1 前言

隨著能源危機和環境污染問題的日趨嚴重，近10年來全球各汽車制造商紛紛推出各種型式的電動汽車。混合動力汽車技術作為一項在短期內可有效降低汽車能源消耗和排放的汽車新技術，已經成為世界汽車行業研究焦點之一。我國科技部將其作為“十五”863重大專項的內容，目前混合動力汽車產品已進入國家公告程序，初步具備產業化條件。電一氣串聯混合動力汽車綜合了混合動力汽車和天然氣汽車的優勢，進一步改善了車輛燃油經濟性和排放性。

本文基于對電一氣串聯混合動力客車運行目標駕駛循環的分析，對其動力系統進行方案設計，以保證在滿足車輛動力性要求的前提下，提高整車燃油經濟性。

2 電-氣串聯混合動力客車整車參數和技術指標

所研究的電一氣串聯混合動力客車基礎車型為長11.4 m的二級踏步城市客車，整車參數如表1所列。

3 混合動力系統結構

目前，混合動力電動汽車動力系統的結構主要分為串聯式、并聯式和混聯式3種。由于城市公交車經常工作在行駛速度低、起停頻繁的工況下，所以更適合采用串聯式混合動力系統，以使發動機始終在最佳工作區域內運行，減少發動機燃油消耗和排放。同時，串聯式混合動力汽車由于電機功率較大，有利于較多地回收制動能量［5〕。因此，本文研究的混合動力電動客車采用的是如圖1所示的串聯式動力系統。

研究所選擇的發動機為壓縮天然氣發動機，燃料采用混氫壓縮天然氣（HONG），以獲得更佳的排放性。發電機選擇交流同步發電機。電動機選擇交流電動機，通過電動機控制器連接到直流總線。由發動機、發電機及整流器組成APU（功率輔助單元），根據整車控制器的命令輸出功率或關閉。蓄電池直接并聯在直流總線上，以補償APU輸出功率與電動機輸人功率的差值，并在制動過程中吸收反饋的制動能量。蓄電池選擇鎳氫蓄電池。

4 基于城市公交駕駛循環分析的零部件選型計算

與傳統的內燃機汽車相比，混合動力汽車的能量經濟性更易受到不同駕駛循環的影響。因此，必須選擇能夠較好地反映車輛實際運行條件的駕駛循環。本文以中國汽車技術研究中心承擔的“863”項目“我國典型城市行駛工況”的研究成果“城市公交循環”為基礎，進行零部件的選型計算。

HONG混合動力客車的零部件參數主要根據城市公交駕駛循環的需求來制定。圖2所示為城市公交駕駛循環的工況數據，循環總運行時間為1304s，行駛里程為5.840km，最高車速為60km/h。

　　4.1 電動機參數選擇

根據城市公交駕駛循環的工況車速和整車的相關參數，由以下公式可以計算出電動機驅動和制動的工作工況點（圖3）：