寧波公交運營的40輛海格氣電混合動力客車,與同級別柴油車輛相比,可以降低能耗20%~35%,極大地提高能源利用效率,是開展節(jié)能減排工作的新途徑。

氣電混合動力技術(shù)及配置
一、系統(tǒng)方案設(shè)計
為了使混合動力車輛能適應(yīng)寧波城市道路狀況及公交行業(yè)特點,寧波公交總公司積極與海格客車新能源技術(shù)工程師進行技術(shù)協(xié)調(diào),最終確定了以LNG結(jié)合超級電容加鋰電池的混合動力系統(tǒng)。這套方案具有很強的創(chuàng)新性,在國內(nèi)也較為少見,它的主要優(yōu)勢是:儲能元件選擇超級電容和鋰電池,其中超級電容雖然存儲的電量少,但其具備充放電能力強,且壽命長的優(yōu)點,因此作為主要儲能元件使用;鋰電池具備充電能力弱、放電能力強的特點,但其缺點是壽命短,因此作儲備儲能元件,需避免該缺點。超級電容+功率型鋰電池,兩個結(jié)合,發(fā)揮各自優(yōu)勢,取長補短。由于使用了鋰電池,使系統(tǒng)滿足了寧波城市中存在的特殊爬坡工況如上橋等要求。
二、系統(tǒng)工作原理

(系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖)
1、車輛起步加速。0~22km/h時,由驅(qū)動電機單獨驅(qū)動車輛,發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)不參與車輛驅(qū)動,此時電控離合器呈分離狀態(tài);22km/h~55km/h時,電控離合器自動接合,發(fā)動機與驅(qū)動電機混合驅(qū)動整車。當車輛進入勻速運行狀態(tài),驅(qū)動電機停止驅(qū)動,車輛完全由發(fā)動機驅(qū)動運行;當車輛繼續(xù)提速或遭遇障礙,驅(qū)動電機控制器檢測到發(fā)動機扭力不足時,則控制驅(qū)動電機參與驅(qū)動使車輛獲得足夠的驅(qū)動功率,加速時優(yōu)先使用超級電容,當超級電容電量低時,鋰電池作為儲備儲能元件,介入系統(tǒng)參與工作;在車輛勻速運行時,控制器電量管理系統(tǒng)自動檢測超級電容的電量,如果電量低于設(shè)定值,驅(qū)動電機則轉(zhuǎn)換成發(fā)電模式給超級電容充電至設(shè)定值;當車輛作高速運行,電量管理系統(tǒng)把超級電容電量控制在某一較低值,為車輛減速、剎車的電能回收騰出空間。55km/h以上時,發(fā)動機驅(qū)動整車。
2、 車輛減速運行。駕駛員松開油門踏板,發(fā)動機的噴油量減至最小,驅(qū)動電機也停止驅(qū)動;在驅(qū)動電機控制器的管理下,驅(qū)動電機轉(zhuǎn)為發(fā)電模式,吸收車輛的動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔軆π钣诔夒娙葜?,此時起到緩速器的作用,改善了剎車效果,減少了燃油消耗。
3、車輛制動。駕駛員只需輕踩制動踏板即可,這時常規(guī)制動系統(tǒng)的氣閥還未打開,制動力全部由驅(qū)動電機的再生發(fā)電來產(chǎn)生,這時車輛的慣性能大部分轉(zhuǎn)換成電能回收至貯能裝置超級電容內(nèi),實現(xiàn)了能量的補充和電量平衡。
4、在交通特別堵塞的情況下,車速基本上都在22km/h以內(nèi),這時由于發(fā)動機長時間不參與直接驅(qū)動車輛,超級電容的電量會下降,此時轉(zhuǎn)由發(fā)動機驅(qū)動永磁發(fā)電機向系統(tǒng)供電,維持車輛運行。
三、系統(tǒng)節(jié)油原因
車輛起步及低速主要使用驅(qū)動電機驅(qū)動,在0~22km/h時發(fā)動機一直處于怠速狀態(tài),可有效降低油耗。當車速在22~55km/h范圍內(nèi)時,車輛加速時使用驅(qū)動電機助力,避免了發(fā)動機的高負荷工作,可有效降低油耗。當車輛減速或者制動時,會先進入減速電制動區(qū),驅(qū)動電機自動進入制動能量回收工作模式(此時驅(qū)動電機處于發(fā)電狀態(tài)),回收車輛的動能,儲存在超級電容中。制動能量回收,有利于節(jié)能,是混合動力節(jié)油的最主要因素。
實際應(yīng)用情況
一、車輛投放及運行情況
4 0輛車于2013年7月份開始陸續(xù)投放到2路、5 1 8 路共2條線路上運營,經(jīng)過1個多月的跟蹤觀察,車輛整體運行情況穩(wěn)定。通過對車輛運行的平均能耗、維護保養(yǎng)等數(shù)據(jù)進行記錄、分析,綜合評定,獲得了可靠的第一手數(shù)據(jù),為日后推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。經(jīng)過初步估算,和同等車型對比,在夏季開空調(diào)的情況下,海格氣電混合動力車輛節(jié)能量達到28.5%,節(jié)能效果顯著。

