【正文】 驅動電機重量輕、功率大、轉速快、質量好，各項指標符合IEC國際標準。其中，包括最有希望成為電動汽車動力的燃料電池在內的幾種電池的研究開發(fā)工作也正在分別進行。2001年科技部斥巨資近10億元啟動了863計劃電動汽車專項。目前，中國部分城市及地區(qū)(武漢、北京、天津、上海、長春、廣東等)以及三大汽車集團都在進行有關電動汽車項目的開發(fā)及課題研究，全國承擔該項目的企、事業(yè)單位約有200多家。在電動汽車家族中，目前技術相對成熟、市場前景較好的是混合動力轎車和燃料電池、混合動力及純電動客車。國家863計劃中已經明確中國電動汽車發(fā)展要遵循燃料電池汽車第一位，混合動力汽車第二位，兼顧純電動汽車的基本原則。為此，筆者對國內外電動客車的研究開發(fā)現狀及發(fā)展情況做一個綜合性介紹。 國外現狀由于電動客車非常適合城市公交運輸，對緩解交通堵塞、保護環(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，國外許多大公司都積極開發(fā)電動客車技術。1997年，韓國亞洲汽車公司(AMC)研發(fā)了韓國第一輛并聯式柴油一電動混合動力城市客車。美國紐約從1998年起，使用了由Orion客車公司生產的BAE串聯式混合動力城市客車。2003年，美國俄勒岡州的波特蘭市，Tri—Met公司開始將標準長度的串聯式混合動力客車投人運營。同年，美國西雅圖市購買了235輛裝備有通用公司Allison Transmission開發(fā)的EPSystem并聯式混合動力系統(tǒng)柴油發(fā)動機的混合動力電動客車，并于2004年6月9日投入運營。2003年12月，英國Eneco公司成功地研制出一輛串聯式混合動力城市客車，并破紀錄地完成了從Sus—Sex到Preston的480 km不間斷行駛。日野公司早在1994年就推出了混合動力的HIMR大客車、載貨車和專用車，到2001年已銷售250輛。日產柴油機公司采用天然氣壓縮的柴油機與電機組合的混合動力系統(tǒng)，主要用于中型貨車城市運行。IVE—CO推出12 m的混合動力大客車，已在順利的試運行。2000年三菱公司推出了“AERO NOSTEP HEV”即城市用低地板大客車。在美國大約有40個不同的城市已經使用或計劃使用混合動力客車及技術。大約有50輛混合動力客車正在歐洲各國投入試驗(包括德國、意大利、瑞士和丹麥)。表11給出當前世界各地混合動力城市客車的應用情況。表11 世界各國已投入試驗和使用的混合動力電動城市客車時間國家與地區(qū)驅動形式車輛類別已投入運營臺數1997韓國并聯式混合動力城市客車試驗車1998美國 紐約串聯式混合動力城市客車112002美國 紐約串聯式混合動力城市客車1252002美國 明尼阿波利斯并聯式混合動力城市客車520032004美國 紐約串聯式混合動力城市客車2002003美國 波特蘭串聯式混合動力城市客車1502003英國串聯式混合動力城市客車試驗車2004美國 西雅圖并聯式混合動力城市客車235據{Auto Mfgamp。Production}(汽車制造與生產)期刊報道，預計世界汽車市場上2010年混合動力車輛將達100萬輛，2015年混合動力車輛將在世界汽車市場份額中占15％，2020年占25％。粗略估計，如果2020年全球汽車產量為1億輛的話，那么，混合動力車將達2500萬輛。2003年，歐盟發(fā)布了氫發(fā)展構想報告和行動計劃，表示要在3年內開展“歐洲清潔城市運輸項目計劃”。這一計劃的具體內容，是在歐洲的10個城市進行30輛氫燃料電池公交車的行駛試驗，并把6輛車送到澳大利亞的佩斯進行試驗。36輛試驗車3年的累計行程約達100萬km，共運送旅客500多萬人次。這批氫燃料電池公交車分別在不同的典型環(huán)境中進行了實地使用。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，溫度經常沖破43℃；在雷克亞未克，它們要經受高鹽度的大西洋空氣的考驗；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：波爾圖公交的特點是停站多、道路坡度大，這里的平均時速只有9 km；而在澳大利亞的佩斯，車站少、車速高，2．5 h的線路經常只有10 min的停車時間。經過3年漫長的考驗，試運行的36輛氫燃料電池公交車終于得到歐盟的認可。2005年5月11日，歐盟委員會正式宣布，自2003年起在歐洲10個城市展開的“歐洲清潔城市運輸項目計劃”圓滿結束，并同時宣布，將在全歐盟范圍內進一步推廣普及氫燃料電池公交車。[3] 國內現狀電動客車因其空間大、載客量大、適合城市公共交通而深受中國政府、企業(yè)和社會的普遍關注。有關數據表明，到2010年中國城市客車保有量將達到35萬40萬輛?？梢姡妱涌蛙囋谥袊兄鴺O大的應用市場。從20世紀末開始，不少企、事業(yè)單位對電動客車進行了研究和開發(fā)。