开发电动巴士新技术竟有这么多步骤？

本文节选自《中国客车蓝皮书（2015～2016）》，该书是方得网组织国内客车行业专家与学者，编写的有关中国客车行业2015～2016年的年度研究报告，本年度报告关注客车行业的发展全貌，同时重点聚焦新能源客车领域。

七、电动巴士的技术创新

相比内燃机，基于电动机驱动车轮的推进系统是先进的。使用电力具有清洁排放和使用再生制动的优势，到目前为止，从研究的角度来看，最值得关注的推进系统技术是氢燃料电池发电。但在燃料电池巴士完全商业化之前，其他动力电池和混合动力推进技术和部件仍值得充分研究和开发。

（一）储能系统（电池系统、电池和电容）

增加电池能量密度和容量、安全、寿命、循环寿命，促进机械、电力和数据通信接口的标准化快速发展，以及减少成本都是储能系统大规模生产所面临的最大挑战。对纯电动汽车和插电式混合动力车来说，高能量是最重要的，它决定电动驱动的行驶范围。锂离子电池出色的能量和功率密度特性，目前来看是混合动力和电动汽车最有前途的下一代电池技术选择。由于电极和电解质材料有各种各样的选择，可能在未来会发现可以提供更高性能或更好地匹配用户需求的其他系统。目前，两个主要的研发路径一是基于锂离子电池系统，进一步改善能量密度，单体电池达到每公斤200-400 Wh；二是对新的电池材料系统的基础研究，能量密度高达每公斤500Wh 以上。

（二）电机

电动汽车对电机基本要求是体积小、重量轻和成本低，同时还要增加功率和扭矩。电机在车辆应用过程中要能够承受严酷的温度和机械振动，其解决方案必须提高效率。

电机和机械传动之间的机械一体化，必须妥善解决减轻重量、体积、成本、高效率和驾驶舒适等问题，例如，一个选择是匹配两速或三速动力换挡变速箱，另一种选择是在两轮或四轮上应用轮毂电机，配备一个主动式悬挂系统就能实现对车辆动力的更好控制。

（三）能效辅助系统

能效辅助系统（如空调、动力转向和照明等）意味着汽车要增加一部分能量需求。传统的供暖是利用内燃机燃烧过程的余热，而电动汽车所有辅助装置的能量都依靠主要的能源存储装置——电池，任何附加损失都会减少汽车行驶里程。因此，新的电力辅助装置和车辆热管理，以及创新的供暖系统解决方案都是市场十分需要的。提高公共交通系统中电动巴士的性能，需要研究改进低能耗辅助部件（公共巴士、有轨电车、地铁的取暖、通风和空调）的能源效率，一些公用设施车辆如垃圾车，辅助系统的电气化是减少温室气体排放和噪音的一种有效方法。

（四）电机和车轮的主动控制单元

电驱动系统的电动机技术由直流向交流发展, 这是因为交流电动机的耐用性和高速性能都是直流电动机所无法替代的；把交流电动机集成到轮毅中, 通过改变磁铁的磁性强弱、线圈的结构，在一定程度上可提高电动机的功率或转矩, 满足公共巴士高转矩和高功率的要求。

电动巴士与传统客车完全不同，其推进系统根据运营要求和车辆技术参数（如车速、功率、加速性等），来确定电动巴士的电动机参数。电动机是在三个不同的物理原则下（磁场、静电和压电）运转的，主要由定子和转子构成，按电动机类型分为无刷电机和有刷电机两大类；按结构和工作原理可分为直流、异步和同步电动机；按使用的电源分为直流、交流和脉冲电机；按机械结构分为摩擦传动、中轴链轮传动和轮毂驱动。直流电动机按结构及工作原理可分为无刷和有刷直流电动机；交流电机分为单相和三相电机。

开发电动巴士推进系统新技术必须通过一系列的步骤：

1、概念发展——提出新技术的点子；

2、技术研究与开发——探讨概念成为现实的可能性，如果这个概念成为预期的现实，需要研究和进一步探索；

3、车辆研发、设计和整合——点子发展到足以完成最初的目标并合理工作，就要开始将这一技术整合到巴士设计中，与其他系统配合工作；

4、制造和组装集成——到这一阶段，概念已可以嵌入到实际可工作的车辆上，因此需要造出至少一辆原型车来论证如何工作；

5、车辆演示、测试与评估——在小批量的车辆上进行测试和评估；

6、发布、营销和支持——在大量预生产车辆上测试这项技术，并准备发布；

7、完整的产品供应——该技术已经在大量生产，这被视为完全商业化，将继续改进。