1.1 發(fā)展城市公交的重要性

　　城市公交作為市內(nèi)交通的重要組成部分，是城市形象和文明的象征，始終處于優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略地位。公共交通在為人們帶來便捷、經(jīng)濟(jì)、實(shí)惠的同時，也為城市減少交通阻塞創(chuàng)造有利的條件，它能充分利用有限的道路資源，緩解城市交通擁擠狀況。數(shù)據(jù)顯示，運(yùn)送同樣數(shù)量的乘客，公共交通與小汽車相比，分別節(jié)省土地資源3／4，建筑材料4／5，投資5／6，空氣污染只是小汽車的1／10，交通事故率也僅為小汽車的1／100，被普遍認(rèn)為是效率最高的交通方式，“公交優(yōu)先”已成為世界上越來越多大中城市認(rèn)可和執(zhí)行的城市交通主要發(fā)展原則。上海市也在2002年頒布的《上海城市交通白皮書》中確定了公共交通優(yōu)先發(fā)展的方針，城市公交將作為未來公共交通的基礎(chǔ)，充分發(fā)揮靈活方便、覆蓋面廣的優(yōu)點(diǎn)，為市民創(chuàng)造更加快捷和舒適的出行條件。

　　1.2 城市公交客車發(fā)展面臨的問題和挑戰(zhàn)

　　近年來，由于城市化的迅猛發(fā)展，城市規(guī)模和城市人口急劇膨脹，城市交通路網(wǎng)建設(shè)又往往滯后于機(jī)動車的增長速度，再加之舊有的城市交通結(jié)構(gòu)和模式的不合理性，使得世界各國的大中城市都面臨著嚴(yán)重的交通擁擠狀況。在這種情況下，作為城市交通主力軍的公交客車時走時停，行車緩慢，傳統(tǒng)的燃油公交客車在這種復(fù)雜的城市工況下其固有弊端更為明顯，由于發(fā)動機(jī)始終運(yùn)行于低效率高排放的工況下，因而燃油消耗大、排放水平差、黑煙現(xiàn)象嚴(yán)重，對城市環(huán)境產(chǎn)生了很大的負(fù)面影響。

　　1.3 混合動力電動客車是當(dāng)前城市公交的首選

　　隨著人們環(huán)保意識的不斷增強(qiáng)以及城市排放法規(guī)的日趨嚴(yán)格，電動汽車代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃油汽車的趨勢越來越明顯，電動客車無疑將成為未來城市公交的主流車型。目前電動客車有純電動客車、混合動力電動客車和燃料電池電動客車3種類型。

　　混合動力電動客車融合了燃油客車和電動客車的優(yōu)點(diǎn)，它將電力驅(qū)動與輔助動力單元(APU)合用在一起協(xié)同驅(qū)動客車，通過優(yōu)化多種能源獲得高性能價格比。一方面，由于APU的使用，混合動力電動客車所需的電池能量較純電動客車低，整車重量和成本得以降低，并且獲得了與燃油客車不相上下的動力性能和續(xù)航里程。另一方面，由于電機(jī)的協(xié)同驅(qū)動和蓄電池(或超級電容)的能量緩沖調(diào)和了復(fù)雜行駛工況所帶來的負(fù)載波動，使得APU中的原動機(jī)得以在較高燃效和較低排放區(qū)域工作，顯著提高排放水平和燃油經(jīng)濟(jì)性，制動能量回饋也進(jìn)一步提高了能量效率，這對于主要在城市工況運(yùn)行，負(fù)載變化大、加速減速頻繁的公交客車而言優(yōu)勢更為突出。一般來說相比同類型的普通燃油客車，混合動力電動客車能降低有害物排放70％～80％，提高燃油經(jīng)濟(jì)性能50％。在生產(chǎn)成本和維護(hù)費(fèi)用方面，目前一輛混合動力電動客車價格約為普通燃油客車的兩倍，但考慮到燃油經(jīng)濟(jì)性的成倍提高，從成本和經(jīng)濟(jì)之間的平衡來看混合動力電動客車已初具市場競爭力，而且公交客車大規(guī)模車隊(duì)運(yùn)行的特點(diǎn)也在很大程度上彌補(bǔ)了混合動力電動客車結(jié)構(gòu)復(fù)雜、保養(yǎng)維護(hù)難度大的缺點(diǎn)。由此可見，盡管目前混合動力電動客車技術(shù)仍需進(jìn)一步完善，但其在城市公共交通的應(yīng)用前景卻十分樂觀。

