超級電容并聯(lián)式混合動(dòng)力客車的能量消耗試驗(yàn)與計(jì)算

1、超級電容并聯(lián)式混合動(dòng)力客車的能量消耗試驗(yàn)與計(jì)算魏昌宏,郭俊12(1.揚(yáng)州亞星客車股份有限公司,江蘇揚(yáng)州225001;2.湖南南車時(shí)代電動(dòng)汽車股份有限公司,湖南株洲412007摘要:關(guān)鍵詞:中圖分類號:文獻(xiàn)標(biāo)識碼:文章編號:介紹采用超級電容作為儲(chǔ)能系統(tǒng)的并聯(lián)式混合動(dòng)力客車的動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和原理,并對該車做一般城市實(shí)際公交工況的油耗試驗(yàn)以及中國典型城市公交工況下的油耗試驗(yàn)。油耗試驗(yàn)結(jié)果經(jīng)計(jì)算表明,該車具有較好的節(jié)油效果?；旌蟿?dòng)力客車;并聯(lián)式;超級電容;油耗試驗(yàn);NEC計(jì)算U469.7;U467.498B 1006-3331(201004-0045-03+Abstract:Key words:The

2、authors introduce the power system structure and principles of a parallel hybrid bus with super capacitors.They make fuel consumption tests in common urban driving cycle and typical urban driving cycle.The results of the test through calculations show that this parallel hybrid bus has efficiency fue

3、l economy.hybrid bus;parallel hybrid;super capacitor;fuel consumption test;NEC calculation1混合動(dòng)力客車的動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理本文介紹的超級電容并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)、超級電容、電機(jī)控制器、電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)、特制變速器(該變速器為特制,其尾端內(nèi)含可變向的齒輪機(jī)構(gòu)與電動(dòng)機(jī)垂直連接,下同、傳動(dòng)軸、主減速器和后驅(qū)動(dòng)輪等。其布置型式如圖1所示。發(fā)動(dòng)機(jī)離合器特制變速器傳動(dòng)軸后輪主減速器后輪超級電容電機(jī)控制器機(jī)械連接電氣連接電動(dòng)機(jī)圖1動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖其工作模式和工作原理如下:1發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式(傳統(tǒng)模式。發(fā)

4、動(dòng)機(jī)離合器特制變速器傳動(dòng)軸主減速器后輪。其工作原理與傳統(tǒng)車輛一樣。極少使用該模式,只有通過手動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān),有意使用該模式時(shí)才起作用。2油電混合驅(qū)動(dòng)模式。這是該車主要和正常的運(yùn)行模式,在該模式下,又分三種情況:電機(jī)助力模式:行駛時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)離合器特制變速器和超級電容電動(dòng)機(jī)的能量并聯(lián)合成于特制變速器后傳遞給傳動(dòng)軸主減速器后輪。超級電容客車技術(shù)與研究BUSTECHNOLOGY AND RESEARCH第4期No .4201045器此時(shí)放出電能驅(qū)動(dòng)電機(jī)助力。電機(jī)發(fā)電模式:行駛時(shí),能量(發(fā)動(dòng)機(jī)離合器特制變速器分兩路:一路的傳遞路線為傳動(dòng)軸主減速器后輪;另一路的傳遞路線為發(fā)電機(jī)超級電容器。此時(shí),電機(jī)為發(fā)電機(jī)模

5、式,電機(jī)被發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行發(fā)電,對電容進(jìn)行充電。制動(dòng)能量回收模式:制動(dòng)或減速時(shí),車輪主減速器傳動(dòng)軸特制變速器發(fā)電機(jī)超級電容器,即由電機(jī)進(jìn)行汽車制動(dòng)或減速。此時(shí),電動(dòng)機(jī)變成了發(fā)電機(jī),給超級電容器充電。該車的儲(chǔ)能系統(tǒng)采用的是超級電容,超級電容取代蓄電池組有以下幾個(gè)好處:1只有2個(gè)超級電容箱,每箱5個(gè)共10個(gè)小電容模塊,相比電池組體積小,節(jié)省空間。22個(gè)超級電容箱總共只有0.5t,相比電池減輕了1t的整車自重。3超級電容充電快,放電快,不需外接充電;在公交工況行駛時(shí),通過程序控制,僅通過制動(dòng)能量回收就可以維持電量平衡。4超級電容使用壽命長,一般不需要更換;而普通電池組壽命較短,需要更換多次。2某城

