我國(guó)從2011年開(kāi)始的25個(gè)城市節(jié)能與新能源汽車(chē)示范工作中,表現(xiàn)最強(qiáng)勁的汽車(chē)類(lèi)型是混合動(dòng)力客車(chē),約占到了示范車(chē)輛總數(shù)的60%。然而,各地對(duì)所示范的混合動(dòng)力客車(chē)節(jié)油效果反映差異很大,為了確切獲得我國(guó)混合動(dòng)力客車(chē)的實(shí)際油耗,中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)與中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心合作在昆明、杭州、大連等八個(gè)城市開(kāi)展了同一條件下的油耗測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明,各個(gè)企業(yè)研發(fā)的客車(chē)節(jié)油水平的確存在不小的差異。以在昆明測(cè)試結(jié)果為例,13種12米柴油混合動(dòng)力客車(chē)的實(shí)際百公里油耗大于30L的有兩種,30L至26L的有7種,小于26L的有4種,最低的達(dá)到24L。普通柴油機(jī)公交車(chē)的實(shí)際百公里油耗大約在35L以上?;旌蟿?dòng)力公交客車(chē)與傳統(tǒng)的柴油內(nèi)燃機(jī)客車(chē)相比都有一定的節(jié)油效果,但存在相當(dāng)大的差異。
為了分析節(jié)油技術(shù)水平差異的原因,要從混合動(dòng)力客車(chē)能夠節(jié)油的原理說(shuō)起?;旌蟿?dòng)力客車(chē)節(jié)油的主要技術(shù)途徑是:1.制動(dòng)減速過(guò)程將制動(dòng)器摩擦副白白消耗掉的能量合理回收,在汽車(chē)驅(qū)動(dòng)需要助力時(shí)再釋放出來(lái);2.怠速停車(chē)時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī),節(jié)省下不必要的燃油消耗;3.由于可以得到電力系統(tǒng)的助力,可以減小發(fā)動(dòng)機(jī)的排量,提高發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率,提高其工作效率;4.根據(jù)混合動(dòng)力系統(tǒng)的要求重新優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)特性或采用專(zhuān)用發(fā)動(dòng)機(jī),以獲得更高的效率;5.起步與低速行駛時(shí)采用純電驅(qū)動(dòng),甩開(kāi)內(nèi)燃機(jī)效率較低的低速小負(fù)荷區(qū)段。
目前我國(guó)開(kāi)發(fā)的混合動(dòng)力客車(chē)多數(shù)不具備上述第五項(xiàng)的純電行駛功能,屬于中度混合類(lèi)型,如要實(shí)現(xiàn)此功能需要配備較大功率的電機(jī)與電池組。第二項(xiàng)怠速停機(jī)功能理論上可以有約5%的節(jié)能效果,但由于我國(guó)多數(shù)地區(qū)需要空調(diào)的時(shí)間多而打了折扣。第四項(xiàng)發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)化或新設(shè)計(jì)只有少數(shù)具備發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)權(quán)限的動(dòng)力系統(tǒng)或整車(chē)廠有條件去做。因此第一、三項(xiàng)便成為多數(shù)混合動(dòng)力客車(chē)采用的主要技術(shù)措施,其中尤以制動(dòng)能量回收為重要。據(jù)一些企業(yè)提供的數(shù)據(jù),制動(dòng)能量回收對(duì)于節(jié)油效果的貢獻(xiàn)要占到60%以上。
制動(dòng)能量回收對(duì)混合動(dòng)力客車(chē)如此重要是與公交車(chē)的運(yùn)行特點(diǎn)有關(guān)。公交車(chē)典型的運(yùn)行模式是頻繁地“起步一加速一短距離等速行駛一減速一進(jìn)站停車(chē)”,可以說(shuō)誰(shuí)能夠利用好它,誰(shuí)就能取得基本的節(jié)油效果,如果這點(diǎn)做不好,即使采取了其他多種措施,節(jié)油效果也不會(huì)好到哪里去。
怎樣才能盡可能多地回收制動(dòng)能量呢?這其中非常重要的一步就是選擇好儲(chǔ)能裝置,使它能夠在汽車(chē)減速制動(dòng)的短暫時(shí)間里盡可能多地將電機(jī)發(fā)出的電能有效地儲(chǔ)存進(jìn)來(lái),而在汽車(chē)加速需要助力時(shí)再快速有效地釋放給電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。具備這種性能的儲(chǔ)能裝置目前在我國(guó)混合動(dòng)力公交車(chē)上應(yīng)用效果好的有超級(jí)電容與高功率型錳酸鋰電池兩種。實(shí)際測(cè)試油耗最低的幾種公交車(chē)都采用了這兩類(lèi)儲(chǔ)能裝置。可見(jiàn),要在保證制動(dòng)安全性的同時(shí)提高能量回收的效果,既要有合理的控制策略,還要有好的部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。