高原地區不同品牌混合動力公交車適應性分析

鄧永旭+顏文勝+申江衛+肖仁鑫

摘 要： 針對昆明示范運營的混合動力公交客車，依托昆明市新能源汽車示范運行信息化管理與監控平臺，采集同一公交線路上不同品牌混合動力公交客車運行數據，并對運行車輛的油耗數據和故障進行對比分析。結果表明：三種不同品牌混合動力公交客車節油效果比純柴油公交客車明顯；高原環境的差異性和技術條件的不成熟導致混合動力公交客車故障率明顯高于純柴油公交客車；不同品牌混合動力公交客車在該公交線路上的性能存在較大差異。

關鍵詞： 高原地區； 混合動力公交車； 適應性分析； 公交車故障率分析

中圖分類號： TN911?34； U469.7 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）18?0032?03

Analysis of adaptability of different hybrid power buses in plateau area

DENG Yong?xu， YAN Wen?sheng， SHEN Jiang?wei， XIAO Ren?xin

（College of Traffic Engineering， Kunming University of Science and Technology， Kunming 650500， China）

Abstract： In order to analyzing the failure rate of demonstration operation hybrid power buses in Kunming， the running data of the different brand hybrid power buses on the same bus lines was collected by means of the information management and monitoring platform for demonstration running of the new energy vehicles in Kunming. The fuel consumption data and failure rate of the tested vehicles are analyzed and compared. The results show that the fuel consumption of hybrid power buses of three different brands are obviously less than pure diesel buses， but the failure rate of hybrid power buses is significantly higher than pure diesel bus because of plateau environment differences and technical condition immaturity.

Keywords： plateau area； hybrid power bus； adaptability analysis； bus failure rate analysis

0 引 言

隨著科技的發展，汽車已成為方便人類出行的重要交通工具。汽車保有量的增加，對人類的生存環境造成了極大的影響，石油資源也在急劇減少，而石油是一種不可再生資源。傳統汽車工業的發展造成了嚴重的環保問題及能源短缺，世界各國開始重視新能源汽車的發展。混合動力汽車是現在發展較好的的新能源汽車，我國很多汽車企業也在大力研發、改進這種汽車[1]。昆明作為新能源汽車首批25個節能與新能源汽車示范推廣試點城市之一，已完成1 000輛節能與新能源汽車示范推廣。昆明市是所有示范推廣城市中新能源汽車技術路線和品牌最多的城市，也是首批示范推廣城市中惟一的高原地區城市，昆明地區的示范推廣工作，為我國高原環境下運行的電動汽車及混合動力系統性能差異性及適配技術的綜合技術提供了科學依據[2?3]。

本文以昆明某公交線路上傳統純柴油公交客車及三種不同品牌混合動力公交客車為實驗對象，依托昆明市新能源汽車示范運行信息化管理與監控平臺，對在同一公交線路上運行的傳統純柴油汽車和混合動力汽車示范運營數據進行采集，對其示范運營經濟性及故障特性進行了數據統計與對比分析。

1 實驗車輛與線路

1.1 實驗車輛

對昆明市某公交線路上傳統純柴油公交客車、三種不同品牌混合動力公交客車的運行數據進行采集，通過對數據的分析，對比它們的燃油節能效果。品牌A混合動力公交客車、品牌B混合動力公交客車、品牌C混合動力公交客車及傳統純柴油公交客車的主要參數如表1所示。傳統純柴油公交客車與品牌A、品牌B、品牌C三種品牌混合動力公交客車發動機額定功率與混合動力系統總功率基本相同，車型相同。

1.2 實驗線路

選取昆明某公交線路為實驗運營路線，該路線去程停靠站點23個，回程停靠站點19個，單程距離12.6 km。選取該線路示范運營的純柴油公交客車、三種品牌混合動力公交客車各10輛，依托昆明市新能源汽車示范運行信息化管理與監控平臺，采集車輛示范運營兩個月的燃油消耗、里程和故障數據，對比所采集數據，分析昆明地區傳統純柴油公交客車及三種品牌混合動力公交客車示范運行期間的經濟性和故障情況。