　　二、混合動力電動客車的發(fā)展現(xiàn)狀

　　2.1 國外混合動力電動客車的發(fā)展現(xiàn)狀

　　1989年日本日野(HINO)公司開發(fā)了全球首例柴一電混合驅(qū)動系統(tǒng)HIMR(Hybrid Inverter controlled Motor and Retarder)，目前裝備該系統(tǒng)的汽車已超過300輛，主要為在大城市行駛的客車和公交客車。2002年日野公司又開發(fā)了燃油經(jīng)濟(jì)性能和排放性能更完善的混聯(lián)式柴一電混合動力系統(tǒng)。在美國，成熟的重型汽車混合動力系統(tǒng)主要有BAE Systems公司的HybridriveTM系統(tǒng)(與Orion公司合作推出OrionⅥ和OrionVⅡ型混合動力客車)和Allison Transmission公司的Etp40和Ep50系統(tǒng)(與Newflyer公司合作推出了DFAOLF和DE40LF型混合動力客車)，其他已經(jīng)推出和正在研制的混合動力電動客車還有AVS(Advanced Vehicle Sys—tems)公司的AVS一22和AVS一38型混合動力巴士(該車型為世界首輛專門制造的以微型燃?xì)廨啓C(jī)作為原動機(jī)的混合電動巴士)、NABI(Noah A—merican Bus Idustries)公司的30CL—F型CNG一電力混合客車以及ISE Research公司與Newflyer及NOVA合作推出的兩輛樣車等。

　　在歐洲，沃爾沃客車公司早于1995年就開始了“環(huán)保概念客車”(Environmental Concept Bus)的研究，開發(fā)了以乙醇為燃料的燃?xì)廨啓C(jī)電動混合客車，并于1999年開始在瑞典進(jìn)行路試檢測；斯堪尼亞公司也在S11和S15客車基礎(chǔ)上開發(fā)了混合動力電動客車樣車；曼商用車公司也和福伊特驅(qū)動技術(shù)有限公司(VoithTurbo)及西門子汽車科技公司聯(lián)合開發(fā)了使用EPCOS超級電容的柴一電混合動力電動客車，并于1998年3月首次在德國紐倫堡投人試運(yùn)行。

　　需要指出的是，各國的城市公交系統(tǒng)始終在混合動力電動客車的開發(fā)和測試過程中起著關(guān)鍵作用，它們很早就認(rèn)識到了燃油客車對城市空氣質(zhì)量的負(fù)面影響，并在環(huán)保法案和政府資助項(xiàng)目的推動下積極促進(jìn)環(huán)保公交客車的運(yùn)用。根據(jù)美國交通研究會(TCB)的報(bào)告，1999年共有約70輛混合動力客車在美國各城市公交系統(tǒng)中運(yùn)營，而到了2001年這一數(shù)字激增到300輛。2004年另外200臺OrionVⅡ混合電動巴士也將交付使用，到2006年混合動力電動客車總量將達(dá)到385輛，占全部公交客車的8％。