二、節(jié)油駕駛技巧摸索
良好的節(jié)油駕駛習(xí)慣,對于進一步增強混合動力客車節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢具有重要意義,在保證安全行駛的前提下,寧波公交摸索出以下節(jié)油駕駛操作方式:
1、起步行駛
載客起步行駛時,不宜猛踩油門,適度控制油門踏板踏下幅度。車速超過22km/h以后,離合器自動吸合,發(fā)動機和驅(qū)動電機混合驅(qū)動整車,這時根據(jù)行駛需要平穩(wěn)操縱油門。
2、勻速行駛
城市公交車速達到30~50km/h范圍后,車輛只需要較少的功率來維持運行,這時駕駛員應(yīng)在維持所需車速情況下控制使用最小的油門,并且在整個駕駛過程中盡量保持油門操作的穩(wěn)定性。經(jīng)常性的踏下和松開油門的操作習(xí)慣特別不利于節(jié)油,遵守這一操作習(xí)慣是非常重要的。
3、減速滑行
車輛行駛過程中遇前方有障礙時,如紅綠燈、斑馬線及前方快到站時,駕駛員應(yīng)提前松開油門進行滑行,這時發(fā)動機僅維持最小的油量工作,電機也停止驅(qū)動電流,同時達到節(jié)油和節(jié)電的效果。
4、減速制動和緊急制動
在一般性的減速制動時(非緊急制動),駕駛員只要完全松開油門踏板并輕踏制動踏板,約5~10mm感覺到電制動生效,這時氣制動由于氣閥未打開完全沒有起作用,車輛的制動完全由電機的再生發(fā)電來產(chǎn)生,從而將車輛的慣性動能大部分轉(zhuǎn)換電能回收至超級電容,達到節(jié)能和電能平衡的目的。在極少數(shù)緊急制動時,駕駛員與常規(guī)車一樣迅速踩下制動踏板,這時電制動和氣制動是同時產(chǎn)生的,制動效果比單一氣制動更好。
5、靠站停車
靠站時如較長時間停車,請按停止按鈕,或熄火關(guān)閉發(fā)動機。
寧波公交通過40輛海格氣電混合動力的投入運行,證明氣電混合動力技術(shù)可行、能量利用率高、安全可靠、節(jié)能減排效益高,是當前城市公交開拓新能源的理想選擇之一。它降低了能源消耗,改善了排放質(zhì)量,受到了駕乘人員的歡迎,并得到了環(huán)保部門的肯定。
寧波公交將繼續(xù)擴大新能源車輛應(yīng)用,為保護城市環(huán)境做出應(yīng)有的貢獻。
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