6、市實(shí)際公交工況油耗試驗(yàn)2.1試驗(yàn)概況在油耗試驗(yàn)以外,還做了混合動(dòng)力車050km/h 加速動(dòng)力性試驗(yàn),其試驗(yàn)結(jié)果見表3。3中國典型城市公交工況能耗試驗(yàn)3.1試驗(yàn)概況依據(jù)GB/T 19754-2005,對該混合動(dòng)力客車進(jìn)行了客車技術(shù)與研究46試驗(yàn)車為不可外接充電的并聯(lián)超級電容油電混合動(dòng)力客車,可選擇純?nèi)剂舷哪Ｊ?傳統(tǒng)模式和混合動(dòng)力模式兩種。該車不是使用電池,而是使用Maxwell Technologies,Inc.生產(chǎn)的型號為48V/165F的超級電容作為能量儲(chǔ)存裝置,配以TQD101永磁同步水冷電動(dòng)機(jī)和DKQ101控制器,發(fā)動(dòng)機(jī)用玉柴YC6J220-30,整車整備質(zhì)量11370kg,最大總質(zhì)量

7、17500kg,車長12m。城市客車油耗試驗(yàn)載荷依據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),加裝最大裝載質(zhì)量的65%,試驗(yàn)時(shí)加載約40000kg。超級電容并聯(lián)式混合動(dòng)力城市客車的能量消耗包括發(fā)動(dòng)機(jī)油耗及電容消耗的電能。在湖南株洲城區(qū)1路城市客車路線進(jìn)行城市實(shí)際公交工況油耗試驗(yàn),并同時(shí)用另一相似車型12m城市客車(傳統(tǒng)車進(jìn)行油耗對比試驗(yàn)。由于該超級電容器混合動(dòng)力城市客車每百公里消耗的電量僅相當(dāng)于消耗燃料0.03L 左右(見本文3.2NEC計(jì)算,相比絕對油耗,這個(gè)消耗可以忽略不計(jì)。所以,表1、表3中該試驗(yàn)車的實(shí)際公交工況油耗試驗(yàn)結(jié)果不包含每百公里消耗的電量折算的油耗。湖南株洲城區(qū)1路城市客車路線(火車站清石廣場,一個(gè)來回為一次

8、試驗(yàn),路程長18.4km,運(yùn)行時(shí)間5060min。按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求,空調(diào)未啟動(dòng)。試驗(yàn)車輛在試驗(yàn)過程中,以前面最近的一輛1路城市客車為參照車,按照實(shí)際公交工況進(jìn)行道路試驗(yàn),不允許超越前方的參照車,并且要求到站停車5s左右。3個(gè)駕駛員進(jìn)行了11次試驗(yàn),為的是試驗(yàn)結(jié)果符合實(shí)際狀況?；旌蟿?dòng)力模式的試驗(yàn)結(jié)果見表1。1號、2號現(xiàn)為混合動(dòng)力客車駕駛員(原來為傳統(tǒng)城市客車駕駛員,3號是特意請的,現(xiàn)為傳統(tǒng)城市客車駕駛員。為了獲得該混合動(dòng)力客車的節(jié)油效果,進(jìn)行了與該車原型傳統(tǒng)客車對比的油耗試驗(yàn)。兩車的主要參數(shù)及對比試驗(yàn)油耗結(jié)果見表2。對比試驗(yàn)是在同一時(shí)間、同一線路上進(jìn)行的。從表2可以看出,混合動(dòng)力客車油電混合模式下

9、比傳統(tǒng)模式省油36%,比同型號傳統(tǒng)客車油耗低25%。這說明混合動(dòng)力城市客車的燃油消耗要比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽2.2油耗試驗(yàn)結(jié)果2.3與傳統(tǒng)客車的油耗對比試驗(yàn)表3動(dòng)力性試驗(yàn)結(jié)果油電混合模式(電壓400V,s傳統(tǒng)模式,s 開空調(diào)不開空調(diào)開空調(diào)不開空調(diào)22.9219.3423.8721.26表1城市實(shí)際公交工況混合動(dòng)力模式油耗試驗(yàn)結(jié)果 表2整車參數(shù)及試驗(yàn)結(jié)果對比車小得多。同時(shí),考察不同駕駛員對油耗的影響,從表1中可以得出一個(gè)重要結(jié)論:駕駛員因素對油耗影響非常大,不同駕駛員會(huì)得出不同油耗。表1中1號駕駛員五次試驗(yàn)的平均油耗與3號駕駛員五次試驗(yàn)的平均油耗相差12.7%。2010年8月NEC I dt =U fi

