【正文】 以上的最高車速和30分鐘最高車速，本文以30分鐘最高車速來(lái)評(píng)價(jià)整車的動(dòng)力性。根據(jù)汽車?yán)碚撝R(shí)可知： ()式中，汽車驅(qū)動(dòng)力；車輪滾動(dòng)半徑；電機(jī)轉(zhuǎn)矩，傳動(dòng)效率。由于電機(jī)的外特性與發(fā)動(dòng)機(jī)的不同，串聯(lián)混合動(dòng)力轎車的最高車速同時(shí)還受到電機(jī)最大功率的限制。2） 車輛此時(shí)所需牽引力：由T=(Mgf+CDAumax )*Ri0igη （）i10，ig。表31（m2）（km/h） （km/h）(176。電機(jī)功率越大，整車的加速和爬坡性能越好，但電機(jī)功率增大將導(dǎo)致電機(jī)的體積和質(zhì)量迅速增加，而且會(huì)使電機(jī)不能經(jīng)常工作在額定功率附近，使電機(jī)的效率和功率因數(shù)下降，因此電機(jī)功率的合理選擇也十分重要。在選擇電機(jī)功率時(shí)，要綜合考慮電機(jī)的額定功率和最大功率。電機(jī)是電動(dòng)大客車的驅(qū)動(dòng)部件，故電機(jī)參數(shù)應(yīng)由整車參數(shù)及其性能要求決定。與發(fā)動(dòng)機(jī)特性不同，電機(jī)的機(jī)械特性是低速恒轉(zhuǎn)矩和高速恒功率，低速時(shí)，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩大，正好滿足汽車起步或爬坡工況車速較低時(shí)需要較大轉(zhuǎn)矩的要求；高速時(shí)，電機(jī)輸出恒功率，滿足汽車的最高車速行駛要求；與汽車的行駛特性非常相符。目前該技術(shù)在混合汽車上的應(yīng)用越來(lái)越多, 例如豐田與Honda 混合汽車采用此類電動(dòng)機(jī), 瞬間輸出功率達(dá)到數(shù)十千瓦與最高轉(zhuǎn)速需求在5000 rpm 以上。永磁式直流有刷電動(dòng)機(jī)是將永磁放于不轉(zhuǎn)動(dòng)的定子上而于轉(zhuǎn)子安置線圈, 因此須經(jīng)由碳刷與換向片將電流傳遞至轉(zhuǎn)子上, 可經(jīng)由機(jī)械接觸使電動(dòng)機(jī)隨時(shí)處于最大轉(zhuǎn)矩, 但碳刷、換向片間的磨損與轉(zhuǎn)子線圈散熱不易等原因, 限制了電動(dòng)機(jī)高速、大電流的應(yīng)用, 此類電動(dòng)機(jī)在車輛應(yīng)用多集中于3000 rpm 與數(shù)百瓦的輸出功率以下的裝置。第三章 電機(jī)參數(shù)匹配 設(shè)計(jì)要求已知純電動(dòng)大客車設(shè)計(jì)要求及條件如下：最高車速 Umax80km/h；050km加速時(shí)間 t25s；最大爬坡度 a20%；續(xù)駛里程 300km；整車滿載質(zhì)量 m=18噸；迎風(fēng)面積 A=2540mm*3300mm=；后橋主減速比 ；輪胎 275/70 =。最關(guān)鍵的是此機(jī)構(gòu)布置緊湊，合理，適合安裝在車上 ，利用電機(jī)同步可以實(shí)現(xiàn)無(wú)沖擊模式切換，動(dòng)力輸出平順。圖26在低速時(shí),齒圈鎖死，電機(jī)A經(jīng)較大速比減速增扭后驅(qū)動(dòng)車輛；當(dāng)車速較高即在20km/h左右時(shí)，齒圈解鎖，電機(jī)A和電機(jī)B通過(guò)行星齒輪轉(zhuǎn)速耦合后驅(qū)動(dòng)車輛。而且齒圈鎖死與解鎖的執(zhí)行與控制也是一個(gè)不易解決的難題。但是這樣會(huì)使行星輪轉(zhuǎn)速過(guò)高，所以需要提前減速，多一對(duì)減速齒輪，體積相對(duì)大。（3）方案三輔助電機(jī)與主驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)過(guò)一個(gè)行星齒輪系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力耦合，如圖25。如圖24。而且機(jī)構(gòu)布置不緊湊，體積大，不易于在車上布置。如圖23圖23此方案的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易。圖22 方案初選（1）方案一使用單向超越離合器使主驅(qū)動(dòng)電機(jī)在高速時(shí)輔助電機(jī)脫離。齒圈的轉(zhuǎn)軸直接與電動(dòng)機(jī)連接,把驅(qū)動(dòng)力傳給車輪,太陽(yáng)輪直接與發(fā)電機(jī)連接[4]。動(dòng)力分配裝置采用行星齒輪機(jī)構(gòu)。也可安裝電控?zé)o級(jí)變速器,可連續(xù)地改變發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力由動(dòng)力分配裝置分為兩部分,一個(gè)動(dòng)力輸出軸與電動(dòng)機(jī)和車輪連接,另一個(gè)輸出軸與發(fā)電機(jī)相連。為保證在受到大負(fù)荷時(shí),汽車的驅(qū)動(dòng)力不受影響,如打開(kāi)空調(diào)時(shí),進(jìn)行精確的驅(qū)動(dòng)力調(diào)整控制,以達(dá)到平穩(wěn)連續(xù)行駛性能。由于沒(méi)有變速器,直接采用了發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力的組合,這樣使驅(qū)動(dòng)力全方位地響應(yīng)駕駛員的要求,從低速到高速,從低功率的巡航行駛到滿負(fù)荷加速。由于提高了發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速,THS Ⅱ系統(tǒng)可在車速較低的情況下,充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率。