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betway在线官网客車技術路線角逐

發布時間:2009年07月30日 00:00 作者:陳晨 來源:商用車與發動機

   2007年10月,國家發改委發布《betway在线官网汽車生產(chan) 準入管理規則》;2009年6月17日,工業(ye) 和信息化部發布《betway在线官网汽車生產(chan) 企業(ye) 及產(chan) 品準入管理規則》(下稱《規則》),兩(liang) 年間的兩(liang) 個(ge) “準入管理規則”將betway在线官网汽車正式納入國家管理範疇。從(cong) 2000年前後起,我國便已開展有關(guan) betway在线官网客車的各類項目,從(cong) “863計劃”到“十城千輛”,我國的betway在线官网客車不僅(jin) 實現了國內(nei) 的示範運營,而且實現了對外出口,betway在线官网客車已然成為(wei) 中國客車未來發展的一大亮點。

 


    betway在线官网客車技術包括混合動力技術、純電動技術、燃料電池技術、二甲醚技術等。現階段,我國的betway在线官网客車以混合動力技術為(wei) 主,而且多數為(wei) 城市客車,國內(nei) 主流客車企業(ye) 均擁有此類產(chan) 品,多個(ge) 城市也開展了混動客車的示範運行或正式運營,例如北京采用的福田客車、杭州采用的廈門金旅等。純電動客車在城市客車以及營運客車中也有所應用,例如北京京華的BK6122EV,安凱的HFF6127K46EV等。另外,燃料電池、二甲醚等技術亦有一些企業(ye) 進行了嚐試,例如蘇州金龍的KLQ6129GQH2氫燃料電池客車,上海申沃的SWB6116DME二甲醚客車等。


    根據《規則》的技術階段劃分,目前我國的betway在线官网客車,隻有采用鉛酸蓄電池作為(wei) 儲(chu) 能裝置的純電動客車處於(yu) 成熟期,其它儲(chu) 能形式的純電動客車均為(wei) 起步期;混合動力客車方麵,除鋅空氣蓄電池類型外,其餘(yu) 均處於(yu) 發展期,已初步具備產(chan) 業(ye) 化條件;至於(yu) 燃料電池、氫發動機和二甲醚等技術,則均處於(yu) 起步期。


    混合動力客車技術


    根據此前的國家標準GB/T19596-2004《電動汽車術語》定義(yi) ,混合動力汽車(Hybrid Electric Vehicle,HEV)是一種能從(cong) 可消耗燃料或可再充電能/能量儲(chu) 存裝置中獲得動力的汽車。

 


    混合動力汽車是傳(chuan) 統內(nei) 燃機汽車與(yu) 新興(xing) 電動汽車的“混合體(ti) ”,因而同時具有二者的一些特點。與(yu) 純電動車輛的續駛裏程有限相比,混合動力車輛在此方麵可與(yu) 傳(chuan) 統內(nei) 燃機車輛相當,而且無需建設充電設施,整車的動力性能較純電動有所提升;另外由於(yu) 電池數量和容量的減小,整車自重相應降低,車輛的成本也有所下降,更易為(wei) 用戶所接受。由於(yu) 做了匹配優(you) 化和係統控製,混合動力客車的發動機可保持在最佳的工況狀態下運行,通過製動能量回收,可充分降低車輛的能量消耗和排放汙染,車輛在起動、加速以及爬坡時的噪聲汙染也有所下降。


    串聯式混合動力客車


    串聯式動力傳(chuan) 動係統是將發動機、發電機和電動機三個(ge) 動力總成利用機械及電動連接串聯組成動力單元,通常發動機與(yu) 發電機集成為(wei) 一體(ti) ,稱為(wei) 輔助動力單元(Auxiliary Power Unit,APU),這一形式的混合動力客車與(yu) 純電動客車更為(wei) 類似。


    從(cong) 結構圖中可以看出,串聯式動力傳(chuan) 動係統中的發動機與(yu) 車輛驅動係統間無機械連接,無論車輛處於(yu) 何種工況下,直接作用於(yu) 驅動係統的均為(wei) 電動機部分。車輛運行時,如果負荷較小,可單獨由電池組驅動電動機,牽引整車前進;當負荷較大時,則由APU發電驅動電動機。當車輛進入起動、加速或爬坡工況時,APU和電池組共同向電動機提供電能;當車輛處於(yu) 低速、滑行或怠速工況時,則由電池組驅動電動機,同時APU向電池組充電。當客車通過城市中心區、CBD或居民區域時,這種結構便可實現“零排放”,充分滿足車輛的環保要求。

 


    但是,串聯式動力傳(chuan) 動係統在工作時需經過兩(liang) 次能量轉換:發動機產(chan) 生的機械能經發電機轉化為(wei) 電能,電動機將電能轉化為(wei) 機械能。而能量在轉化過程中必然存在損耗,這也是串聯式動力傳(chuan) 動係統的一個(ge) 不足之處。