10、nalinitial表5NEC計(jì)算結(jié)果(下轉(zhuǎn)第59頁47魏昌宏,等:超級電容并聯(lián)式混合動(dòng)力客車的能量消耗試驗(yàn)與計(jì)算7060504030201000200400600800100012001400圖2中國典型城市公交工況表4典型城市工況油耗試驗(yàn)結(jié)果中國典型城市公交工況下的油耗試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí),將顯示器置于前儀表臺(tái)旁,駕駛員按照顯示屏上顯示的車速曲線(見圖2進(jìn)行操作,實(shí)際車速在允許的誤差范圍內(nèi)追隨目標(biāo)車速。株洲試驗(yàn)地在西環(huán)線上固定路段(東湖立交-建寧大橋按照典型城市工況進(jìn)行駕駛。由于株洲試驗(yàn)場地不符合試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求,又在揚(yáng)州的沿江公路平坦路面上做了典型城市工況試驗(yàn)(見表4。由表4可知,試驗(yàn)駕駛員不同,油

11、耗不同。如4號駕駛員是臨時(shí)請的單位班車駕駛員,平時(shí)開自動(dòng)檔車,對典型工況的試驗(yàn)方法不熟悉,同時(shí)需要時(shí)刻注意車輛運(yùn)行速度曲線與目標(biāo)曲線的擬合度,導(dǎo)致?lián)Q檔不及時(shí),使發(fā)動(dòng)機(jī)基本上運(yùn)行于高轉(zhuǎn)速、低轉(zhuǎn)矩工況,造成油耗偏高。試驗(yàn)路面條件不同,油耗試驗(yàn)結(jié)果相差更大。在株洲找不到符合中國典型城市道路工況縱向坡度小于0.1%的路面。由此可見,在路面縱向坡度不符合試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的路面上不能做典型城市工況的油耗試驗(yàn)。5號駕駛員在揚(yáng)州平坦路面上所做的油耗結(jié)果是有效的、符合實(shí)際的。GB/T 19754-2005中定義了可再充電能量儲(chǔ)存系統(tǒng)RESS(Rechargeable Energy Storage System為汽車存儲(chǔ)

12、能量的系統(tǒng)或部件。在此混合動(dòng)力客車中,RESS就是超級電容。RESS系統(tǒng)能量的凈改變量NEC(Net Energy Change是試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定必須計(jì)算的。在試驗(yàn)中,通過監(jiān)測RESS系統(tǒng)的能量變化,計(jì)算NEC。其方法如下:3.2NEC計(jì)算第4期式中輸入或輸出超級電容器總線的電流,A;超級電容器兩端的電壓,V;時(shí)間,s。I U t 通過電容管理系統(tǒng)對進(jìn)出超級電容的電流進(jìn)行采樣,采樣周期20ms。按上式計(jì)算可得NEC見表5。在控制策略中,將盡量保持超級電容的電量平衡,而超級電容的效率又比較高,所以計(jì)算得到的NEC都比較小。每次試驗(yàn)時(shí),由于單次循環(huán)時(shí)間和里程都太少,所以采用兩次重復(fù)的中國典型公交工況

13、作為駕駛循環(huán),每次循環(huán)里程為11.6km。將公里數(shù)代入可以得到百公里的消耗電量:0.103kWh/100km。按照GB/T 19754-2005中的定義,混合動(dòng)力客車電量消耗量和燃料消耗量之間的關(guān)系如下:=/3.02式中等效的燃料循環(huán)量,L;試驗(yàn)過程中的電量消耗量,kWh;時(shí)間,s。根據(jù)上式計(jì)算得到,每百公里消耗的電量相當(dāng)于消耗燃料0.03L。顯然,相比絕對油耗,此消耗量非常低,因此,可以認(rèn)為,在中國典型城市公交工況中,該混合動(dòng)力客車電量消耗量與制動(dòng)回收能量基本可以平衡。以上試驗(yàn)表明,在路面縱向坡度不符合試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的路面上不能做典型城市工況的油耗試驗(yàn)。同時(shí),駕駛員因素對油耗影響非常大。不同駕駛員

