【正文】 驅(qū)動(dòng)電機(jī)重量輕、功率大、轉(zhuǎn)速快、質(zhì)量好，各項(xiàng)指標(biāo)符合IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。其中，包括最有希望成為電動(dòng)汽車動(dòng)力的燃料電池在內(nèi)的幾種電池的研究開(kāi)發(fā)工作也正在分別進(jìn)行。2001年科技部斥巨資近10億元啟動(dòng)了863計(jì)劃電動(dòng)汽車專項(xiàng)。目前，中國(guó)部分城市及地區(qū)(武漢、北京、天津、上海、長(zhǎng)春、廣東等)以及三大汽車集團(tuán)都在進(jìn)行有關(guān)電動(dòng)汽車項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)及課題研究，全國(guó)承擔(dān)該項(xiàng)目的企、事業(yè)單位約有200多家。在電動(dòng)汽車家族中，目前技術(shù)相對(duì)成熟、市場(chǎng)前景較好的是混合動(dòng)力轎車和燃料電池、混合動(dòng)力及純電動(dòng)客車。國(guó)家863計(jì)劃中已經(jīng)明確中國(guó)電動(dòng)汽車發(fā)展要遵循燃料電池汽車第一位，混合動(dòng)力汽車第二位，兼顧純電動(dòng)汽車的基本原則。為此，筆者對(duì)國(guó)內(nèi)外電動(dòng)客車的研究開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀及發(fā)展情況做一個(gè)綜合性介紹。 國(guó)外現(xiàn)狀由于電動(dòng)客車非常適合城市公交運(yùn)輸，對(duì)緩解交通堵塞、保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源有著非常明顯的積極作用，且易于被公眾接受，所以，國(guó)外許多大公司都積極開(kāi)發(fā)電動(dòng)客車技術(shù)。1997年，韓國(guó)亞洲汽車公司(AMC)研發(fā)了韓國(guó)第一輛并聯(lián)式柴油一電動(dòng)混合動(dòng)力城市客車。美國(guó)紐約從1998年起，使用了由Orion客車公司生產(chǎn)的BAE串聯(lián)式混合動(dòng)力城市客車。2003年，美國(guó)俄勒岡州的波特蘭市，Tri—Met公司開(kāi)始將標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的串聯(lián)式混合動(dòng)力客車投人運(yùn)營(yíng)。同年，美國(guó)西雅圖市購(gòu)買了235輛裝備有通用公司Allison Transmission開(kāi)發(fā)的EPSystem并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的混合動(dòng)力電動(dòng)客車，并于2004年6月9日投入運(yùn)營(yíng)。2003年12月，英國(guó)Eneco公司成功地研制出一輛串聯(lián)式混合動(dòng)力城市客車，并破紀(jì)錄地完成了從Sus—Sex到Preston的480 km不間斷行駛。日野公司早在1994年就推出了混合動(dòng)力的HIMR大客車、載貨車和專用車，到2001年已銷售250輛。日產(chǎn)柴油機(jī)公司采用天然氣壓縮的柴油機(jī)與電機(jī)組合的混合動(dòng)力系統(tǒng)，主要用于中型貨車城市運(yùn)行。IVE—CO推出12 m的混合動(dòng)力大客車，已在順利的試運(yùn)行。2000年三菱公司推出了“AERO NOSTEP HEV”即城市用低地板大客車。在美國(guó)大約有40個(gè)不同的城市已經(jīng)使用或計(jì)劃使用混合動(dòng)力客車及技術(shù)。大約有50輛混合動(dòng)力客車正在歐洲各國(guó)投入試驗(yàn)(包括德國(guó)、意大利、瑞士和丹麥)。表11給出當(dāng)前世界各地混合動(dòng)力城市客車的應(yīng)用情況。