表1 傳統純柴油公交客車及三種品牌混合動力公交客車

主要性能和結構參數

2 實驗結果與分析

采集實驗車輛在6月，7月這兩個月的運行數據，運行時間共計60天。10輛純柴油公交客車總運行里程為106 548.9 km；10輛品牌A混合動力公交客車總運行里程為106 845.7 km；10輛品牌B混合動力公交客車總運行里程為106 453.9 km；10輛品牌C混合動力公交客車總運行里程為93 302 km。

2.1 經濟性分析

三種品牌混合動力公交客車及傳統純柴油公交客車示范運營兩個月平均百公里油耗對比圖如圖1所示。

由圖1數據可以得出：

（1） 同一公交線路上，10輛傳統公交車平均百公里油耗為32.76 L，10輛品牌A混合動力公交車平均百公里油耗為29.62 L，節油率為9.58%；10輛品牌B混合動力公交車平均百公里油耗為29.62 L，節油率為12.15%；10輛品牌C混合動力公交車平均百公里油耗為28.48 L，節油率為13.06%，三種品牌混合動力公交車昆明地區示范運營均表現出了一定的節油效果。

圖1 三種品牌混合動力公交車與傳統

公交車平均百公里油耗對比

（2） 品牌A平均節油率為9.58%，品牌B平均節油率為12.15%，品牌C平均節油率為13.06% ，品牌C在該公交線路上示范運營節油效果最好。

經分析，得出以下結論：

（1） 混合動力公交客車可以控制發動機一直運轉在最佳功率轉速區間，把富余的能量存儲起來，并將再生制動時制動能量回饋[4]。整車起步可以采用純電動驅動的方式，降低起步時的能耗。整車行駛加速和急加速時，發動機運行在最佳燃油經濟轉速區間，電池能量轉換成電機的助力扭矩實現助力[5]。當運轉在最佳燃油經濟性轉速區間并且有富余能量時，把富余的能量存儲起來[6]，從而實現節油的目的。

（2） 品牌C混合動力公交客車節油效果優于品牌A和品牌B，表明品牌C車輛在昆明市地區該公交線路上示范運營適應性最好。

2.2 故障分析

查詢混合動力公交客車車維修清單，三種品牌混合動力公交客車的故障可分為：底盤、車身故障，系統故障，發動機故障三類。

2.2.1 三種不同品牌混合動力公交客車兩個月故障分析

圖2為三種不同品牌混合動力公交客車6月與7月故障對比分析。

圖2 三種不同品牌混合動力公交客車6月與7月故障對比

由圖2數據可以得出：

（1） 10輛品牌A混合動力汽車在6月、7月兩個月的示范運行期間三類故障共出現80臺次；10輛品牌B混合動力公交客車共出現59臺次；10輛品牌C混合動力公交客車共出現32臺次。

（2） 10輛品牌A在6月份底盤、車身故障出現13臺次，系統故障出現19臺次，發動機故障出現4臺次，總共36臺次，7月出現底盤、車身故障15臺次，系統故障23臺次，發動機故障6臺次，總共44臺次；10輛品牌B在6月份底盤、車身故障出現5臺次，系統故障出現15臺次，發動機故障出現5臺次，總共25臺次，7月份底盤、車身故障出現9臺次，系統故障出現18臺次，發動機故障出現7臺次，總共34臺次；10輛品牌C在6月份底盤、車身故障出現3臺次，系統故障出現8臺次，發動機故障出現1臺次，總共12臺次，7月底盤、車身故障出現6臺次，系統故障出現12臺次，發動機故障出現2臺次，總共20臺次；三種品牌混合動力公交客車出現的故障中，系統故障和底盤、車身故障均比發動機故障多，且7月出現的故障相對6月有了一定增長，說明車輛穩定性有了下降。

經分析得出下述結論：

（1） 混合動力公交客車部分零部件技術不成熟，且昆明地區晝夜溫差較大，對混合動力系統的影響較大，導致混合動力公交車故障率較高[7]。

（2） 混合動力汽車控制系統和整車技術由于發展時間短，技術薄弱，而發動機發展時間長，技術相對較為成熟，導致混合動力汽車系統故障和底盤、車身故障高于發動機故障[8]。