THS Ⅱ系統(tǒng)的汽車驅(qū)動(dòng)力是由直接的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力和電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力組合在一起的。在2003 年4 月的紐約國(guó)際車展上,豐田推出了采用THS Ⅱ系統(tǒng)的新一代Prius ,使混合動(dòng)力汽車的發(fā)展又向前邁了很大一步。第2章 動(dòng)力耦合變速方案 豐田THS集成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)介紹豐田公司于1997 年開(kāi)始銷售混合動(dòng)力的Prius ,它是世界第一款商業(yè)用途的大批量生產(chǎn)的混合動(dòng)力汽車。接著針對(duì)變速箱的工作需求，設(shè)計(jì)和選擇關(guān)鍵零部件，并進(jìn)行方案論證。首先根據(jù)原始參數(shù)，通過(guò)計(jì)算并匹配合適的電機(jī)。并且通過(guò)這種設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)與混合動(dòng)力轎車動(dòng)力系統(tǒng)零部的互換，降低開(kāi)發(fā)成本、維護(hù)成本，為加快混合動(dòng)力汽車產(chǎn)業(yè)化提供條件。制動(dòng)時(shí), 由電子控制的再生制動(dòng)系統(tǒng)和摩擦制動(dòng)系統(tǒng)同時(shí)作用,制動(dòng)性能將明顯提高。這樣就使電動(dòng)汽車具有出色的起步加速性能。 如圖12所示。 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。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。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。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。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。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。（4）價(jià)格昂貴。（3）電池尺寸、重量大。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。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)。（2）電池壽命短。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。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。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。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。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?？梢?jiàn)，電動(dòng)客車在中國(guó)有著極大的應(yīng)用市場(chǎng)。[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。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。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。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)。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。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。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)。2000年三菱公司推出了“AERO NOSTEP HEV”即城市用低地板大客車。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。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。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)。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。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。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。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)。國(guó)家電動(dòng)汽車重大科技產(chǎn)業(yè)工程項(xiàng)目已于1996年啟動(dòng)，項(xiàng)目研究進(jìn)展順利，總體概念車設(shè)計(jì)已基本完成，控制器和特種專用電動(dòng)機(jī)也達(dá)到當(dāng)代國(guó)際先進(jìn)水平，特別是主驅(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)。選擇發(fā)