    目前國內(nei) 常見的串聯式混合動力客車有ZK6118HGZ、TEG6128SHEV、LCK6110GHEV等。


    並聯式混合動力客車


    並聯式動力傳(chuan) 動係統是利用發動機與(yu) 電動機的機械能疊加方式驅動車輛,發動機與(yu) 電動機分屬兩(liang) 套係統,可分別或共同向車輛提供驅動力。由於(yu) 沒有單獨的發電機,發動機輸出的機械能可直接通過傳(chuan) 動機構作用於(yu) 車輛驅動係統,故而這種形式更接近傳(chuan) 統的汽車驅動係統,也因此在客車上得到了廣泛的應用。

 


    並聯式動力傳(chuan) 動係統中的電動機亦可作為(wei) 發電機使用,因此也稱“電動-發電機組”。車輛起動時,由電池向電動-發電機組供電,此時該機組便是傳(chuan) 統發動機的起動機。車輛運行時,發動機即為(wei) 車輛提供驅動動力,又帶動電動-發電機組發電,從(cong) 而向電池充電。當車輛處於(yu) 低負荷狀態時,可關(guan) 閉發動機,而轉由電池組驅動電動機,帶動車輛前進。當車輛處於(yu) 高負荷狀態時,發動機與(yu) 電動-發電機組共同組成複合驅動形式,以最大輸出功率驅動車輛前進。


    對於(yu) 並聯式動力傳(chuan) 動係統,由於(yu) 發動機輸出的機械能可直接作用於(yu) 驅動係統,中間無能量轉換,因此與(yu) 串聯式相比,係統的工作效率較高,燃油消耗也更少。但也會(hui) 因此導致發動機運行工況受到汽車行駛工況的影響,若要將發動機維持在最佳工作區,便需出色的控製係統和控製程序來實現。


    目前國內(nei) 常見的並聯式混合動力客車有EQ6110HEV1、BJ6113C7M4D、BJ6123C7B4D、DD6118HES21等。


    混聯式混合動力客車


    顧名思義(yi) ,混聯式動力傳(chuan) 動係統是同時將串聯式與(yu) 並聯式結合在同一驅動係統中,由於(yu) 同時具有二者的優(you) 點,因此車輛在每種工況下均可保持高效能運行。


    在動力總成上,該係統同時裝有發動機、發電機和電動機,三個(ge) 單元間通過控製係統實現串、並聯的相互切換。車輛運行時,如果控製離合器使其處於(yu) 分離狀態,則發動機與(yu) 驅動係統間的機械連接被切斷,此時的三個(ge) 動力總成處於(yu) 串聯模式;如果離合器處於(yu) 接合狀態,發動機與(yu) 驅動係統實現連接,車輛進入並聯模式運行。在不同工況下,車輛可根據運行狀態進行驅動模式的自由選擇,因此混聯式混合動力客車具有最佳的綜合性能。但我們(men) 也應注意到,由於(yu) 混動係統的組成部分較多,整車動力係統的布置是客車設計的關(guan) 鍵,而且由於(yu) 混聯係統需靠控製係統實現模式的切換,這便對控製係統和相關(guan) 控製程序提出了更高的要求。

 


    目前國內(nei) 常見的混聯式混合動力客車有DD6129HES11等。


    上述三種動力係統布置中,串聯式適合於(yu) 製動頻繁、怠速工況時間長且車速較低的公交車,對於(yu) 站點距離短的公交路線非常適用;而並式聯和混聯式則適合經常加速行駛的幹線公交車或快速公交,適用於(yu) 站點距離長或者具有全封閉行駛路權的公交線路。


    純電動客車與(yu) 燃料電池客車在此前的GB/T19596-2004《電動汽車術語》中有如下定義(yi) :純電動汽車(Battery ElectricVehicle,BEV)是由電動機驅動的汽車,電動機的驅動電能來源於(yu) 車載可充電蓄電池或其它能量儲(chu) 存裝置;燃料電池電動汽車(FuelCell Electric Vehicle,FCEV)是以燃料電池作為(wei) 動力電源的汽車。


    在石油資源日漸減少且不可再生的今天,純電動客車與(yu) 燃料電池客車選用電能驅動車輛運行,從(cong) 而擺脫了客車對於(yu) 傳(chuan) 統石油燃料的依賴。這兩(liang) 種電動客車在運行時可實現汙染物的零排放,而且噪聲低、振動小,乘坐舒適性好。同時,根據日本相關(guan) 權威機構的研究結果,從(cong) 汽車各種動力係統的綜合效率分析,電動汽車的的綜合效率最高。


    現階段,這兩(liang) 種電動客車的驅動電能仍主要來源於(yu) 各種類型的動力電池。車用動力電池大致經曆過三個(ge) 發展階段:


