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混合動力大客車市場縱橫談

發布時間:2009年05月11日 00:00 作者:文彤 來源:商用車與發動機

    隨著新型混合動力城市大客車的出現,具有新柴油機、新型蓄電池、全新結構的混合動力係統等開發成功,都預示著混合動力車具有廣闊的前景。

 


    混合動力城市大客車降低油耗並減少廢氣汙染。因此,大量的混合動力係統競相登場。在2008第62屆漢諾威國際商用車展(IAA)的展台上琳琅滿目,呈現出混合動力係統發展的最新態勢。例如利用鋰離子蓄電池、鎳氫蓄電池或者大功率超級電容器作為(wei) 蓄能器的柴/電串接和並接式混合動力城市客車,以及單客車和鉸接式客車等同台競技。

 


    城市客車的驅動結構在歐洲範圍幾乎相同,甚至各零部件可以互換。之前,至多不過是如何在選擇性催化還原技術(SCR)發動機和廢氣冷卻再循環(AGR)發動機之間進行競爭(zheng) 。現在,各種不同的混合動力城市客車進入了人們(men) 的視線。運輸業(ye) 主不得不在這些實踐中略顯成熟的方案中加以選擇。據悉,這類混合動力城市客車如果以10輛訂貨,則有望獲得政府的資助。

 


    早在兩(liang) 年前,波蘭(lan) 公司就以一種混合動力鉸接式大客車出現在第61屆國際商用車展上而令業(ye) 界感到吃驚。它是把一種康明斯發動機與(yu) 艾裏遜變速器連接一起,這款大客車當時立即在德雷斯頓大街上行駛。該大客車全盤修訂Solaris Urbino 18混合動力客車的設計方案。代替早先布置在車中部位置的一個(ge) 大柴油機,代之把一個(ge) 小型柴油機(6.7L排量和178kW的康明斯發動機)直立布置在汽車尾部。艾裏遜混合動力係統,包括2個(ge) 75kW的電機、2個(ge) 離合器和3個(ge) 行星齒輪機構。重量為(wei) 400kg,代替了以前安裝在柴油機和鉸接式大客車第三從(cong) 動橋(采埃孚龍門橋或者選用的福伊特橋)之間的傳(chuan) 統變速器。在車頂上於(yu) 中橋的上方相對於(yu) 傳(chuan) 統鎳氫蓄電池位置布置冷卻和控製元件。這項改進的混合動力客車比傳(chuan) 統驅動係統節省柴油在20%以上。

 


    Solaris並接式混合動力係統(Solaris-Parallelhybrids),相對於(yu) 一台傳(chuan) 統的柴油機驅動,這混合動力係統僅(jin) 僅(jin) 300kg的超重和大約14000歐元的附加費用。暫時保留著鉸接式大客車商標。新一代Solaris Urbino 18 Hybrid在不來梅、漢諾威和慕尼黑市都有它的身影。去年秋季波蘭(lan) 的波茲(zi) 南市(Posen)就在Solaris公司的門口作為(wei) 2008年聯合國世界氣候大會(hui) 的東(dong) 道主。在IAA期間就有人獲得機會(hui) 在漢諾威城裏121線上感受駕駛這輛混合動力客車的樂(le) 趣。

 


    Solaris擁有了一個(ge) 富於(yu) 經驗的合作夥(huo) 伴——艾裏遜公司。在美國,已經有1000輛以上裝有艾裏遜混合動力係統的混合動力大客車投入使用。美國政府承擔了大約80%的附加費用,故美國人可以輕而易舉(ju) 地購買(mai) 混合動力客車。

 


    艾裏遜混合動力技術的第二家歐洲顧主是在荷蘭(lan) 。其中VDL公司將於(yu) 2009年某個(ge) 時候向土耳其伊斯坦布爾提供50輛Phileas混合動力客車。該客車同樣具有一個(ge) 艾裏遜並接式混合動力係統,有一輛車已經進行試驗運行。

