題記:財(cái)政部9月17日下午發(fā)部通知稱(chēng),報(bào)經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn),財(cái)政部、科技部、工信部和發(fā)改委決定,混合動(dòng)力公交客車(chē)(包括插電式混合動(dòng)力客車(chē))推廣范圍將25個(gè)示范推廣城市擴(kuò)大到全國(guó)所有城市。繼財(cái)政部之后,工信部網(wǎng)站9月19日晚發(fā)布《關(guān)于擴(kuò)大混合動(dòng)力城市公交客車(chē)示范推廣范圍有關(guān)工作的通知》。
毫無(wú)置疑,隨著國(guó)務(wù)院關(guān)于《節(jié)能與新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》出臺(tái)以及混合動(dòng)力市場(chǎng)的放開(kāi),國(guó)家將會(huì)選擇一批節(jié)能減排效果顯著、性能穩(wěn)定的混合動(dòng)力公交客車(chē)產(chǎn)品,由中標(biāo)企業(yè)在非試點(diǎn)城市內(nèi)進(jìn)行推廣,國(guó)內(nèi)各大客車(chē)廠已經(jīng)在摩拳擦掌,躍躍欲試。筆者做為一名一直從事混合動(dòng)力客車(chē)的科研人員,借此之際,淺談一下國(guó)內(nèi)主要客車(chē)廠的混合動(dòng)力技術(shù)和市場(chǎng)分布。
國(guó)內(nèi)運(yùn)行的混合動(dòng)力客車(chē)主要由10家左右的企業(yè)生產(chǎn),除北汽福田和宇通外其他企業(yè)總產(chǎn)量不到500輛,基本覆蓋2個(gè)示范城市,但是各企業(yè)的混合動(dòng)力客車(chē)的批量生產(chǎn)能力建設(shè)及實(shí)際運(yùn)行燃料消耗上和預(yù)期還有一定的差距,這個(gè)差距直接受各個(gè)整車(chē)企業(yè)對(duì)混合動(dòng)力構(gòu)型認(rèn)識(shí)深度的影響。目前看來(lái),受?chē)?guó)家補(bǔ)助政策(如表1所示,單位:萬(wàn)元)和各企業(yè)技術(shù)能力的進(jìn)步,深度混合動(dòng)力客車(chē)是將來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

以下是國(guó)內(nèi)各車(chē)企混合動(dòng)力公交車(chē)的主要構(gòu)型,其中前面四種混合度較小,在市場(chǎng)表現(xiàn)平平。
串聯(lián)混合動(dòng)力構(gòu)型
串聯(lián)混合動(dòng)力構(gòu)型國(guó)內(nèi)主要有南車(chē)時(shí)代、中通、宇通等幾家企業(yè)生產(chǎn), 其主要優(yōu)點(diǎn)是:具備所有混合動(dòng)力功能,技術(shù)及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,容易從純電動(dòng)構(gòu)型獲得技術(shù)繼承,如電池技術(shù)有突破后,可以直接向純電動(dòng)過(guò)渡。主要缺點(diǎn)有:整車(chē)成本直接受電池成本限制,整車(chē)系統(tǒng)效率較低,目前整車(chē)油耗在35L/100km左右(以12米級(jí)別城市客車(chē)國(guó)家城市客車(chē)典型綜合工況為例,以下同)。
單電機(jī)并聯(lián)無(wú)變速器構(gòu)型
在發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)之間有離合器,電機(jī)可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng),當(dāng)車(chē)速高于一定限值時(shí),可以由發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。國(guó)內(nèi)主要有金龍汽車(chē)、五洲龍等幾家企業(yè)生產(chǎn)其主要特點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單;但是在大部分車(chē)速狀態(tài)下僅靠電機(jī)純電動(dòng)驅(qū)動(dòng),發(fā)動(dòng)機(jī)不能參與工作,電量不能平衡,在城市交通擁堵時(shí)尤其突出,爬坡能力較差,不適合高架橋多及路面坡度變化較大的城市。
單電機(jī)在變速器后部并聯(lián)構(gòu)型
