All-round Analysis about Hybrid Coach
编译／文 彤
混合动力系统已成为城市客车的重要驱动系统，在IAA车展上各大客车公司展出串联式和并联式混合动力城市客车。
Hybrid system drives the city coach. Dozens of coach companies showed their hybrids both in series and in parallel on IAA.
随着新型混合动力城市大客车的出现，具有新柴油机、新型蓄电池、全新结构的混合动力系统等开发成功，都预示着混合动力车具有广阔的前景。
混合动力城市大客车降低油耗并减少废气污染。因此，大量的混合动力系统竞相登场。在2008第62届汉诺威国际商用车展(IAA)的展台上琳琅满目，呈现出混合动力系统发展的最新态势。例如利用锂离子蓄电池、镍氢蓄电池或者大功率超级电容器作为蓄能器的柴/电串接和并接式混合动力城市客车，以及单客车和铰接式客车等同台竞技。
城市客车的驱动结构在欧洲范围几乎相同，甚至各零部件可以互换。之前，至多不过是如何在选择性催化还原技术(SCR)发动机和废气冷却再循环(AGR)发动机之间进行竞争。现在，各种不同的混合动力城市客车进入了人们的视线。运输业主不得不在这些实践中略显成熟的方案中加以选择。据悉，这类混合动力城市客车如果以10辆订货，则有望获得政府的资助。
早在两年前，波兰公司就以一种混合动力铰接式大客车出现在第61届国际商用车展上而令业界感到吃惊。它是把一种康明斯发动机与艾里逊变速器连接一起，这款大客车当时立即在德雷斯顿大街上行驶。该大客车全盘修订Solaris Urbino 18混合动力客车的设计方案。代替早先布置在车中部位置的一个大柴油机，代之把一个小型柴油机(6.7L排量和178kW的康明斯发动机)直立布置在汽车尾部。艾里逊混合动力系统，包括2个75kW的电机、2个离合器和3个行星齿轮机构。重量为400kg，代替了以前安装在柴油机和铰接式大客车第三从动桥(采埃孚龙门桥或者选用的福伊特桥)之间的传统变速器。在车顶上于中桥的上方相对于传统镍氢蓄电池位置布置冷却和控制元件。这项改进的混合动力客车比传统驱动系统节省柴油在20%以上。
Solaris并接式混合动力系统(Solaris-Parallelhybrids)，相对于一台传统的柴油机驱动，这混合动力系统仅仅300kg的超重和大约14000欧元的附加费用。暂时保留着铰接式大客车商标。新一代Solaris Urbino 18 Hybrid在不来梅、汉诺威和慕尼黑市都有它的身影。去年秋季波兰的波兹南市(Posen)就在Solaris公司的门口作为2008年联合国世界气候大会的东道主。在IAA期间就有人获得机会在汉诺威城里121线上感受驾驶这辆混合动力客车的乐趣。
Solaris拥有了一个富于经验的合作伙伴——艾里逊公司。在美国，已经有1000辆以上装有艾里逊混合动力系统的混合动力大客车投入使用。美国政府承担了大约80%的附加费用，故美国人可以轻而易举地购买混合动力客车。
艾里逊混合动力技术的第二家欧洲顾主是在荷兰。其中VDL公司将于2009年某个时候向土耳其伊斯坦布尔提供50辆Phileas混合动力客车。该客车同样具有一个艾里逊并接式混合动力系统，有一辆车已经进行试验运行。
戴姆勒公司在北美的子公司Orion也具有大约1500台样品的Orion VII混合动力系统，是一种串联式混合动力系统，但同样用其柴油机与电机联接，柴油机不直接参加工作，由柴油机带动电机(发电机)驱动车轮。多余电力被储存在传统的铅酸蓄电池里。虽然这也能省油达到5%，但Orion只达到欧洲传统柴油机客车的油耗水平。
奔驰Citaro G混合动力客车具有一个特别高要求的串接式混合动力系统。在其铰接式大客车上的两个后桥均是从动桥，分别由最大功率各为80kW的轮毂电机驱动。为此目的而由采埃孚公司提供专门的“轮轴-电机组合体”(Achs-E-Motor-Kombination)，具有2级减速功能。
在串接式混合动力系统中其柴油机带动发电机工作并只产生电力驱动汽车，因而一个仅4.8L排量和160kW功率的4缸机就足够了。因此，发动机重量得以减轻，总重还不到传统12L排量直列6缸发动机的一半。柴油机给锂离子蓄电池充电，后者具有更高能量密度和更好储电能力的优点。不过在使用寿命方面却要打个问号，因为设计师是以大客车使用寿命的一半作为出发点来设计的。
2008年底，在斯图加特对混合动力大客车进行了用户试验。今年，继另外10辆混合动力铰接式大客车之后，一种非铰接式单客车可能在这个基础上进行研究，但是目前尚未列入研究项目。
