机电信息工程
纯电动洗扫车动力系统的参数匹配
张彦明
（远大汽车制造有限公司，河北衡水053500）
摘要：本文概述了中型纯电动洗扫车动力系统上装电机参数匹配原则，选择上装电机、动力输出装置作为研究对象，综合考虑了纯电动洗扫车在不同作业工况下，对上装电机、风机、水泵、油泵参数进行了功率计算，为以后纯电动洗扫车动力系统的上装电机选择提供了一定的理论。
关键词：纯电动洗扫车；上装电机；动力系统；参配
0前言
随着能源和环境危机的加剧，很多公司和学者较早地对动环卫车辆进行了研究，但是在目前电池技术条件下，相比于传统燃油车辆，有限的作业时间和高昂电池成本制动环卫车辆的发展：1］）因此，合理设计动环卫车辆的动
得尤为重要，本文以独立自主研发的动车为研究对象，对其动数进行参数设计，同时对样车进行试验及数据分析，动环卫车辆动上装电机的选型提考。
1纯电动洗扫车统基本结构
动车动主要由上装电机、电机控制器、传动装置及上装控制，其构成如图1所示。
现有的上装电机驱动负载方式有3种型式，单电机、双电机和三单机型式，如图2所示。
（b）双电机驱动（C）三电机驱动
图2上装电机驱动型式
单电机驱动负载，结构简单，节省空间，电机控制相对简单且成本较低，但易实现负载单独控制当电机启动后，3个负载会同时工作，若实现独立控制，需加离合器控制负载的启停。双电机驱动负载，现了的单独控制，在进行液压系统操作时，只需启动机即可，提高了整的工作效率。
机驱动负载，机都需要独立的控制器，虽然实现了各负载的单独工作，但所需的空间大，控制相对复杂，成本较高。本文将对单电机驱动负载的纯电动洗扫车动力系统进行研究。
2统各部件的计算
动车动主上装机、风机、水泵、。动车的作业状态有标准作业和强作业，所对应的上装电机转速分别为1650—min和1850r/min。关于风机、水、油泵的参数选择和选型很多学者都进行了长期研究，本文的选型是基于市场成熟的车的方案进行功率计算，至于具体的型原
《湖北农机化》2021年第2期
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则本文不再赘述。2.1风机功率的计算
风机装置是纯电动洗扫车动力系统的主要部件， 风机性能的好坏直接影响洗扫效果和清扫效率。本
文的纯电动洗扫车选择转速2700r/min ，流量Q  =
4. 44m 3/s ，风机全压
$ =8600Pa 的离心式通风机，则
其所需的最大功率P 风mx 为：
%
_Q  0
$
厂风max
!
式中％为传动效率，皮带传动取％=0.92，为风 机效率，根据风机特性取值q =0. 9，计算得风机所需 最大功率46.12GW 。若进行单电机控制，可选择功率 为50〜55GW 的电机。
2.2水泵功率的计算
水泵用于实现路面的清洗功能，本文采用某品牌
的咼压柱塞泵，流量为Q=137L/min，系统设定压力
P
水=6 MPa ，则所需功率
％水max 为：
%
_Q  0 P
suv汽车大全水水max — 60%
式中％为功率系数，取值0. 95，计算得水泵所需 功率为14.42GW 。若进行单电机控制，可选择功率为
20kW 的电机。
2.3油泵功率的计算
液压油泵为上装的箱体举升、马达旋转、后门开
启和吸盘升降等提供动力。本文的纯电动洗扫车选
用的齿轮油泵，排量P
=10ml/r ，设定液压系统最高压
力
p
油=16MPa ，则所需的功率
％油皿斥为：Q=( • n% • 10「3
%
= Q  •
%
油
油皿x _61. 2 •
式中'
为转速，取1850—min ，力为泵的容积效率，
取0. 9，⑺为功率系数取0. 85，计算得所需功率为
5.12kW 。若进行单电机控制，可选择功率为7.5kW
的电机。24 电机 的
本文
动
车上装动 采用单 机
动，则上装电机功率
P
应满足以下关系式：
P~&
K  (P 风max  + P 水max %油max )
式中
*
为电机安全系数，取值1. 2，计算得P
&
78.79kW ，故选择电机功率
P ,
=80kW ，额定转速
2000—min ，根据该电机的特性曲线图，得知其在 1850—min 时可输出功率为78kW ，在1650—min 时可
输出功率为69kW ，满足使用要求。
3 样车试验数据分析
为验证纯电动洗扫车动力系统参数匹配是否合
理，首先要了解各部件在各种工况下的功率情况，其
方法是电机控制器的CAN 总线采集各个工况下电机
的输出功率情况
在全洗扫模式，即风机、水泵、油泵同时工作的情 况下，电机功率输出如表1所示。
表1全洗扫工况电机功率输出
作业模式
电机转速(r/min )
电机功率(kW )
标
准
作业
165049. 42帕拉丁汽车
强力作业1850
55. 56
在干扫模式，即风机、油泵工作，水泵不工作的情翼虎1.5t
况下，电机功率输出如表2所示。
表2干扫工况电机功率输出
作业模式
电机转速(r/min )
电机功率(kW )
标
准
作业
165042.18强力作业
1850
50. 51
在清洗模式，即风机、水泵工作，油泵不工作的情 况下，电机功率输出如表3所示。
3
洗工况电机 出
作业模式
电机转速(r/min )
电机功率(kW )
标
比亚迪f6dm
准
作业
165046. 62
强力作业1850
53. 28
全洗扫模式下的最大功率为56kW 左右，和设计
功率80kW ，有较大的差距，原因有2点：一是在全洗
扫作业模式下，油泵和水泵都未在最大设定压力状态 下工作，只有当液压系统和水路系统的系统压力达到萨博二手车
设定的最高压力值时才会出现相对应的最大功率，所
以风机、水泵、油泵的最大功率消耗不会在同一工况 下同时出现；二是洗扫车运行工况稳定，因此无需预
留一定比例的富余上装功率。综上原因，我们将电机 选择公式里面的电机安全系数K=1. 2修正为K=1，
则我们可选择60kW 以上的风机即可满足使用要求。
4 结语
动力系统是纯电动洗扫车的重要部件，其功率匹
配是整车设计的基础。本文首先对纯电动洗扫车上 装动力系统的传动方式进行了介绍，然后根据动力系
各 的 数计 动 上装 机功率的
择提供了理论基础，最后根据样车的试验数据分析，
对前期电机的选择进行了修正优化，为以后纯电动洗 扫车上装电机的选型及动力参数匹配提供了一定的
设计参考。
驾驶证扣分新规定参考文献：
［叮蒋亚萍，李洲.微型纯电动扫路车动力系统参数匹配设
计建设机械技术与管理，2013,11(1):98101.［2］李伟文，黄荣明.电气化单发洗扫车节能技术探究
专用汽车,2020,10(3):72-77. (收稿日期：2020-12-06)
《湖北农机化$021年第2期