電機(jī)通過(guò)耦合裝置與變速器II軸(即輸出軸)耦合,也常被稱(chēng)為II軸電機(jī)構(gòu)型,如不采用自動(dòng)機(jī)械變速器(AMT)技術(shù)則無(wú)法實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)功能,國(guó)內(nèi)主要有東風(fēng)電動(dòng)車(chē)公司、南車(chē)時(shí)代、金龍汽車(chē)等幾家企業(yè)生產(chǎn),機(jī)電耦合變速器由東風(fēng)公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn),在國(guó)內(nèi)最早實(shí)現(xiàn)批量示范運(yùn)行,但是無(wú)法實(shí)現(xiàn)怠速停機(jī)等主要混合動(dòng)力功能。其主要優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)技術(shù)簡(jiǎn)單,可以不依靠AMT技術(shù),較易在傳統(tǒng)車(chē)上改裝。適合實(shí)現(xiàn)plug-in等附加功能。缺點(diǎn):難以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)起停和發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)優(yōu)化,較難實(shí)現(xiàn)深度混合功能。
單電機(jī)在變速器前部并聯(lián)
電機(jī)通過(guò)耦合裝置與變速器I軸(即輸入軸)耦合,也常被稱(chēng)為I軸電機(jī)構(gòu)型,必須采用自動(dòng)機(jī)械變速器(AMT)技術(shù),國(guó)內(nèi)除一汽集團(tuán)公司采用自主的單電機(jī)雙軸并聯(lián)技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)外、玉柴也進(jìn)行該技術(shù)的研究,而北汽福田、重慶恒通均購(gòu)買(mǎi)或通過(guò)高校轉(zhuǎn)化美國(guó)伊頓(EATON)公司技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn),該構(gòu)型在國(guó)內(nèi)示范運(yùn)行車(chē)輛最多的構(gòu)型,目前一汽和北汽福田的整車(chē)油耗在30L/100km左右。優(yōu)點(diǎn)是:可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)起停、工作點(diǎn)優(yōu)化,行駛助力,制動(dòng)能量回收,純電動(dòng)行駛等所有混合動(dòng)力功能。缺點(diǎn):結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,必須依靠AMT技術(shù),回饋制動(dòng)能力較弱,較難實(shí)現(xiàn)深度混合功能構(gòu)型.
下面兩種構(gòu)型是目前市場(chǎng)占有率較高和最有發(fā)展?jié)摿Φ膬煞N結(jié)構(gòu),也是國(guó)內(nèi)未來(lái)幾年內(nèi)混合動(dòng)力公交車(chē)的主要技術(shù)平臺(tái)。
雙電機(jī)無(wú)變速器構(gòu)型
這是一種將串聯(lián)和單電機(jī)并聯(lián)無(wú)變速器構(gòu)型疊加在一起的構(gòu)型。由于第一個(gè)離合器的存在,第一個(gè)電機(jī)可以進(jìn)行行車(chē)助力及純電動(dòng)驅(qū)動(dòng),這樣就可以采用兩個(gè)較小的電機(jī),其電機(jī)總功率和等于串聯(lián)構(gòu)型的驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率就能滿足驅(qū)動(dòng)功率需求。通過(guò)對(duì)兩個(gè)離合器分離與結(jié)合的不同控制,可以實(shí)現(xiàn)串聯(lián)和并聯(lián)的功能,節(jié)油優(yōu)勢(shì)明顯高于串聯(lián)和單電機(jī)并聯(lián)無(wú)變速器構(gòu)型。國(guó)內(nèi)是宇通客車(chē),采用了這種結(jié)構(gòu),系統(tǒng)是天津松正生產(chǎn)的混聯(lián)混合動(dòng)力總成,儲(chǔ)能元件采用的是超級(jí)電容。目前僅截止到2012年9月,在國(guó)內(nèi)銷(xiāo)售已達(dá)1600余輛,也是今年在混合動(dòng)力市場(chǎng)占有率較高的一種結(jié)構(gòu)。主要優(yōu)點(diǎn)是:可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)起停、工作點(diǎn)優(yōu)化,行駛助力,制動(dòng)能量回收,純電動(dòng)行駛等所有混合動(dòng)力功能,制動(dòng)能量回收潛力大;缺點(diǎn)是:發(fā)電機(jī)功率小,再與低能量密度的超級(jí)電容配合,低速爬長(zhǎng)坡的能力偏弱。
雙排行星無(wú)級(jí)變速構(gòu)型(ECVT)