1996年中國研制成功了純電動大客車“遠望號”；2001年大連化物所、電工所和東風公司合作，清華大學與北京飛馳綠能電源技術公司合作，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進行了整車試驗；同時第一輛混合動力大客車在東風電動車公司研制成功；2003年11月，4輛東風混合動力大客車在武漢投入試運營；2004年6月，由北京理工大學等單位研制的純電動客車通過相關認證試驗；2006年3月，蘇州金龍推出了時速達75 km／h的燃料電池公交車；2006年6月，3輛造價180萬美元的“奔馳”燃料電池大客車在北京384路空載試運行，中國是全球運行這種客車的唯一發(fā)展中國家；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力客車進行公交試營運；2006年2月，由萬向集團研制的純電動客車在西湖環(huán)線公交線路平穩(wěn)運行了15萬km。圖11 奧運電動客車中國燃料電池公共汽車商用化示范項目啟動會于2003年3月27日在京召開，標志著這一由中國政府、全球環(huán)境基金(GEF)、聯合國開發(fā)計劃署(I聊)共同支持，科技部和北京市、上海市共同組織實施的項目進入實施階段。該示范項目總投資3236萬美元，其中GEF投入1158萬美元，UNDP投入40萬美元，科技部、北京市和上海市共投入1458萬美元，企業(yè)等其他投入約580萬美元。中國燃料電池公共汽車商用化示范項目為時5年，根據北京和上海的地域和資源特點各分別提出燃料電池公共汽車系統(tǒng)技術指標，采用全球招標方式購置12輛燃料電池公共汽車，并建立相應加氫設施，在北京和上海(各6輛)示范運行，預計運行160萬km。上述“奔馳”燃料電池大客車在北京384路空載試運行就是該項目的一部分。此外，長春一汽集團、武漢理工大學、哈爾濱中強集團、北京理工大學、上海汽車集團、華南理工大學、鄭州宇通集團、合肥安凱公司等單位也都投入到了混合動力客車的研發(fā)大潮中。雖然電動客車取得了較大的發(fā)展，但是在技術層面應解決的問題有：（1）續(xù)駛里程有限。目前，市場上使用的電動汽車一次充電后的續(xù)駛里程一般為100240 km，且這個數字通常還需要保持適當的行駛速度以及具有良好的電池調節(jié)系統(tǒng)才能得到保證。而絕大多數商用電動汽車在城市行駛環(huán)境下的續(xù)駛里程一般只有5080 km。與傳統(tǒng)內燃機汽車相比，電動汽車較短的續(xù)駛里程已成為其“致命”的弱點。（2）電池壽命短。盡管電池品種繁多，各有千秋，但其裝備電動汽車后，普遍存在續(xù)駛里程短、加速動力差且壽命短等問題。鎳鎘電池雖然成本高、可回收性差，但其加速動力足、壽命較長。鈉硫電池的能量勵力比值較高，能夠提供較長的續(xù)駛里程和較大的加速動力，但它要求的工作環(huán)境較苛刻，且其活性物質具有強腐化性并易爆炸。金屬空氣電池雖然具有明顯的安全、干凈、低成本等特點，但目前還只是發(fā)展的初期階段。因此，就總體上看，目前還沒有非常理想的電池。（3）電池尺寸、重量大?，F有電動汽車所使用的電池，都不能在儲存足夠能量的前提下保持合理的尺寸和重量。（4）價格昂貴。主要是電池技術復雜，成本太高。另外，由于采用了一系列新材料、新技術，致使電動汽車的造價居高不下。（5）間接污染嚴重。電動汽車本身雖無排放污染，但其間接污染也不能忽視的。如鉛酸電池中的鉛，從開采、冶煉到生產的排污，都會對環(huán)境造成污染。而所用電能，相當大一部分來自火力發(fā)電，煤炭燃料也會造成大氣污染。 驅動系統(tǒng)雙電機結構 一般電動客車動力布置通常電動大客車都是采用一個大功率驅動電機加變速箱加一個固定比減速器的方式來完成動力輸出的。此種方案結構簡單，容易實現，運行起來也比較可靠。不過首要存在的問題就是一般大客車上的驅動電機都是永磁同步電機，因為其高功率密度、高效率等優(yōu)點同益成為混合動力驅動系統(tǒng)首選方式，但目前客車車用大功率(150kw)高轉矩的永磁同步電機的設計和制造技術在國內尚不成熟。而且也存在車輛正常運行時電機功率大量富余、電機及驅動系統(tǒng)的體積和重量大等問題。其次，系統(tǒng)可靠性和傳動效率受變速機構技術成熟度的制約。 如： AMT會因檔位變動引起換擋過程中動力中斷，車輛失速快、沖擊大，同時，由于AMT控制策略或與電機配合的問題，可能出現掉檔、換擋失敗及其它機械故障等問題！ 因此，在驅動電機及變速機構的技術沒有新突破的情況下，研究一種可靠性高，機械結構簡單，控制容易的雙電機機電集成驅動系統(tǒng)具有很好的應用前景。 主輔電機集成驅動系統(tǒng)主輔電機集成驅動是指汽車由一個主驅動電機和一個輔助電機共同驅動，其中主驅動電機采用固定減速比全程參與整車驅動，輔助電機經大速比減速機構輸出大轉矩與主驅動電機共同驅動以滿足整車低速爬坡和加速的動力需求。 如圖12所示。此外，與傳統(tǒng)汽車不同的是,電機在低速時可以提供滿載轉矩。這樣就使電動汽車具有出色的起步加速性能