    第一階段是鉛酸蓄電池,這也是目前唯一可大批量生產(chan) 的車用動力電池。它具有成本低、原材料豐(feng) 富且易於(yu) 回收的優(you) 點,因此在客車動力電池上得到了廣泛的應用,在betway在线官网汽車技術階段的成熟期。但是,鉛酸蓄電池的能量低,而且質量和體(ti) 積大,不僅(jin) 導致續駛裏程短,而且壽命短,加速動力差,因此並非最佳的車用動力電池。


   第二階段是堿性電池,主要包括鎳氫、鋰離子和鋅空氣等種類,其比能量和比功率都要比鉛酸蓄電池高,從(cong) 而提升了純電動汽車的動力性能和續駛裏程。但堿性電池性能的提升是以成本的增加為(wei) 代價(jia) 的,短期內(nei) ,高昂的電池費用使得這種技術存在推廣瓶頸。


    第三階段則是燃料電池,它實質上是一個(ge) 電化學反應發生器,其反應機理是將燃料中的化學能不經燃燒便直接轉化為(wei) 電能,所以能量轉換效率高,具有很高的比能量和比功率,是非常理想的車用動力電池。


    目前, 我國已有北汽福田的BJ6123C6N4D和蘇州金龍的KLQ6129GQH2采用了氫燃料電池作為(wei) 動力來源,其基本原理是電解水的逆反應,將氫和氧分別供給陰陽兩(liang) 極,氫通過陰極向外擴散、與(yu) 電解質發生反應後,放出電子通過外部的負載到達陽極, 實現化學能與(yu) 電能間的轉化。氫燃料電池的產(chan) 物是水,因此是一種真正意義(yi) 上的清潔能源,具備極佳的未來前景。但同樣由於(yu) 成本問題,氫燃料電池客車至今仍處於(yu) 小批量試運行階段,另外氫燃料的可靠性也有待進一步改進。如何將燃料電池技術推廣普及並實現產(chan) 業(ye) 化,這也是燃料電池客車麵臨(lin) 的一個(ge) 重要問題。


    值得注意的是,由於(yu) 車輛需要搭載足夠多的電池單元,相比傳(chuan) 統內(nei) 燃機客車而言,純電動客車與(yu) 燃料電池客車的車輛整備質量會(hui) 有所上升。但總體(ti) 而言,它們(men) 可滿足絕大多數城市公交線路的運行需求,隻要動力電池能夠降成本實現產(chan) 業(ye) 化,純電動客車與(yu) 燃料電池客15工況下的總效率車必將成為(wei) 未來城市公交技術的主流方向。


    betway在线官网客車應避免重複建設對於(yu) betway在线官网客車,存在一個(ge) 有趣的現象:采用混合動力技術的大多是具有多年生產(chan) 經驗的“傳(chuan) 統型”客車企業(ye) ,而在純電動客車的生產(chan) 企業(ye) 中,我們(men) 卻能發現大量新興(xing) 民營資本的身影,許多電池生產(chan) 商在研製出自己的車用動力電池後也開始嚐試整車的生產(chan) ,從(cong) 而造成了純電動客車市場的“百花齊放”。混合動力係統是一種基於(yu) 傳(chuan) 統內(nei) 燃機的技術,而純電動客車則是傳(chuan) 統能源客車的一種替代產(chan) 品。對於(yu) 生產(chan) 企業(ye) 而言,純電動客車的重點在於(yu) 動力電池和控製係統的設計選用;而混合動力客車除了要考慮上述兩(liang) 部分以外,尚需對其它底盤附件進行設計選用,並對各總成間做出合理的匹配計算,而這些對於(yu) 缺少傳(chuan) 統客車設計能力的“新來者”而言,難度更大,而且成本費用也更高。對於(yu) 更看重投入成本與(yu) 收益的民營資本而言,純電動客車更像是一種“試水行為(wei) ”,既然有了自己的動力電池技術,嚐試一下整車生產(chan) 也未嚐不可,但是,過多的進入者並不利於(yu) 行業(ye) 以及市場的長期發展。由於(yu) 抱有嚐試心理,“新來者”造車大多停留在組裝動力總成或改裝底盤扣車身的原始狀態,不僅(jin) 整車性能難以提升,而且無法進行客車技術的深層次研發,至於(yu) 營銷網絡建設以及售後服務保障這些方麵,則更是鮮有投入。可以說,如今的純電動客車產(chan) 業(ye) ,開始投射出當年“重複建設”的陰影來,這一點理應得到國家的重視。


    值得欣慰的是,工信部最新頒布的《規則》對於(yu) betway在线官网客車生產(chan) 企業(ye) 以及產(chan) 品做了明確規範,我們(men) 也期待在國家級別的統一規則管理下,這一屬於(yu) 未來的客車技術能夠得到健康有序的發展。

 

 

 

 


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