整車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)耦合裝置是由雙排行星齒輪構(gòu)型,系統(tǒng)中使用了兩個(gè)電機(jī),小電機(jī)與行星排實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)變速功能,而且也實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)和車(chē)輪轉(zhuǎn)速之間轉(zhuǎn)速解耦。同時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和車(chē)輪轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩解耦,為發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行于"最優(yōu)工作曲線"提供了最大的可能。通過(guò)合理設(shè)計(jì)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連的行星齒輪機(jī)構(gòu)的速比,能夠使驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作于高效區(qū),提高其工作效率。從而在保證整車(chē)動(dòng)力性的前提下,為整車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性的提高提供了最大可能性。目前,黃海DD6129CHEV1新型公交混合動(dòng)力客車(chē)采用了中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心開(kāi)發(fā)的CHS雙行星排系統(tǒng),在唐山市已有30輛車(chē)在示范運(yùn)行。優(yōu)點(diǎn):電功率比高達(dá)52.7%。與傳統(tǒng)客車(chē)相比,即在起步、低速和怠速狀態(tài)下以電作為動(dòng)力,而在速度較高時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐杂妥鳛閯?dòng)力。該車(chē)起步、低速和怠速階段不排放廢氣,實(shí)現(xiàn)了公交車(chē)停車(chē)時(shí)的"零排放";獨(dú)特的"雙行星排"多動(dòng)力技術(shù)的強(qiáng)勢(shì)介入,在加速性能上甚至超過(guò)了傳統(tǒng)車(chē)輛,使其實(shí)現(xiàn)了市區(qū)路況比高速還省油、堵車(chē)比順暢行駛還省油。缺點(diǎn):市場(chǎng)運(yùn)行時(shí)間較短,可靠性仍需驗(yàn)證。
結(jié)論:筆者曾經(jīng)與一些公交公司負(fù)責(zé)人接觸過(guò),了解到即使國(guó)家給了公交公司一次性的補(bǔ)貼,公交公司也不愿意采用新技術(shù)。因?yàn)榇撕蠊卉?chē)的運(yùn)行成本和維修成本都是很大的開(kāi)銷(xiāo),混合動(dòng)力公交車(chē)的維修都需要廠家的專(zhuān)業(yè)人員指導(dǎo),而且整車(chē)上的各個(gè)配件也不統(tǒng)一,相對(duì)傳統(tǒng)車(chē)來(lái)講,無(wú)論人力,物力成本都是翻倍的增長(zhǎng),而且混合動(dòng)力公交車(chē)的故障率高,可能會(huì)影響到線路的正常運(yùn)行。但是任何新生事物的發(fā)展都不能違背其客觀規(guī)律,都要經(jīng)歷這個(gè)過(guò)程。目前,受?chē)?guó)家利好政策的影響,依據(jù)國(guó)家四部委的政策,混合動(dòng)力公交車(chē)市場(chǎng)要放開(kāi),不再受地方政府的保護(hù),各個(gè)客車(chē)廠真正的"技術(shù)比武"才會(huì)到來(lái),百花齊放,適者生存。那些缺乏技術(shù)含量,只是打著新能源汽車(chē)的幌子撈取國(guó)家科研經(jīng)費(fèi)的企業(yè)肯定會(huì)被市場(chǎng)淘汰,而那些真正研發(fā)出節(jié)油和可靠性高的車(chē)企才會(huì)牢牢的占據(jù)市場(chǎng),在實(shí)際運(yùn)行中降低混合動(dòng)力公交車(chē)的故障率,提高節(jié)油率。確保將來(lái)混合動(dòng)力公交車(chē)即使沒(méi)有國(guó)家補(bǔ)貼,但是有了銷(xiāo)售量的前提下,成本會(huì)逐漸下降。這樣公交車(chē)司機(jī)才會(huì)高興,因?yàn)樽詣?dòng)檔的車(chē)駕駛舒服;公交公司才會(huì)高興,因?yàn)楣?jié)油;客車(chē)企業(yè)才會(huì)高興,因?yàn)橛辛耸袌?chǎng),可以盈利;老百姓才會(huì)高興,環(huán)保了,可以呼吸新鮮空氣了;嘿嘿,這才是利國(guó)利民的一件好事!
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