（3） 混合動力汽車為新興起的新能源汽車，技術不成熟，隨運行時間的增加，故障率也有一定程度的增長。

2.2.2 傳統純柴油公交客車與三種不同品牌混合動力

公交客車示范運營兩個月故障對比分析

圖3為傳統純柴油汽車與三種不同品牌混合動力汽車兩個月故障次數對比。

圖3 傳統純柴油汽車與三種不同品牌混合動力汽車故障對比

結果表明：10輛品牌A混合動力公交客車在6，7兩個月的示范運行期間，底盤、車身故障出現28臺次，系統故障出現42臺次，發動機故障出現10臺次，總共80臺次；10輛品牌B混合動力公交客車底盤、車身故障出現14臺次，系統故障出現33臺次，發動機故障出現12臺次，總共59臺次；10輛品牌C混合動力公交客車底盤、車身故障出現9臺次，系統故障出現20臺次，發動機故障出現3臺次，總共32臺次；10輛純柴油公交客車運行兩月期間底盤、車身故障出現4臺次，系統故障出現5臺次，發動機故障出現4臺次，總共13臺次。數據表明：三種不同品牌混合動力公交客車各類型故障比傳統純柴油公交客車增長了很多。通過分析，得出以下結論：混合動力汽車發展時間較短，很多技術還不成熟，傳統純柴油汽車發展時間較長，各方面技術條件較為成熟，故傳統車的故障率低于混合動力汽車。

3 結 論

通過昆明地區同一公交線路上傳統純柴油汽車、三種不同品牌混合動力汽車的示范運行對比，分析了傳統純柴油汽車及品牌A、品牌B、品牌C三種品牌混合動力汽車的經濟性和各類故障，得出以下結論：昆明地區同一公交線路上示范運營的三個品牌混合動力公交客車與同線路運營純柴油公交客車相比， 均表現出了一定的節油效果；同一線路示范運營的三個品牌混合動力公交客車中品牌C車輛節油效果最好，表明品牌C混合動力公交客車在該線路示范運營適應性最好；昆明地區同一示范運行條件下，三個品牌混合動力公交客車在兩個月的示范運營期間，發生的故障主要為底盤、車身故障，系統故障，發動機故障三類，其中系統故障居于首位；昆明所處高原地區，晝夜溫差較大，混合動力汽車發展時間短，很多技術不成熟，傳統車發展時間比較長，技術相對成熟，故傳統純柴油汽車故障率明顯低于混合動力汽車。隨運行時間的增長，混合動力汽車的故障率會相應地增加。

注：本文通信作者為顏文勝。

參考文獻

[1] 張玉龍，顏文勝，申江衛，等.高原地區混合動力出租車運行適應性分析[J].科學技術與工程，2013，22（13）：6633?6635.

[2] 申江衛，顏文勝，邢伯陽，等.高原環境對混合動力城市客車性能影響的分析[J].汽車工程，2012，34（7）：585?588.

[3] 申江衛，阮輝平，賀璟，等.高原地區混合動力公交客車運行適應性分析[J].科學技術與工程，2011，11（23）：5730?5734.

[4] 宋百朝，楊森林，宋東虹，等.混合動力系統工作原理簡述及系統技術特點[C]//河南省汽車工程學會第七屆科研學術研討會論文集.鄭州：河南省汽車工程學會，2010：176?177.

[5] 王波，徐智敏.新型混合動力汽車檢測技術的研究及應用[J].現代電子技術，2009，32（17）：168?170.

[6] 黃偉，周云山，宮帥.混合動力汽車電控節氣門系統開發研究[J].現代電子技術，2008，31（19）：157?159.