14、,會(huì)得出不同油耗。由以上計(jì)算可知,該超級電容器并聯(lián)混合動(dòng)力城市客車每百公里消耗的電量相當(dāng)于消耗燃料0.03L,相比絕對油耗,這個(gè)消耗可以忽略不計(jì)。該混合動(dòng)力客車電量消耗量與制動(dòng)回收能量基本可以平衡。試V E V E t fuel k fuel k 4結(jié)束語車產(chǎn)品購車的服務(wù)圈中,有些環(huán)節(jié)是非常重要的。如果管理不當(dāng),就會(huì)引起用戶的強(qiáng)烈不滿,客戶的滿意度就會(huì)下降,從而導(dǎo)致忠誠度的下降。所以,加強(qiáng)對關(guān)鍵時(shí)刻的管理是提高用戶滿意度的有效方法之一?？蛙嚠a(chǎn)品購車服務(wù)的關(guān)鍵時(shí)刻有以下幾方面。第一,購車或不購車的關(guān)鍵時(shí)刻:在每位顧客購車或不購車猶豫時(shí)發(fā)生。顧客最后做何種選擇決定受下列因素影響:產(chǎn)品技術(shù)水平、產(chǎn)品

15、服務(wù)質(zhì)量、購車環(huán)境及大量其它關(guān)鍵時(shí)刻留給用戶的印象。顧客做出選擇的過程是一個(gè)心理機(jī)制過程。第二,進(jìn)行價(jià)值評判的關(guān)鍵時(shí)刻:所有的顧客在購車前都會(huì)做出價(jià)值評判。即使你的產(chǎn)品比對手的便宜和服務(wù)比對手好,如果不是物有所值,顧客也不會(huì)購買。如果顧客有過不愉快的購車經(jīng)歷,即使你的知名度再高,顧客也不會(huì)購買。進(jìn)行價(jià)值評判受產(chǎn)品技術(shù)水平與服務(wù)質(zhì)量的雙重影響。第三,反饋關(guān)鍵時(shí)刻:顧客對客車不滿意時(shí),不一定都會(huì)直接告訴客車企業(yè),部分顧客不會(huì)直接抱怨,只是不與該客車企業(yè)再次往來。但這并不意味著他們會(huì)保持沉默,他們會(huì)將自己的感受和遭遇夸大地告訴別人,造成更大的負(fù)面影響,這就是反饋的重要性所在。反饋的關(guān)鍵并不是可以控制

16、的,因?yàn)樗陌l(fā)生具有不確定性。第四,永遠(yuǎn)重復(fù)的關(guān)鍵時(shí)刻:購車過程中每天都在發(fā)生多次關(guān)鍵時(shí)刻,對于客車企業(yè)僅是重復(fù)的工作程序,但對顧客來說,客車企業(yè)的每一次簡單重復(fù)都是非常關(guān)鍵的。銷售人員對顧客的服務(wù)接待、合同簽訂、車輛交車等各環(huán)節(jié),若溝通不到位或處理不當(dāng),都有可能給客戶帶來經(jīng)濟(jì)損失,甚至?xí)鸱杉m紛和訂單丟失。所以客車企業(yè)的全體銷售人員要有這樣的意識:“熱情、真誠和周到的服務(wù),是留住客戶的關(guān)鍵”。本文從如何提升客車的品牌知名度、認(rèn)知度、聯(lián)想度和忠誠度四個(gè)方面提出了提升客車品牌資產(chǎn)的策略和建議,以便客車企業(yè)對于自身的品牌戰(zhàn)略及策略進(jìn)行合理地抉擇,更全面地處理和解決好自身客車的品牌問題。6結(jié)束語

17、參考文獻(xiàn):1賈昌榮.汽車品牌推廣戰(zhàn)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007.9.2凱文.萊恩.凱勒(Kevin Lane Keller.戰(zhàn)略品牌管理M.北京:中國人民大學(xué)出版社,2003.1.3馮麗云.耿凱燕.品牌營銷M.北京:經(jīng)濟(jì)管理出版社,2006.8.4祝合良.品牌創(chuàng)建與管理M.北京:首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)出版社,2007.45江峰.客車業(yè)服務(wù)的創(chuàng)新點(diǎn)特色服務(wù)J.客車技術(shù)與研究,2007,(2:61-62.收稿日期:2009-11-2759李燕軍:提升客車品牌資產(chǎn)策略研究第4期(上接第47頁參考文獻(xiàn):1GB/T 19754-2005,重型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車能量消耗量試驗(yàn)方法S.2朱靜,申福林.串聯(lián)式混合動(dòng)力客車技術(shù)的現(xiàn)狀及前景J.修改稿日期:2010-02-02客車技術(shù)與研究,2008,(2:1-3.3胡燁,宋慧.電動(dòng)汽車M.北京:人民交通出版社,2002.4張彤,等.基于超級電容的并聯(lián)混合動(dòng)力轎車的開發(fā)J.內(nèi)燃機(jī)工程,2008,(15李媛媛,陳英放,方勤.超級電容器在電動(dòng)車上的應(yīng)用J.江西能源,20