其间，德国的混合动力系统供应商采埃孚公司也开发了一种并接式混合动力系统。它是从自动变速器中取消液力变矩器，换进一个混合动力驱动单元。120kW的功率对于单客车甚至铰接式客车也足够。从2011年起，这种混合动力系统可以得到应用。
福伊特公司也在不久前致力于并接式混合动力系统的开发工作。在自动变速器旁边布置一个最大功率150kW的辅助电机，并通过一个齿轮传动进行工作，称之为Diwahybrid。去年已经在美国做了实用性试验，计划于2010年开始成批生产。
为此，福伊特公司的并接式混合动力系统在成批生产时间上超过取名Elvodrive的串接式混合动力系统。后者也同样是150kW功率，在前几年就已经首次亮相了，但要在2011年才投入成批生产，用户是 斯堪尼亚公司。该公司于去年底在斯德哥尔摩对若干辆装串接式混合动力系统的大客车做了用户试验。今年接着对其它客车进行试验。
这是一种长13.7m、采用斯堪尼亚公司Omnilink底盘的传统结构单客车。与2007年展示的模块式结构混合动力客车不一样，斯堪尼亚公司这款混合动力客车的特点是以乙醇做燃料。斯堪尼亚公司打算利用这种混合动力客车降低油耗25%，其基础是一台199kW功率的9L排量发动机。它可以选用柴油机结构型式，也可以用天然气结构型式。超级电容器作为蓄电器。与众所周知的蓄电池系统不同，这种超级电容器(蓄能器)的设计使用寿命，其出发点是达到一辆公共大客车使用寿命的一半。
沃尔沃和斯堪尼亚这两个瑞典公司以往研发产品的思路不尽相同。在第62届商用车展上，沃尔沃7700混合动力大客车首次登台，它是以I-SAM命名的并接式混合动力城市客车。沃尔沃立足于自制混合动力系统，其电机布置在离合器和自动变速器之间，它具有118kW功率和800Nm扭矩。且采用5L排量的4缸柴油机，其功率和扭矩分别为154kW和800Nm。
小型柴油机布置在车尾部左下方。这款混合动力城市大客车在起动、低速行驶时，是由电机驱动，而在正常行驶时由柴油机驱动，加速时由柴油机和电机同时驱动。在减速和制动时，制动能量由电机/发电机将机械能变为电能储存在蓄电池内。因此由电机驱动时其行驶噪声低，无废气排放。这辆12m长的大客车总质量达到18.9t，有95个乘客座位，采用锂离子蓄电池。去年，沃尔沃提供了3辆混合动力车到伦敦进行首次用户试验，估计能节省燃料30%。
混合动力在Irisbus公司作为重点项目。其中Hynovis混合动力概念大客车在展会中展示。该公司在用于城市交通的Hynovis混合动力大客车项目上采用单客车。Hynovis混合动力大客车已经于2008年在巴黎进行了运行试验。该车采用包括动力系统、重量优化、降低滚动阻力等技术，预计省油达30%。
在降低油耗30%之中，绝大部分(23%)由“起动—停止”机构和特殊的液压机构获得。这种与Poslain共同开发的液压机构，其液压装置用来回收制动能量，在起步和停车时使柴油机不工作。Irisbus Hynovis混合动力系统采用依维柯公司6L排量162kW功率以及EEV标记的Tector 6缸发动机。动力传递采用一种普通的自动变速器。整个动力单元布置在汽车尾部。
这种混合动力客车还通过重量优化结构来省油。据称，它比传统的城市大客车轻1t左右，可节油5%。此外，该车在降低滚动阻力方面可省油2%。
三轴Hynovis大客车具有2个装独立悬架和轮胎规格为265/55R-17.5的转向前桥。第三桥也同样是转向桥，装用规格为385/55R-22.5的超宽单胎。
当然，由于混合动力大客车价格不菲，有点不尽人意。曼公司技术部主任Schaller提出另一种观点。他估计一辆混合动力单车的额外费用为70000欧元，并可按大约5年的分期偿还时间。一言以蔽之，基于优化值和经验，曼公司的串联式混合动力客车在纽伦堡的实用性运行中已经证明性能可靠。
在柴油机上，曼公司立足于自己在“狮之城”(Lion’s City)车上长期证明可靠的191kW功率的D8机型，2个75kW的电机连同一个动力分配变速器(Summiergetriebe)。
采用超级电容器(Supercaps)来存储电能。其优点是，充电快、使用寿命长，然而存储容量有限，不能够通过电力进行长距离运行。
曼公司的单客车(Solobus)在2010年开始成批生产之后一年，将后续推动一种混合动力铰接式大客车。其混合动力系统的附加费在110000欧元左右。与此同时，曼公司也在关注其它混合动力技术，开发并接式混合动力系统。曼公司预见到混合动力客车的光辉未来，在2015年之前，将把其在德国城市大客车新批准登记数量提高到大约30％40%。这样，每年要生产大约200300辆混合动力大客车。CVE

《商用车与发动机》