表11 世界各國(guó)已投入試驗(yàn)和使用的混合動(dòng)力電動(dòng)城市客車時(shí)間國(guó)家與地區(qū)驅(qū)動(dòng)形式車輛類別已投入運(yùn)營(yíng)臺(tái)數(shù)1997韓國(guó)并聯(lián)式混合動(dòng)力城市客車試驗(yàn)車1998美國(guó) 紐約串聯(lián)式混合動(dòng)力城市客車112002美國(guó) 紐約串聯(lián)式混合動(dòng)力城市客車1252002美國(guó) 明尼阿波利斯并聯(lián)式混合動(dòng)力城市客車520032004美國(guó) 紐約串聯(lián)式混合動(dòng)力城市客車2002003美國(guó) 波特蘭串聯(lián)式混合動(dòng)力城市客車1502003英國(guó)串聯(lián)式混合動(dòng)力城市客車試驗(yàn)車2004美國(guó) 西雅圖并聯(lián)式混合動(dòng)力城市客車235據(jù){Auto Mfgamp。Production}(汽車制造與生產(chǎn))期刊報(bào)道，預(yù)計(jì)世界汽車市場(chǎng)上2010年混合動(dòng)力車輛將達(dá)100萬(wàn)輛，2015年混合動(dòng)力車輛將在世界汽車市場(chǎng)份額中占15％，2020年占25％。粗略估計(jì)，如果2020年全球汽車產(chǎn)量為1億輛的話，那么，混合動(dòng)力車將達(dá)2500萬(wàn)輛。2003年，歐盟發(fā)布了氫發(fā)展構(gòu)想報(bào)告和行動(dòng)計(jì)劃，表示要在3年內(nèi)開(kāi)展“歐洲清潔城市運(yùn)輸項(xiàng)目計(jì)劃”。這一計(jì)劃的具體內(nèi)容，是在歐洲的10個(gè)城市進(jìn)行30輛氫燃料電池公交車的行駛試驗(yàn)，并把6輛車送到澳大利亞的佩斯進(jìn)行試驗(yàn)。36輛試驗(yàn)車3年的累計(jì)行程約達(dá)100萬(wàn)km，共運(yùn)送旅客500多萬(wàn)人次。這批氫燃料電池公交車分別在不同的典型環(huán)境中進(jìn)行了實(shí)地使用。比如斯德哥爾摩冬天的溫度只有零下20℃；馬德里和巴塞羅那夏季炎熱，溫度經(jīng)常沖破43℃；在雷克亞未克，它們要經(jīng)受高鹽度的大西洋空氣的考驗(yàn)；倫敦、阿姆斯特丹和盧森堡雖然空氣溫和，但是地形各異，交通密度也不同：波爾圖公交的特點(diǎn)是停站多、道路坡度大，這里的平均時(shí)速只有9 km；而在澳大利亞的佩斯，車站少、車速高，2．5 h的線路經(jīng)常只有10 min的停車時(shí)間。經(jīng)過(guò)3年漫長(zhǎng)的考驗(yàn)，試運(yùn)行的36輛氫燃料電池公交車終于得到歐盟的認(rèn)可。2005年5月11日，歐盟委員會(huì)正式宣布，自2003年起在歐洲10個(gè)城市展開(kāi)的“歐洲清潔城市運(yùn)輸項(xiàng)目計(jì)劃”圓滿結(jié)束，并同時(shí)宣布，將在全歐盟范圍內(nèi)進(jìn)一步推廣普及氫燃料電池公交車。[3] 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀電動(dòng)客車因其空間大、載客量大、適合城市公共交通而深受中國(guó)政府、企業(yè)和社會(huì)的普遍關(guān)注。有關(guān)數(shù)據(jù)表明，到2010年中國(guó)城市客車保有量將達(dá)到35萬(wàn)40萬(wàn)輛。可見(jiàn)，電動(dòng)客車在中國(guó)有著極大的應(yīng)用市場(chǎng)。從20世紀(jì)末開(kāi)始，不少企、事業(yè)單位對(duì)電動(dòng)客車進(jìn)行了研究和開(kāi)發(fā)。