　　2.2 國內(nèi)混合動力電動客車的發(fā)展現(xiàn)狀

　　在我國，解決大城市公共交通問題，改善城市大氣環(huán)境，滿足人民健康需求歷來受到黨和國家的重視。從目前的技術(shù)發(fā)展水平來看，混合動力電動客車無疑將是最為切實(shí)可行和最具商業(yè)化前景的方案。它的整車開發(fā)已被列入國家十五“863計(jì)劃”電動汽車重大專項(xiàng)中，受到國家從政策到資金各個方面的扶持，發(fā)展前景十分樂觀。與此同時，國內(nèi)的相關(guān)企業(yè)和科研院所的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手充分發(fā)揮了各自優(yōu)勢，進(jìn)一步加快了混合動力電動客車的產(chǎn)業(yè)化步伐。目前已開發(fā)出來的樣車有北京嘉捷恒信混合動力大巴、東風(fēng)EQ61 10HEV混合動力電動客車以及深圳明華復(fù)合動力客車等。北京嘉捷博大和常州客車廠共同推出的46座混合動力電動客車，它裝備了兩組Capstone的燃?xì)廨啓C(jī)和最大功率為240kW的交流變頻電機(jī)，最高時速78km／h。這些樣車的研制成功標(biāo)志著我國混合動力電動客車研究躍上了一個嶄新的臺階。下一階段將主要致力于完善車輛性能、降低整車成本并盡可能采用成熟技術(shù)以加快產(chǎn)業(yè)化步伐，早日實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營。

　　三、上海發(fā)展混合動力電動客車的機(jī)遇、挑戰(zhàn)及對策

　　3.1 發(fā)展機(jī)遇

　　目前上海全市共有公共汽車1．8萬輛左右，公交線路近1000條，線路總長度超過2萬km，日均運(yùn)客750多萬人次，公交車輛配備數(shù)、線路運(yùn)營長度和日均運(yùn)客量均創(chuàng)世界城市公共交通之最，公交線路已覆蓋全市各個角落，能滿足不同層次乘客的出行需要。在十五期間還將更新8000多輛客車，以使市民享受到更加舒適、快捷的出行服務(wù)。在2010年上海將舉辦舉世矚目的世博會，屆時高效、環(huán)保的公共交通系統(tǒng)將極大提高上海的城市品味，完美體現(xiàn)“城市，讓生活更美好”的主題，使上海以一個生態(tài)都市的形象呈現(xiàn)在世界面前。 而目前燃油客車仍是上海城市公交客車的主力，雖經(jīng)多次更新?lián)Q代，在動力性、舒適性和車輛外觀等方面有明顯提高，但急極加速的“黑煙”現(xiàn)象和行駛噪音問題一直難以解決，已成為困擾上海公交發(fā)展的主要問題之一。隨著上海市排放法規(guī)的日趨嚴(yán)格和綠色公交改造步伐的不斷加快，傳統(tǒng)燃油客車的發(fā)展空間將越來越小，而混合動力電動客車由于具有廢氣排放低、燃油經(jīng)濟(jì)性好、適合城市運(yùn)行、技術(shù)可行性高等特點(diǎn)必將逐步取代燃油客車成為上海城市公交的生力軍。

　　3.2 挑戰(zhàn)及對策

　　現(xiàn)在距離上海2010年世博會的召開還有不到6年的時間，上�；旌蟿恿﹄妱涌蛙嚨难芯窟�處于起步階段，離大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和商業(yè)化運(yùn)營還有相當(dāng)長一段距離，要實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，在2010年以前交出一份完美的答卷，任務(wù)相當(dāng)艱巨。所以在上海發(fā)展混合動力電動客車，不僅需要充分集成汽車、電子、控制、電力驅(qū)動、化工技術(shù)、新型材料等高新技術(shù)，還需凝聚來自政府、工業(yè)界、研究機(jī)構(gòu)、交通部門和公交系統(tǒng)的優(yōu)勢，進(jìn)行大協(xié)作，風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)，成果共享。在發(fā)展過程中要充分利用國內(nèi)外現(xiàn)有成熟的混合電動汽車技術(shù)，同時集中主要力量進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，爭取在一些關(guān)鍵技術(shù)方面擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，從科研機(jī)制和管理體制兩方面保證混合動力電動客車研究的順利進(jìn)行。