摘要：随着我国交通运输行业的发展，新能源汽车得到政府的支持和提倡。本文将以某纯电动微循环车为例，清楚表明驻车制动系统的方案设计、制动原理等，为我国新能源客车的发展提供范例和参考。本文将先介绍整车及底盘概况，再说明驻车制动系统方案的选择，有限元分析结果。
关键词：纯电动客车；驻车制动系统；设计
1、纯电动客车驻车制动系统概述
随着环境问题被逐渐提上日程，我国社会越来越提倡节能减排，在政府的大力支持下，新能源汽车得到了应用和推广。因为它的应用在一定程度上实现了节能减排，帮助改善了生态环境。财政部、工业部等四部门联合发布了关于新能源汽车应用并推广的文件，规定6米以上的新能源纯电动客车都能得到政府补贴。某大型汽车集团为了响应政府号召，开始发展新能源汽车，开发出了一台6米高的纯电动客车。该纯电动客车主要采用直线驱驶的模式，车中无变速箱，制动系统主要采用的是液压制动装置，在液压制动装置上，有两种驻车模式，第一种驻车模式是后轮轮边装置，第二种驻车模式是中央制动模式，这一模式安装在变速箱中，但由于该6米高的纯电动客车无变速箱，所以第二种模式——中央制动模式无法完成，对于第一种驻车模式，需要采用集成式装置安装在后桥制动器中，但现有的汽车配套厂还没有类似的装置，所以不能提供该装置。为了解决这两种问题，该集团公司研发出了一种既操作简便、又能调整，具有一定灵活性的驻车装置。我们接下来将WG6610BEV纯电动客车为例，清楚说明这一驻车装置的结构设计。
2、整车及底盘概况
2.1整车技术参数
整车采用的是一级踏步，车身较窄，车身中部为折叠门，由电能控制，车身的高度比城市中车辆限高要低。
2.2底盘结构设计
纯电动车的底盘为矩形结构，长为60×40毫米，宽为40×40毫米，两个矩形焊接而成，工作的动力主要来源于弹簧片和动力电池，动力电池位于车桥和车的后仓之间，而永磁位于后桥部位，前桥的最大功率不超过1.8T，后桥的最大功率不超过3.5T，前桥主要通过液压盘来操作，而后桥则通过鼓动装置制动，这一系列的装置是由较为简单的回路系统构成，前后轮回路分别是一轴对一轴，安装较简单，还能与传统系统中的单轮缸制设备配合工作，该系统装置成本花费也较低。这一纯电动车制动系统如下图：
3、驻车制动系统结构设计
3.1合理选择驻车制动系统方案
在所有汽车装置中，都应该具有减速、停止行驶的功能，在纯电动车的制动控制系统中，驻车控制装置和行车装置应该是互相独立的两个系统，即使电动客车位于斜坡上，为了防止车辆继续滑行，驻车制动装置也能够发挥其作用。如果在紧急情况下，行车制动装置失去作用，可以选择临时驻车制动装置和紧急驻车制动装置。驻车制动装置按照功能可分为中央驻车装置和车轮驻车装置，中央驻车装置安装在变速箱内，而车轮驻车装置则是一整套装置系统，上文提到，该集团公司的WG6610BEV型号客车没有变速箱装置，所以应用的是后驱力装置系统，电机箱输出的动力为140型，整台车的重量可达到5300kg，由于当前的配置厂商无法将驻车装置和行车装置结合起来安装，而且驻车制动装置的功能也不能被全面考虑，所以集团公司开发出了一款易于操作、灵活性强和操控方便的驻车制动系统，驻车的横截面如图所示：
3.2驻车制动系统结构设计
关于驻车制动系统结构的设计，这里有几项结构需要说明，首先是手刹法兰，其次是驱动装置，手刹法兰和驱动装置之间的部分为第一动力装置；而第二动力装置位于手刹法兰和传动轴之间的部分；手刹法兰盘与第二动力装置连接间的部分没有中央鼓动装置，中央鼓动装置安装于手刹法兰上。在驱动电机体上，没有固定的底板，而中央鼓动装置的底板都安装在法兰的固定底板支撑端上，这三种装置相结合形成了一个动力运输装置。当汽车驾驶员操纵驻车制动装置时，就会带动鼓动装置底板上的杠杆，带动蹄片扩张，与鼓动装置内壁实现摩擦，从而达到驻车的目的。这一结构往往安装在车辆的动力运输装置上，这样可以保证驻车更加安全，力量较大，操作方便。