 


    戴姆勒公司在北美的子公司Orion也具有大約1500台樣品的Orion VII混合動力係統,是一種串聯式混合動力係統,但同樣用其柴油機與(yu) 電機聯接,柴油機不直接參加工作,由柴油機帶動電機(發電機)驅動車輪。多餘(yu) 電力被儲(chu) 存在傳(chuan) 統的鉛酸蓄電池裏。雖然這也能省油達到5%,但Orion隻達到歐洲傳(chuan) 統柴油機客車的油耗水平。

 


    奔馳Citaro G混合動力客車具有一個(ge) 特別高要求的串接式混合動力係統。在其鉸接式大客車上的兩(liang) 個(ge) 後橋均是從(cong) 動橋,分別由最大功率各為(wei) 80kW的輪轂電機驅動。為(wei) 此目的而由采埃孚公司提供專(zhuan) 門的“輪軸-電機組合體(ti) ”(Achs-E-Motor-Kombination),具有2級減速功能。

 


    在串接式混合動力係統中其柴油機帶動發電機工作並隻產(chan) 生電力驅動汽車,因而一個(ge) 僅(jin) 4.8L排量和160kW功率的4缸機就足夠了。因此,發動機重量得以減輕,總重還不到傳(chuan) 統12L排量直列6缸發動機的一半。柴油機給鋰離子蓄電池充電,後者具有更高能量密度和更好儲(chu) 電能力的優(you) 點。不過在使用壽命方麵卻要打個(ge) 問號,因為(wei) 設計師是以大客車使用壽命的一半作為(wei) 出發點來設計的。

 


    2008年底,在斯圖加特對混合動力大客車進行了用戶試驗。今年,繼另外10輛混合動力鉸接式大客車之後,一種非鉸接式單客車可能在這個(ge) 基礎上進行研究,但是目前尚未列入研究項目。

 


    其間,德國的混合動力係統供應商采埃孚公司也開發了一種並接式混合動力係統。它是從(cong) 自動變速器中取消液力變矩器,換進一個(ge) 混合動力驅動單元。120kW的功率對於(yu) 單客車甚至鉸接式客車也足夠。從(cong) 2011年起,這種混合動力係統可以得到應用。

 


    福伊特公司也在不久前致力於(yu) 並接式混合動力係統的開發工作。在自動變速器旁邊布置一個(ge) 最大功率150kW的輔助電機,並通過一個(ge) 齒輪傳(chuan) 動進行工作,稱之為(wei) Diwahybrid。去年已經在美國做了實用性試驗,計劃於(yu) 2010年開始成批生產(chan) 。

 


    為(wei) 此,福伊特公司的並接式混合動力係統在成批生產(chan) 時間上超過取名Elvodrive的串接式混合動力係統。後者也同樣是150kW功率,在前幾年就已經首次亮相了,但要在2011年才投入成批生產(chan) ,用戶是 斯堪尼亞(ya) 公司。該公司於(yu) 去年底在斯德哥爾摩對若幹輛裝串接式混合動力係統的大客車做了用戶試驗。今年接著對其它客車進行試驗。

 


    這是一種長13.7m、采用斯堪尼亞(ya) 公司Omnilink底盤的傳(chuan) 統結構單客車。與(yu) 2007年展示的模塊式結構混合動力客車不一樣,斯堪尼亞(ya) 公司這款混合動力客車的特點是以乙醇做燃料。斯堪尼亞(ya) 公司打算利用這種混合動力客車降低油25%,其基礎是一台199kW功率的9L排量發動機。它可以選用柴油機結構型式,也可以用天然氣結構型式。超級電容器作為(wei) 蓄電器。與(yu) 眾(zhong) 所周知的蓄電池係統不同,這種超級電容器(蓄能器)的設計使用壽命,其出發點是達到一輛公共大客車使用壽命的一半。

 


