淺析民航特種車輛的電動(dòng)化發(fā)展

楊林

摘要：本文結(jié)合近年來民航業(yè)和電動(dòng)車的發(fā)展現(xiàn)狀，針對(duì)民航特種車輛領(lǐng)域，提出了電動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)，并闡述了其電動(dòng)化原理。

關(guān)鍵詞：民航；車輛；電動(dòng)化；原理；趨勢(shì)

1. 概述

近年來，隨著科技與經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，民用航空業(yè)也得到了快速的發(fā)展。在一定程度上，民航業(yè)發(fā)展越迅速，對(duì)地面設(shè)備尤其是特種車輛的依賴程度就越大[1]。民航特種車輛種類繁多，包括用于客艙服務(wù)的客梯車、擺渡車、空調(diào)車、食品車、清水車和污水車，和用于貨物或行李裝運(yùn)的貨物升降平臺(tái)、牽引車和運(yùn)輸車以及其它用途上的加油車、電源車、除冰車和掃雪車等。這些特種車輛幾乎都是以柴油或汽油為主的能源車，但在日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)中，全球溫室效應(yīng)越來越嚴(yán)重，機(jī)場(chǎng)對(duì)環(huán)保的要求越來越高，人們普遍開始重視環(huán)境的保護(hù)。如果把這些民航特種車輛改造為由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、電池供能的電動(dòng)車，底盤不變，那么這將是對(duì)民航特種車輛的一次巨大創(chuàng)新，也是對(duì)環(huán)境保護(hù)做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)，更是極大地節(jié)約了能源。電動(dòng)化是一種不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。

2. 發(fā)展現(xiàn)狀

在我國(guó)，民航特種車輛相對(duì)于私家車來說數(shù)量小、產(chǎn)品多，又由于受到電池壽命不足和充電樁數(shù)量少的限制，電動(dòng)車的發(fā)展一直都未能有所突破。轎車的電動(dòng)化受到限制，同樣民航特種車輛也受到約束。但近年來，科技的日新月異，以特斯拉為首的電動(dòng)車巨頭開始在電池領(lǐng)域的研究取得了重大突破，以轎車為例，充滿電的轎車一次性可以跑300～400公里，這相比于過去來說，無疑是奇跡。以此為契機(jī)，其它汽車巨頭如大眾、奔馳、寶馬、福特和豐田等汽車巨頭也紛紛投入對(duì)電動(dòng)車的研究。迄今為止，很多性能優(yōu)良的電動(dòng)車已經(jīng)上市，成為了人們出行代步的工具。聚焦國(guó)內(nèi)，我國(guó)的汽車生產(chǎn)制造商如吉利、比亞迪、長(zhǎng)城等自主品牌也意識(shí)到了未來電動(dòng)車的大發(fā)展趨勢(shì)，近些年在電動(dòng)車領(lǐng)域精耕細(xì)作，也取得了驕人的成績(jī)。尤其是以靠電池起家的比亞迪，近兩年發(fā)展迅猛，在全國(guó)許多中大型城市均推行了比亞迪自主創(chuàng)新的純電動(dòng)客車，取得了良好的發(fā)展開端。此外，比亞迪在私家車領(lǐng)域，推出了e6等純電動(dòng)車，充滿電一次可以跑200-300公里，如果這些電動(dòng)車在機(jī)場(chǎng)得到推廣，那么運(yùn)行效率將得到很大提高。在機(jī)場(chǎng)推廣電動(dòng)車，具備很多有利的條件：首先，機(jī)場(chǎng)的面積有限，來往線路不長(zhǎng)，非常適合于電動(dòng)車的運(yùn)行。其次，充電方便，在機(jī)場(chǎng)可以專門設(shè)置供特種車輛的充電設(shè)備，比如建設(shè)充電樁，可以全天候滿足特種車輛的供電需求。最后，推廣電動(dòng)車有利于節(jié)約能源和成本，對(duì)環(huán)境的保護(hù)起到積極的作用。