2.1 經濟性分析

三種品牌混合動力公交客車及傳統純柴油公交客車示范運營兩個月平均百公里油耗對比圖如圖1所示。

由圖1數據可以得出：

（1） 同一公交線路上，10輛傳統公交車平均百公里油耗為32.76 L，10輛品牌A混合動力公交車平均百公里油耗為29.62 L，節油率為9.58%；10輛品牌B混合動力公交車平均百公里油耗為29.62 L，節油率為12.15%；10輛品牌C混合動力公交車平均百公里油耗為28.48 L，節油率為13.06%，三種品牌混合動力公交車昆明地區示范運營均表現出了一定的節油效果。

圖1 三種品牌混合動力公交車與傳統

公交車平均百公里油耗對比

（2） 品牌A平均節油率為9.58%，品牌B平均節油率為12.15%，品牌C平均節油率為13.06% ，品牌C在該公交線路上示范運營節油效果最好。

經分析，得出以下結論：

（1） 混合動力公交客車可以控制發動機一直運轉在最佳功率轉速區間，把富余的能量存儲起來，并將再生制動時制動能量回饋[4]。整車起步可以采用純電動驅動的方式，降低起步時的能耗。整車行駛加速和急加速時，發動機運行在最佳燃油經濟轉速區間，電池能量轉換成電機的助力扭矩實現助力[5]。當運轉在最佳燃油經濟性轉速區間并且有富余能量時，把富余的能量存儲起來[6]，從而實現節油的目的。

（2） 品牌C混合動力公交客車節油效果優于品牌A和品牌B，表明品牌C車輛在昆明市地區該公交線路上示范運營適應性最好。

2.2 故障分析

查詢混合動力公交客車車維修清單，三種品牌混合動力公交客車的故障可分為：底盤、車身故障，系統故障，發動機故障三類。

2.2.1 三種不同品牌混合動力公交客車兩個月故障分析

圖2為三種不同品牌混合動力公交客車6月與7月故障對比分析。

圖2 三種不同品牌混合動力公交客車6月與7月故障對比

由圖2數據可以得出：

（1） 10輛品牌A混合動力汽車在6月、7月兩個月的示范運行期間三類故障共出現80臺次；10輛品牌B混合動力公交客車共出現59臺次；10輛品牌C混合動力公交客車共出現32臺次。

（2） 10輛品牌A在6月份底盤、車身故障出現13臺次，系統故障出現19臺次，發動機故障出現4臺次，總共36臺次，7月出現底盤、車身故障15臺次，系統故障23臺次，發動機故障6臺次，總共44臺次；10輛品牌B在6月份底盤、車身故障出現5臺次，系統故障出現15臺次，發動機故障出現5臺次，總共25臺次，7月份底盤、車身故障出現9臺次，系統故障出現18臺次，發動機故障出現7臺次，總共34臺次；10輛品牌C在6月份底盤、車身故障出現3臺次，系統故障出現8臺次，發動機故障出現1臺次，總共12臺次，7月底盤、車身故障出現6臺次，系統故障出現12臺次，發動機故障出現2臺次，總共20臺次；三種品牌混合動力公交客車出現的故障中，系統故障和底盤、車身故障均比發動機故障多，且7月出現的故障相對6月有了一定增長，說明車輛穩定性有了下降。

經分析得出下述結論：

（1） 混合動力公交客車部分零部件技術不成熟，且昆明地區晝夜溫差較大，對混合動力系統的影響較大，導致混合動力公交車故障率較高[7]。

（2） 混合動力汽車控制系統和整車技術由于發展時間短，技術薄弱，而發動機發展時間長，技術相對較為成熟，導致混合動力汽車系統故障和底盤、車身故障高于發動機故障[8]。

（3） 混合動力汽車為新興起的新能源汽車，技術不成熟，隨運行時間的增加，故障率也有一定程度的增長。

2.2.2 傳統純柴油公交客車與三種不同品牌混合動力

公交客車示范運營兩個月故障對比分析

圖3為傳統純柴油汽車與三種不同品牌混合動力汽車兩個月故障次數對比。

圖3 傳統純柴油汽車與三種不同品牌混合動力汽車故障對比

結果表明：10輛品牌A混合動力公交客車在6，7兩個月的示范運行期間，底盤、車身故障出現28臺次，系統故障出現42臺次，發動機故障出現10臺次，總共80臺次；10輛品牌B混合動力公交客車底盤、車身故障出現14臺次，系統故障出現33臺次，發動機故障出現12臺次，總共59臺次；10輛品牌C混合動力公交客車底盤、車身故障出現9臺次，系統故障出現20臺次，發動機故障出現3臺次，總共32臺次；10輛純柴油公交客車運行兩月期間底盤、車身故障出現4臺次，系統故障出現5臺次，發動機故障出現4臺次，總共13臺次。數據表明：三種不同品牌混合動力公交客車各類型故障比傳統純柴油公交客車增長了很多。通過分析，得出以下結論：混合動力汽車發展時間較短，很多技術還不成熟，傳統純柴油汽車發展時間較長，各方面技術條件較為成熟，故傳統車的故障率低于混合動力汽車。

