升,先後根據車型投入到不同國家和區域的氣候環境,配置了不同技術規格的液態熱管理控制技術(策略)。透過推行採用塑膠外殼殼體的模組化磷酸鐵鋰電池總成技術,在提升了體積密度同時,間接的有利於公交運營續航里程的增加。

上圖為2011年至今量產的K9電動客車後部動力艙內主要電控系統的技術狀態細節特寫

1組“多合1”電控系統是專門為K9電動客車研發,2組輪邊電機適配的“2合1”電控系統,與2013年才逐步用於深圳出租市場的e6)電動汽車共用相同的硬體本體。

在隨後量產的K系列和C系列電動客車,比亞迪繼續採用商用車與乘用車共用的分系統,降低成本與提高可靠性的策略。當然,為了滿足電動客車公交運營的特殊使用需求,整合度更高的“6合1”電控系統應運而生並在K8最新電動客車上完成了長達1年的“3高”測試。在2020年量產的B系列電動客車上,比亞迪保留了“6合1”電控系統同時,再次提高了其他分系統的整合度,以獲得更高的運營安全性、更低的運營成本以及全壽命週期可靠性。

筆者有話說:

比亞迪是中國唯一一家向日本出口電動客車(包括電動叉車以及其他車型)整車製造廠。在美國和英國先後建立整車製造基地和位於匈牙利的電池工廠出產多種型號的電動客車與電動物流車,與那些資深的老牌歐美車廠相比更具技術優勢。

從K系列到B系列電動客車的發展,體現的是比亞迪新能源商用車研發策略發生的重大變化。在車型平臺、動力電池以及電驅動控制策略中,比亞迪先後在動力電池與電驅動方面持續提升之後,在車型平臺層面的效能提升,使得B12D雙層電動客車(包括B10電動客車)獲得性能全面均衡。

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