循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向器在純電動客車上的應(yīng)用

葉成友（重慶恒通客車有限公司，重慶401120）

循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向器在純電動客車上的應(yīng)用

葉成友
（重慶恒通客車有限公司，重慶401120）

針對目前純電動客車上采用的傳統(tǒng)循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器存在布置難度大、成本高、耗電量大等問題，介紹一種循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向器在純電動客車上的解決方案。

純電動客車；循環(huán)球式電動助力；轉(zhuǎn)向器

目前，市場上營運(yùn)的純電動客車主要采用液壓動力轉(zhuǎn)向器，安裝獨(dú)立的電動助力轉(zhuǎn)向油泵，整車電池提供直流高壓電，經(jīng)逆變器逆變?yōu)槿嘟涣麟?、?qū)動電動助力轉(zhuǎn)向油泵電機(jī)、電機(jī)再驅(qū)動助力轉(zhuǎn)向油泵為液壓動力轉(zhuǎn)向器提供油壓實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力。整車從啟動電源開關(guān)起，電動助力轉(zhuǎn)向油泵一直消耗整車電池電量，而且噪聲大，從而大幅度增加了整車制造成本，同時(shí)也增加了整車自重，消耗整車電池電量，影響整車?yán)m(xù)駛里程［1-3］。

1　循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向器的工作特性

1.1工作原理分析

基于上述問題，通過市場調(diào)研分析，我們將循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向器應(yīng)用在純電動客車上。循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向器系統(tǒng)由控制器（ECU）、扭矩傳感器、助力電機(jī)和減速裝置與循環(huán)球機(jī)械轉(zhuǎn)向器一體組成，其工作原理（見圖1）為直接通過車用24 V（小型車可選擇12 V）蓄電池直接驅(qū)動。在不同車速和不同轉(zhuǎn)角下，根據(jù)傳感器采集的扭矩信號和儀表提供的車速信號，控制器（ECU）按一定的規(guī)律提供適當(dāng)?shù)目刂齐娏鳎瑥亩闺姍C(jī)提供不同的助力和阻尼，使汽車在轉(zhuǎn)向過程中達(dá)到最大助力和阻尼效果。傳感器的角度信號通過控制器（ECU）的控制實(shí)現(xiàn)車輛主動回正功能，解決汽車高速行駛的發(fā)飄發(fā)擺問題［4-6］。

1.2參數(shù)對比分析

以6m純電動客車用轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為例，兩種助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主要參數(shù)對比如表1所示；液壓動力轉(zhuǎn)向器+電動助力轉(zhuǎn)向油泵+逆變器如圖2所示；循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向器如圖3所示。

表1　轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要參數(shù)

從表1可知，純電動客車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向器優(yōu)勢較為明顯，具體區(qū)別如下：

1）采用循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向器僅需24 V（或12 V）直流電壓，額定功率0.4 kW，采用電動助力轉(zhuǎn)向油泵需380V（或220 V）三相交流電壓，額定功率1.5 kW（或2.2 kW），采用循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向器更節(jié)約能源。

2）采用循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向器重量約15～20 kg，采用電動助力轉(zhuǎn)向油泵的重量約55～80 kg，采用循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向器更節(jié)約能源。

3）采用循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向器成本約2 500～3 000元，采用電動助力轉(zhuǎn)向油泵的成本約7 000～8 500元，采用循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向器更節(jié)約成本。

在純電動客車上選型和匹配循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向器時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)匹配要求：整車前軸負(fù)荷設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)小于或等于循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向器適合的前軸負(fù)荷噸位；按照整車電壓選用24 V（或12 V）直流電壓循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向器。

2　在純電動客車上的布置及應(yīng)用

循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向器的安裝支架與車架縱梁通過螺栓連接，然后循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向器與方向機(jī)支架連接，再安裝直拉桿系等部件，從而完成轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的裝配［7］。循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向器布置如圖4所示。

此布置方式具有以下特點(diǎn)：

1）安裝方式與傳統(tǒng)車基本一致，便于布置，工人裝配簡單、方便。

2）沒有復(fù)雜的管路連接，控制線路直接與電器插接件對接即可。

3）后續(xù)維護(hù)保養(yǎng)時(shí)，方便檢查和拆裝。

在安裝和布置循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向器時(shí)，與傳統(tǒng)純電動客車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)比較，應(yīng)注意以下問題：傳統(tǒng)純電動客車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需安裝液壓動力轉(zhuǎn)向器、電動助力轉(zhuǎn)向油泵、液壓管路和逆變器，安裝和布置循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向器時(shí)，無需安裝電動助力轉(zhuǎn)向油泵、液壓管路和逆變器；傳統(tǒng)純電動客車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需380 V（或220 V）三相交流，安裝和布置循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向器時(shí)，僅需24V（或12 V）直流電壓。

循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向器已在我們公司6～7m純電動客車上批量裝車，車輛運(yùn)行中噪聲低、耗電量小，延長了整車電池使用壽命和整車?yán)m(xù)駛里程，轉(zhuǎn)向輕便靈活，駕乘舒適性得到明顯改善，其方便日常維護(hù)和保養(yǎng)，降低了整車成本和用戶維護(hù)保養(yǎng)成本，我們公司生產(chǎn)的6～7m純電動客車得到我們公司試車駕駛員以及公交公司駕駛員一致好評。

3　結(jié)束語

循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向器解決了純電動客車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)布置難度大、成本高、耗電量大等問題，其產(chǎn)品具有工作原理簡單、噪聲低、耗電量小、自重輕、安裝方式與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)基本一致等優(yōu)點(diǎn)，延長了純電動客車電池使用壽命和續(xù)駛里程，轉(zhuǎn)向輕便靈活，駕乘舒適性得到明顯改善。

［1］GB 7258-2012，機(jī)動車運(yùn)行安全技術(shù)條件［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.

［2］GB/T 17619-1998，機(jī)動車電子電器組件的電磁輻射抗擾性限值和測量方法［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1998.

［3］GB/T 19951-2005，道路車輛靜電放電產(chǎn)生的電騷擾試驗(yàn)方法［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2005.

［4］刁薇.建立客車標(biāo)準(zhǔn)體系提升我國客車標(biāo)準(zhǔn)整體水平［J］.客車技術(shù)與研究，2013，35（5）：1-4.

［5］畢大寧，康富生，馬慧.循環(huán)球電動轉(zhuǎn)向器的研制［J］.汽車零部件，2012，（1）：52-55.

［6］魏元東.汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）研究［D］.合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2004.5.

［7］財(cái)建〔2013〕551號.關(guān)于繼續(xù)開展新能源汽車推廣應(yīng)用工作的通知［EB/OL］.（2013-09-17）［2014-11-12］.

http：//news.163.com/13/0917/14/98VUG1V700014JB5.htm l.

修改稿日期：2015-02-15

Application of Circulating Ball TypeElectric Power Steering Gear to Pure Electric Buses

YeChengyou
（Chongqing Hengtong Bus Co.，Ltd，Chongqing 401120，China）

In view of theproblemsof the traditionalcirculatingball typesteeringgearnow used in pureelectric buses，such as difficultarrangement，high costand greatelectric power consumption，the author introducesa circulating ball typeelectric power steeringgearon pureelectric buses.

pureelectric bus；circulating ball typeelectric power；steeringgear

U469.72；U 463.44+4

B

1006-3331（2015）04-0045-02

葉成友（1979-），男，工程師；底盤項(xiàng)目經(jīng)理；主要從事底盤總布置設(shè)計(jì)、新能源汽車項(xiàng)目發(fā)展規(guī)劃等工作。