3 結 論

通過昆明地區同一公交線路上傳統純柴油汽車、三種不同品牌混合動力汽車的示范運行對比，分析了傳統純柴油汽車及品牌A、品牌B、品牌C三種品牌混合動力汽車的經濟性和各類故障，得出以下結論：昆明地區同一公交線路上示范運營的三個品牌混合動力公交客車與同線路運營純柴油公交客車相比， 均表現出了一定的節油效果；同一線路示范運營的三個品牌混合動力公交客車中品牌C車輛節油效果最好，表明品牌C混合動力公交客車在該線路示范運營適應性最好；昆明地區同一示范運行條件下，三個品牌混合動力公交客車在兩個月的示范運營期間，發生的故障主要為底盤、車身故障，系統故障，發動機故障三類，其中系統故障居于首位；昆明所處高原地區，晝夜溫差較大，混合動力汽車發展時間短，很多技術不成熟，傳統車發展時間比較長，技術相對成熟，故傳統純柴油汽車故障率明顯低于混合動力汽車。隨運行時間的增長，混合動力汽車的故障率會相應地增加。

注：本文通信作者為顏文勝。

參考文獻

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[6] 黃偉，周云山，宮帥.混合動力汽車電控節氣門系統開發研究[J].現代電子技術，2008，31（19）：157?159.

2.1 經濟性分析

三種品牌混合動力公交客車及傳統純柴油公交客車示范運營兩個月平均百公里油耗對比圖如圖1所示。

由圖1數據可以得出：

（1） 同一公交線路上，10輛傳統公交車平均百公里油耗為32.76 L，10輛品牌A混合動力公交車平均百公里油耗為29.62 L，節油率為9.58%；10輛品牌B混合動力公交車平均百公里油耗為29.62 L，節油率為12.15%；10輛品牌C混合動力公交車平均百公里油耗為28.48 L，節油率為13.06%，三種品牌混合動力公交車昆明地區示范運營均表現出了一定的節油效果。

圖1 三種品牌混合動力公交車與傳統

公交車平均百公里油耗對比

（2） 品牌A平均節油率為9.58%，品牌B平均節油率為12.15%，品牌C平均節油率為13.06% ，品牌C在該公交線路上示范運營節油效果最好。

經分析，得出以下結論：

（1） 混合動力公交客車可以控制發動機一直運轉在最佳功率轉速區間，把富余的能量存儲起來，并將再生制動時制動能量回饋[4]。整車起步可以采用純電動驅動的方式，降低起步時的能耗。整車行駛加速和急加速時，發動機運行在最佳燃油經濟轉速區間，電池能量轉換成電機的助力扭矩實現助力[5]。當運轉在最佳燃油經濟性轉速區間并且有富余能量時，把富余的能量存儲起來[6]，從而實現節油的目的。

（2） 品牌C混合動力公交客車節油效果優于品牌A和品牌B，表明品牌C車輛在昆明市地區該公交線路上示范運營適應性最好。

2.2 故障分析

查詢混合動力公交客車車維修清單，三種品牌混合動力公交客車的故障可分為：底盤、車身故障，系統故障，發動機故障三類。

2.2.1 三種不同品牌混合動力公交客車兩個月故障分析

圖2為三種不同品牌混合動力公交客車6月與7月故障對比分析。

圖2 三種不同品牌混合動力公交客車6月與7月故障對比

由圖2數據可以得出：

（1） 10輛品牌A混合動力汽車在6月、7月兩個月的示范運行期間三類故障共出現80臺次；10輛品牌B混合動力公交客車共出現59臺次；10輛品牌C混合動力公交客車共出現32臺次。