    沃爾沃和斯堪尼亞(ya) 這兩(liang) 個(ge) 瑞典公司以往研發產(chan) 品的思路不盡相同。在第62屆商用車展上,沃爾沃7700混合動力大客車首次登台,它是以I-SAM命名的並接式混合動力城市客車。沃爾沃立足於(yu) 自製混合動力係統,其電機布置在離合器和自動變速器之間,它具有118kW功率和800Nm扭矩。且采用5L排量的4缸柴油機,其功率和扭矩分別為(wei) 154kW和800Nm。
小型柴油機布置在車尾部左下方。這款混合動力城市大客車在起動、低速行駛時,是由電機驅動,而在正常行駛時由柴油機驅動,加速時由柴油機和電機同時驅動。在減速和製動時,製動能量由電機/發電機將機械能變為(wei) 電能儲(chu) 存在蓄電池內(nei) 。因此由電機驅動時其行駛噪聲低,無廢氣排放。這輛12m長的大客車總質量達到18.9t,有95個(ge) 乘客座位,采用鋰離子蓄電池。去年,沃爾沃提供了3輛混合動力車到倫(lun) 敦進行首次用戶試驗,估計能節省燃料30%。

 


    混合動力在Irisbus公司作為(wei) 重點項目。其中Hynovis混合動力概念大客車在展會(hui) 中展示。該公司在用於(yu) 城市交通的Hynovis混合動力大客車項目上采用單客車。Hynovis混合動力大客車已經於(yu) 2008年在巴黎進行了運行試驗。該車采用包括動力係統、重量優(you) 化、降低滾動阻力等技術,預計省油達30%。

 


    在降低油耗30%之中,絕大部分(23%)由“起動—停止”機構和特殊的液壓機構獲得。這種與(yu) Poslain共同開發的液壓機構,其液壓裝置用來回收製動能量,在起步和停車時使柴油機不工作。Irisbus Hynovis混合動力係統采用依維柯公司6L排量162kW功率以及EEV標記的Tector 6缸發動機。動力傳(chuan) 遞采用一種普通的自動變速器。整個(ge) 動力單元布置在汽車尾部。

 


    這種混合動力客車還通過重量優(you) 化結構來省油。據稱,它比傳(chuan) 統的城市大客車輕1t左右,可節油5%。此外,該車在降低滾動阻力方麵可省油2%。

 


    三軸Hynovis大客車具有2個(ge) 裝獨立懸架和輪胎規格為(wei) 265/55R-17.5的轉向前橋。第三橋也同樣是轉向橋,裝用規格為(wei) 385/55R-22.5的超寬單胎。

 


    當然,由於(yu) 混合動力大客車價(jia) 格不菲,有點不盡人意。曼公司技術部主任Schaller提出另一種觀點。他估計一輛混合動力單車的額外費用為(wei) 70000歐元,並可按大約5年的分期償(chang) 還時間。一言以蔽之,基於(yu) 優(you) 化值和經驗,曼公司的串聯式混合動力客車在紐倫(lun) 堡的實用性運行中已經證明性能可靠。

 


    在柴油機上,曼公司立足於(yu) 自己在“獅之城”(Lion’s City)車上長期證明可靠的191kW功率的D8機型,2個(ge) 75kW的電機連同一個(ge) 動力分配變速器(Summiergetriebe)。

 


    采用超級電容器(Supercaps)來存儲(chu) 電能。其優(you) 點是,充電快、使用壽命長,然而存儲(chu) 容量有限,不能夠通過電力進行長距離運行。

 


    曼公司的單客車(Solobus)在2010年開始成批生產(chan) 之後一年,將後續推動一種混合動力鉸接式大客車。其混合動力係統的附加費在110000歐元左右。與(yu) 此同時,曼公司也在關(guan) 注其它混合動力技術,開發並接式混合動力係統。曼公司預見到混合動力客車的光輝未來,在2015年之前,將把其在德國城市大客車新批準登記數量提高到大約30%40%。這樣,每年要生產(chan) 大約200300輛混合動力大客車。

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