对于驻车装置的具体运转方式，需要依靠手刹法兰、中央鼓动装置和驱动电机的共同作用。共包括六个步骤：第一步为连接手刹法兰的连接端，手刹法兰的连接端包第一动力连接端和第二动力连接端，将第一动力连接端与电动机相连接再用螺栓固定，将第二动力连接端和传动轴相连接，固定起来，电动机在旋转时会产生一定动力，它将动力传输给传动轴，在第二连接端上没有中央鼓动装置，所以将四颗螺栓固定在了手刹法兰上；第二步需要将中央鼓动装置的底板与手刹法兰的方向保持一致，第一动力装置越过中央鼓动装置与传动轴相连，再通过制动器底板将第一动力装置支撑起来，将底板固定在电动机的机身上，而鼓动装置的底板则要固定在制动器的支撑端上；第三步是将手刹法兰和传动器的法兰都固定在传动器的两端，手刹法兰的传动轴以及传动装置要由双头螺栓固定，从而使电动机装置的动力输出到手刹法兰上，最终形成一个动力运输装置；第四步操作较简单，是将中央鼓动装置器与手刹法兰的制动手柄相连接；第五步是当驾驶员在行驶车辆时，驻车装置的手柄位于水平位置，此时的中央鼓动装置的蹄片是处于收缩状态，鼓动装置和鼓动装置的底板是相互独立的，在手刹法兰的运转带动下达到转动的目的。最后一步是在车辆需要行驶的前提下，驾驶员通过操纵手柄，带动中央鼓动装置的底板，将底板上的杠杆结构通过拉伸作用使蹄片变得更紧，对鼓动装置的内壁施加一些压力，产生更大的驱力，因为手刹法兰、制动轴和传动轴是一个中央系统，所以当驾驶员松开刹车手柄时，中央鼓动装置就能够通过弹簧的回弹停止驻车制动。
对于驻坡的计算，需要保持车辆在无人的情况下，启动驻车制动装置，并形式在20%的坡度上，轮胎与地面的角度系数要为0.7，坡度上方的方向保持一致，时间控制在2分钟以内。于是，我们假设汽车停留在坡度为α的斜坡上，而下坡角度为α'，这样我们就可以计算出α和α'的系数值，在计算公式中，我们需要知道轮胎与地面的附着系数和汽车质心高度，通过计算后，我们得到α和α'的系数值都大于1/5，因此它是满足停驻在斜坡上的要求的。该集团中研发的驻车制动系统经过检测，发现WG6610BEV客车的驻车制动系统制动率达到了37%，于是又在斜坡上进行了空载试验，又将满载和半载情况与空载情况相比较，发现该客车完全满足国际机车制动系统的指标要求，无论是在市区还是郊区中使用该机车制动装置，都没有发生失去作用的情况。
4、有限元分析
根据汽车的产品试验，我们采取了替代方案，以12米高的电动客车替代原客车，并选取弯曲工况，紧急制动装置等，对其进行了有限元分析。其中包括：在弯曲状况下，模拟汽车的匀速行驶应力状况；在紧急制动装置下，模拟车身骨架装置，承受纵向应力的大小；在单轮悬空装置下，模拟汽车在崎岖的道路上行驶时产生的非对称支撑力静态分布状况；在自由静态模式下，汽车的安全性较高，从左前轮情况来看，最大移动距离位于左端靠近驾驶员的窗户位置，距离最好保持在26.4毫米，最大应力应该在右前方的悬空位置，有较大安全性，而且符合工况的要求。
结束语
总之，纯电动客车的驻车制动装置主要受中央制动装置影响，其中央制动装置采用的535型制动设备，应选用信誉良好的厂商和质量上乘的产品，手刹法兰和制动器的底板应根据国家规定选择合适的设施。本文的例子将为其他类似问题提供参考。
参考文献：
[1]文江涛.WG6610BEV纯电动客车驻车制动系统的设计[J].客车技术，2018（4）：23-24
[2]周锐.某电动客车制动互锁失效原因分析[J].中国高新技术产业，2016（16）：295-296
[3]章文杰.汽车电子驻车制动系统解析[J].内燃机与配件，2018（22）：295-296
论文作者:胡佃朋
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/15
标签：装置论文; 法兰论文; 客车论文; 底板论文; 中央论文; 制动系统论文; 动力论文; 《电力设备》2019年第8期论文;