（2） 10輛品牌A在6月份底盤、車身故障出現13臺次，系統故障出現19臺次，發動機故障出現4臺次，總共36臺次，7月出現底盤、車身故障15臺次，系統故障23臺次，發動機故障6臺次，總共44臺次；10輛品牌B在6月份底盤、車身故障出現5臺次，系統故障出現15臺次，發動機故障出現5臺次，總共25臺次，7月份底盤、車身故障出現9臺次，系統故障出現18臺次，發動機故障出現7臺次，總共34臺次；10輛品牌C在6月份底盤、車身故障出現3臺次，系統故障出現8臺次，發動機故障出現1臺次，總共12臺次，7月底盤、車身故障出現6臺次，系統故障出現12臺次，發動機故障出現2臺次，總共20臺次；三種品牌混合動力公交客車出現的故障中，系統故障和底盤、車身故障均比發動機故障多，且7月出現的故障相對6月有了一定增長，說明車輛穩定性有了下降。

經分析得出下述結論：

（1） 混合動力公交客車部分零部件技術不成熟，且昆明地區晝夜溫差較大，對混合動力系統的影響較大，導致混合動力公交車故障率較高[7]。

（2） 混合動力汽車控制系統和整車技術由于發展時間短，技術薄弱，而發動機發展時間長，技術相對較為成熟，導致混合動力汽車系統故障和底盤、車身故障高于發動機故障[8]。

（3） 混合動力汽車為新興起的新能源汽車，技術不成熟，隨運行時間的增加，故障率也有一定程度的增長。

2.2.2 傳統純柴油公交客車與三種不同品牌混合動力

公交客車示范運營兩個月故障對比分析

圖3為傳統純柴油汽車與三種不同品牌混合動力汽車兩個月故障次數對比。

圖3 傳統純柴油汽車與三種不同品牌混合動力汽車故障對比

結果表明：10輛品牌A混合動力公交客車在6，7兩個月的示范運行期間，底盤、車身故障出現28臺次，系統故障出現42臺次，發動機故障出現10臺次，總共80臺次；10輛品牌B混合動力公交客車底盤、車身故障出現14臺次，系統故障出現33臺次，發動機故障出現12臺次，總共59臺次；10輛品牌C混合動力公交客車底盤、車身故障出現9臺次，系統故障出現20臺次，發動機故障出現3臺次，總共32臺次；10輛純柴油公交客車運行兩月期間底盤、車身故障出現4臺次，系統故障出現5臺次，發動機故障出現4臺次，總共13臺次。數據表明：三種不同品牌混合動力公交客車各類型故障比傳統純柴油公交客車增長了很多。通過分析，得出以下結論：混合動力汽車發展時間較短，很多技術還不成熟，傳統純柴油汽車發展時間較長，各方面技術條件較為成熟，故傳統車的故障率低于混合動力汽車。

3 結 論

通過昆明地區同一公交線路上傳統純柴油汽車、三種不同品牌混合動力汽車的示范運行對比，分析了傳統純柴油汽車及品牌A、品牌B、品牌C三種品牌混合動力汽車的經濟性和各類故障，得出以下結論：昆明地區同一公交線路上示范運營的三個品牌混合動力公交客車與同線路運營純柴油公交客車相比， 均表現出了一定的節油效果；同一線路示范運營的三個品牌混合動力公交客車中品牌C車輛節油效果最好，表明品牌C混合動力公交客車在該線路示范運營適應性最好；昆明地區同一示范運行條件下，三個品牌混合動力公交客車在兩個月的示范運營期間，發生的故障主要為底盤、車身故障，系統故障，發動機故障三類，其中系統故障居于首位；昆明所處高原地區，晝夜溫差較大，混合動力汽車發展時間短，很多技術不成熟，傳統車發展時間比較長，技術相對成熟，故傳統純柴油汽車故障率明顯低于混合動力汽車。隨運行時間的增長，混合動力汽車的故障率會相應地增加。

注：本文通信作者為顏文勝。

參考文獻

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[4] 宋百朝，楊森林，宋東虹，等.混合動力系統工作原理簡述及系統技術特點[C]//河南省汽車工程學會第七屆科研學術研討會論文集.鄭州：河南省汽車工程學會，2010：176?177.

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