| 工業基礎專欄 | 電動巴士動力系統實車整合與驗證

作者:

 張欣宏、李承和、黃啟芳、吳穎鴻

刊登日期:2021/01/27

前言
為提升電動巴士動力系統國產化能力,結合產業與法人合作開發高功率密度、高效率驅動控制器、動力系統驗證程序、實車整合工程及動力調校與驗證,加速推動國產自主設計開發之電動巴士動力系統產品,並以國內12米甲類電動巴士為動力系統應用與驗證平台,符合規範需求滿載20%爬駐坡能力、80 km以上之續航力及90 km以上之極速性能表現。
電動巴士動力系統實車整合與驗證
有鑑於節能電動化車輛之新興市場日漸擴大,國內推動2030全電化電動巴士政策,大同公司為國內代表性專業馬達設計與生產製造廠,長期投入新興綠電產業,規劃由工業馬達應用延伸至車用動力系統技術開發,協同工研院機械所於108年成功合作開發電動巴士用動力驅控器,並已具有關鍵自主研發技術。為使動力系統未來導入國產及量產化,發展實車整合工程與驗證技術,建立電動巴士動力系統應用實績。本研究以12米甲類電動巴士為發展載具,透過動力計平台驗證與實車系統整合,如圖1所示,相關發展說明如下:
1.動力系統實車整合工程
動力系統實車整合工程包含整車通訊協定匹配、輸出入介面定義、機械整合、電力整合及開關機流程。車輛各次系統在進行資料傳輸與溝通時,常見通訊方式為控制器區域網路(Controller Area Network, CAN),整車廠定義網路拓撲結構以及總線實體層,作為各控制器實現CAN通訊的基礎配置,如CAN通訊種類、通訊速率、終端電阻匹配及上電初始化時間等規格,因此對應不同車廠的網路實體層需求,動力系統需進行對應的軟硬體調整匹配,達成不同整車所規定的CAN通訊需求。在動力系統與整車的輸出入介面上,包含高壓直流電力線、輔電低壓24V電源線、加速踏板訊號、剎車踏板訊號、檔位訊號、整車端CAN通訊總線、調校工具接口及水道連接等。
考慮整車與動力系統之機械與電力整合,此研究之12米電動巴士為後軸直驅設計,無變速系統,馬達安裝於後軸下方,控制器置放於後車廂處,以最短路徑進行電力線束連接,且動力系統具有獨立散熱循環水系統。整車電力可區分為高壓電力與低壓輔電,高電壓580V系統供給動力使用,低電壓24V系統供給車上附件電氣設備使用。在開關機流程上,根據車廠定義開關機流程,動力系統進行對應程序編寫,開機程序具高壓預充功能、執行狀態回報與故障資訊回報等功能,而關機程序具高壓迴路放電功能與資料儲存功能。
2.動力系統實車調校與驗證
本研究進行動力系統實車調校與驗證,採用動力系統調校工具為Vector 公司的CANape軟體,

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