1996年中國(guó)研制成功了純電動(dòng)大客車“遠(yuǎn)望號(hào)”；2001年大連化物所、電工所和東風(fēng)公司合作，清華大學(xué)與北京飛馳綠能電源技術(shù)公司合作，分別研制成功了燃料電池輕型客車；2002年第一輛燃料電池大客車在清華大學(xué)進(jìn)行了整車試驗(yàn)；同時(shí)第一輛混合動(dòng)力大客車在東風(fēng)電動(dòng)車公司研制成功；2003年11月，4輛東風(fēng)混合動(dòng)力大客車在武漢投入試運(yùn)營(yíng)；2004年6月，由北京理工大學(xué)等單位研制的純電動(dòng)客車通過(guò)相關(guān)認(rèn)證試驗(yàn)；2006年3月，蘇州金龍推出了時(shí)速達(dá)75 km／h的燃料電池公交車；2006年6月，3輛造價(jià)180萬(wàn)美元的“奔馳”燃料電池大客車在北京384路空載試運(yùn)行，中國(guó)是全球運(yùn)行這種客車的唯一發(fā)展中國(guó)家；2005年11月，深圳首批投放7輛由五洲龍汽車有限公司研制的混合動(dòng)力客車進(jìn)行公交試營(yíng)運(yùn)；2006年2月，由萬(wàn)向集團(tuán)研制的純電動(dòng)客車在西湖環(huán)線公交線路平穩(wěn)運(yùn)行了15萬(wàn)km。圖11 奧運(yùn)電動(dòng)客車中國(guó)燃料電池公共汽車商用化示范項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)于2003年3月27日在京召開(kāi)，標(biāo)志著這一由中國(guó)政府、全球環(huán)境基金(GEF)、聯(lián)合國(guó)開(kāi)發(fā)計(jì)劃署(I聊)共同支持，科技部和北京市、上海市共同組織實(shí)施的項(xiàng)目進(jìn)入實(shí)施階段。該示范項(xiàng)目總投資3236萬(wàn)美元，其中GEF投入1158萬(wàn)美元，UNDP投入40萬(wàn)美元，科技部、北京市和上海市共投入1458萬(wàn)美元，企業(yè)等其他投入約580萬(wàn)美元。中國(guó)燃料電池公共汽車商用化示范項(xiàng)目為時(shí)5年，根據(jù)北京和上海的地域和資源特點(diǎn)各分別提出燃料電池公共汽車系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)，采用全球招標(biāo)方式購(gòu)置12輛燃料電池公共汽車，并建立相應(yīng)加氫設(shè)施，在北京和上海(各6輛)示范運(yùn)行，預(yù)計(jì)運(yùn)行160萬(wàn)km。上述“奔馳”燃料電池大客車在北京384路空載試運(yùn)行就是該項(xiàng)目的一部分。此外，長(zhǎng)春一汽集團(tuán)、武漢理工大學(xué)、哈爾濱中強(qiáng)集團(tuán)、北京理工大學(xué)、上海汽車集團(tuán)、華南理工大學(xué)、鄭州宇通集團(tuán)、合肥安凱公司等單位也都投入到了混合動(dòng)力客車的研發(fā)大潮中。雖然電動(dòng)客車取得了較大的發(fā)展，但是在技術(shù)層面應(yīng)解決的問(wèn)題有：（1）續(xù)駛里程有限。目前，市場(chǎng)上使用的電動(dòng)汽車一次充電后的續(xù)駛里程一般為100240 km，且這個(gè)數(shù)字通常還需要保持適當(dāng)?shù)男旭偹俣纫约熬哂辛己玫碾姵卣{(diào)節(jié)系統(tǒng)才能得到保證。而絕大多數(shù)商用電動(dòng)汽車在城市行駛環(huán)境下的續(xù)駛里程一般只有5080 km。與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車相比，電動(dòng)汽車較短的續(xù)駛里程已成為其“致命”的弱點(diǎn)。（2）電池壽命短。盡管電池品種繁多，各有千秋，但其裝備電動(dòng)汽車后，普遍存在續(xù)駛里程短、加速動(dòng)力差且壽命短等問(wèn)題。鎳鎘電池雖然成本高、可回收性差，但其加速動(dòng)力足、壽命較長(zhǎng)。鈉硫電池的能量勵(lì)力比值較高，能夠提供較長(zhǎng)的續(xù)駛里程和較大的加速動(dòng)力，但它要求的工作環(huán)境較苛刻，且其活性物質(zhì)具有強(qiáng)腐化性并易爆炸。金屬空氣電池雖然具有明顯的安全、干凈、低成本等特點(diǎn)，但目前還只是發(fā)展的初期階段。因此，就總體上看，目前還沒(méi)有非常理想的電池。（3）電池尺寸、重量大?