城市公交门系统能耗分析及对比

城市公交门系统能耗分析及对比

左丽飞

南京康尼机电股份有限公司 江苏省南京市 210038

摘要：本文阐述了现阶段各类城市公交门系统的应用情况，并从不同门系统的技术特点及工作条件出发，详细计算了不同门系统的能耗并进行对比，由此分析公交车门系统未来的应用趋势。

关键词：公交门系统；能耗；应用趋势

1. 前言

目前，我国城市公交车多以气动内摆门、气动外摆门为主，但二者均存在密封性差、安全隐患较多、智能化程度低、乘车舒适度低等缺陷。随着人们对生活品质要求的提高以及纯电动公交车的大量应用，众多车辆厂开始采用电动内摆门及电动塞拉门来逐渐取代传统气动门系统。

国外新能源公交车辆已普遍采用电动塞拉门产品。在国内，电动塞拉门已成为出口新能源车辆标准配置，其中大部分电动塞拉门为进口产品，存在价格高，安装、维护困难等问题。随着无人驾驶公交车及新能源汽车的高速发展，在城市公交车上配套密封性好、安全性高、乘车舒适度高的电动塞拉门已成为行业发展的趋势。电动塞拉门应用于无人驾驶项目及新能源汽车项目也必将成为必然。

2. 门系统的选择

目前由于公交门系统95%以上为气动内摆门，而近年来逐渐兴起的电动内摆门和电动塞拉门用量处于逐渐增加的状态，因此本文以气动双开内摆门、电动双开内摆门和电动双开塞拉门这三种典型门系统为例进行分析。

3. 门系统的能耗计算

3.1、三种门系统单次开关门能耗对比如表一：

表一

门类型	条件	参数	能耗
电动双开塞拉门	不考虑锁闭时电流瞬时变大的情况，开关门过程阻力小于防夹力，电机实际输出功率小于其额定功率。	电机功率P=80W，开、关门时间t=3s	开、关门单程最大能耗W=Pt=80×3=240J
电动双开内摆门	不考虑锁闭时电流瞬时变大情况，开关门过程阻力小于防夹力前提下，电机实际输出功率小于其额定功率。	电机功率P=30W，开、关门时间t=3s	开、关门单程最大能耗W=2×Pt=2×30×3=180J
气动双开内摆门	额定工作气压P0=0.8Mpa（依据标准QC/T 678），气缸直径d=63mm，行程L=100mm。	额定工作气压P0=0.8Mpa（依据标准QC/T 678）， 气缸直径d=63mm，行程L=100mm	开、关门单程作用力 F=P0×π×(d/2)2=0.8×3.14×(63/2)2=2429N 开、关门单程能耗W1=2×FL=2429×0.1=242.9J W=W1/30%=809.7J。

备注：因电动向气动转化时，能耗利用率为30%，因此气动双开内摆门的实际开、关门单程能耗为W=W1/30%=809.7J。

3.2、三种门系统单次能耗对比如图1所示：

图1

3.3、按照公交车门的总寿命50万次计算，每年开关门次数约为5万次计算，年能耗量对比如表二。

表二

门系统 类型	电机功率P（W）	开、关门时间t(s)	一次开关门单程最大能耗W（J）	单次能耗 降低率	每年共节省能耗（与气动内摆门比）（KJ）
电动双开塞拉门	80	3	240	70.3%	28485
电动双开内摆门	30	3	180	77.7%	31485
气动双开内摆门	——	——	809.7	——	——

备注：计算过程中均采用了额定功率，实际运行过程，电动门电机功率普遍小于额定功率，能耗更低。气动门采用额定气压0.8Mpa，实际运行中,车辆气压普遍为1.0 Mpa，能耗更高。

由表一、表二及图1可知，电动塞拉门和电动内摆门与传动气动内摆门相比，能耗降低率均超过70%，是更优的选择。

4. 未来发展趋势分析

2015年9月，全球第一台无人驾驶大客车，在开放道路条件下，全程无人工干预首次成功运行，标志着在客车制造产业迎来了重大突破。近年来无人驾驶公交行业高速发展，无人驾驶技术已经成为众多车辆厂重点研发的对象。同时我国政府长期以来一直高度重视新能源汽车的发展，新能源也是中国汽车动力系统转型升级和新能源汽车战略的重要方向，纵观中国以及全球系统能源汽车的发展，燃料电池将进入产业化、市场化的关键时刻，国际国内有利于新能源汽车发展的外部环境正在逐步形成，新能源领域正在成为行业新的投资热点。由此可见，无人驾驶公交车和新能源公交车已经成为公交行业必然的发展趋势。因此，节能减排的理念也必然贯穿其中。

5. 结论

由于电动内摆门和电动塞拉门的能耗优势，汽车门系统电动化是汽车行业发展的更优选择。而电动塞拉门由于其安全性、美观性、稳定性等特点更胜电动内摆门一筹，必将成为未来汽车门系统的行业趋势。

作者姓名：左丽飞，出生年月：1982.04，性别：女，民族：汉，籍贯：河北省承德市，
当前职务：技术经理，当前职称：工程师，学历：本科，研究方向：汽车门.