3. 電動(dòng)化原理

目前，大多數(shù)特種車輛如客梯車、電源車和加油車等均以貨車底盤為基礎(chǔ)，根據(jù)相關(guān)要求和用途而進(jìn)行改裝為特殊用途的專用車。因此，這些專用車的底盤即為貨車底盤，主要由傳動(dòng)系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動(dòng)系組成。傳動(dòng)系主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、取力器、傳動(dòng)裝置及差速器組成。行駛系主要由車輪、車橋、車架和懸架組成。轉(zhuǎn)向系主要由轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。制動(dòng)系主要由制動(dòng)操作機(jī)構(gòu)和制動(dòng)器組成。

把特種車輛改裝為電動(dòng)車的原理即為在現(xiàn)有底盤的基礎(chǔ)上，增加電力驅(qū)動(dòng)部分、能源部分和輔助控制部分。其中電力驅(qū)動(dòng)部分包括電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)和機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)裝置等，主要功能是為電動(dòng)車輛提供動(dòng)力。能源部分有蓄電池組和蓄電池管理系統(tǒng)，主要功能是為電動(dòng)機(jī)和車載電子設(shè)備提供電力。輔助控制部分包括風(fēng)扇、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)和照明系統(tǒng)等，功能是為車輛提供輔助控制[2]。純電動(dòng)汽車是指僅以電力驅(qū)動(dòng)的車輛。其主要由底盤、車身、蓄電池、電動(dòng)機(jī)、控制器和輔助設(shè)施蓄電池六部分組成，工作原理可簡(jiǎn)單的表述為：

蓄電池→電流→電力調(diào)節(jié)器→電動(dòng)機(jī)→動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)→驅(qū)動(dòng)汽車行駛

電力驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的核心，也是區(qū)別于內(nèi)燃機(jī)汽車的最大不同點(diǎn)。電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)由電源、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制裝置等組成，其原理圖如下圖1所示。

電動(dòng)汽車是在傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈的基礎(chǔ)上進(jìn)行延伸，結(jié)構(gòu)上兩者最大的區(qū)別是動(dòng)力系統(tǒng)，電動(dòng)汽車主要增加了電機(jī)、電池和電控系統(tǒng)等組件，其結(jié)構(gòu)對(duì)比可參考圖2。

4. 發(fā)展趨勢(shì)

2016年5月17日，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于促進(jìn)通用航空業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》（以下簡(jiǎn)稱《意見》）。《意見》指出，到2020年，中國(guó)將建成500個(gè)以上通用機(jī)場(chǎng)，基本實(shí)現(xiàn)地級(jí)以上城市擁有通用機(jī)場(chǎng)或兼顧通用航空服務(wù)的運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)，覆蓋農(nóng)產(chǎn)品主產(chǎn)區(qū)、主要林區(qū)、50%以上的5A級(jí)旅游景區(qū)。這一意見的印發(fā)，極大地推動(dòng)了民用航空業(yè)的發(fā)展，直接帶動(dòng)了對(duì)民航特種車輛的需求，可以說在民航史上是個(gè)千載難逢的機(jī)會(huì)。在一個(gè)努力建設(shè)為可持續(xù)性的新型國(guó)家里，顯然，電動(dòng)化的特種車輛前景非常樂觀。

5. 結(jié)束語(yǔ)

基于民航特種車輛的排污日益嚴(yán)重，以及能源的短缺，為了凈化機(jī)場(chǎng)的周邊環(huán)境和能源的有效利用。發(fā)展民航電動(dòng)特種車輛是未來的主要趨勢(shì)，只要僅僅抓住這種趨勢(shì)，才能使民航業(yè)的發(fā)展更具有可持續(xù)性。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 桂宏宙，甘小陽(yáng). 機(jī)場(chǎng)地面保障專用車輛的特點(diǎn)及發(fā)展前景[J]. 專用汽車，1999（2）：3-6.

[2] 尹璐. 電動(dòng)城市客車造型設(shè)計(jì)[D]. 吉林大學(xué)，2011.

（作者單位：廣州民航職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 510403）