，F(xiàn)有電動(dòng)汽車所使用的電池，都不能在儲(chǔ)存足夠能量的前提下保持合理的尺寸和重量。（4）價(jià)格昂貴。主要是電池技術(shù)復(fù)雜，成本太高。另外，由于采用了一系列新材料、新技術(shù)，致使電動(dòng)汽車的造價(jià)居高不下。（5）間接污染嚴(yán)重。電動(dòng)汽車本身雖無(wú)排放污染，但其間接污染也不能忽視的。如鉛酸電池中的鉛，從開(kāi)采、冶煉到生產(chǎn)的排污，都會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。而所用電能，相當(dāng)大一部分來(lái)自火力發(fā)電，煤炭燃料也會(huì)造成大氣污染。 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)雙電機(jī)結(jié)構(gòu) 一般電動(dòng)客車動(dòng)力布置通常電動(dòng)大客車都是采用一個(gè)大功率驅(qū)動(dòng)電機(jī)加變速箱加一個(gè)固定比減速器的方式來(lái)完成動(dòng)力輸出的。此種方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，運(yùn)行起來(lái)也比較可靠。不過(guò)首要存在的問(wèn)題就是一般大客車上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)都是永磁同步電機(jī)，因?yàn)槠涓吖β拭芏?、高效率等?yōu)點(diǎn)同益成為混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)首選方式，但目前客車車用大功率(150kw)高轉(zhuǎn)矩的永磁同步電機(jī)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)在國(guó)內(nèi)尚不成熟。而且也存在車輛正常運(yùn)行時(shí)電機(jī)功率大量富余、電機(jī)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的體積和重量大等問(wèn)題。其次，系統(tǒng)可靠性和傳動(dòng)效率受變速機(jī)構(gòu)技術(shù)成熟度的制約。 如： AMT會(huì)因檔位變動(dòng)引起換擋過(guò)程中動(dòng)力中斷，車輛失速快、沖擊大，同時(shí)，由于AMT控制策略或與電機(jī)配合的問(wèn)題，可能出現(xiàn)掉檔、換擋失敗及其它機(jī)械故障等問(wèn)題！ 因此，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)及變速機(jī)構(gòu)的技術(shù)沒(méi)有新突破的情況下，研究一種可靠性高，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制容易的雙電機(jī)機(jī)電集成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有很好的應(yīng)用前景。 主輔電機(jī)集成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主輔電機(jī)集成驅(qū)動(dòng)是指汽車由一個(gè)主驅(qū)動(dòng)電機(jī)和一個(gè)輔助電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)，其中主驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用固定減速比全程參與整車驅(qū)動(dòng)，輔助電機(jī)經(jīng)大速比減速機(jī)構(gòu)輸出大轉(zhuǎn)矩與主驅(qū)動(dòng)電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)以滿足整車低速爬坡和加速的動(dòng)力需求。 如圖12所示。此外，與傳統(tǒng)汽車不同的是,電機(jī)在低速時(shí)可以提供滿載轉(zhuǎn)矩。這樣就使電動(dòng)汽車具有出色的起步加速性能