奥运电动客车

　　在北京奥运会期间，50台环保大客车在奥运村核心区域24小时不断运行，这些客车噪音低，无污染，成为科技奥运绿色奥运的最佳诠释。

　　北京理工大学机械与车辆工程学院汽车实验室主任林程介绍，奥运电动客车也是世界上最早将锂电池安装在电动客车上的，实现了锂电池的大规模应用。国外电动客车的应用较多，但用的大多仍然是铅酸或镍铬电池，锂电池的能量是它们的3倍。

　　据悉，此次采用的锂电池是中信国安盟固利公司提供的锂电池。电池生产商通过电池租赁方式收取费用，电池寿命用尽后还可以回收材料。

　　“我们的电动汽车1公里耗电1度左右，而国外是我们的1倍以上。在北京121线路上，采用我们自主研发的续流增磁直流电机的12米客车跑100公里耗电60多度，国外8米车100多度电”。林程说，“此次采用的电驱动技术非常领先，采用了三相交流电机和多档变速器一体化设计，并实现了多种控制模式下的AMT自动换档”。

　　事实上，北京理工大学研发的续流增磁直流电机曾经获得国家发明二等奖，今年电动客车整车技术又获得了国家科技进步二等奖，同时拿了两个国家领域大奖，在整个汽车领域头一次。

　　当然，奥运电动汽车的核心技术不仅是电池和电机，还包括整车的网络化控制。每天，这些客车会在位于奥体中心、面积达5000平方米、国际上规模最大的电动汽车充电站更换电池，同时，每辆车的运行状况都会在一个控制中心的全程监控之下，这就是纯电动客车的优势之一：全部实现数字化控制。这个车的任何地方出了问题，详细信息都会显示在控制调度中心，维修的时候可以通过故障代码找到故障点。

　　奥组委对奥运客车的要求非常高，要求零故障。“就是普通的公交车都不敢说24小时运行零故障。这就对客车的可靠性提出很高的要求。我们因为在电动客车的示范运行有多年的经验，有过去的基础，才能在这么短时间内达到平稳运行的要求”。北京理工大学机械与车辆工程学院汽车实验室王文伟介绍。此外，奥运车还首次在国内实现了纯电动客车的低地板设计，解决了低地板车的电池布置难题即动力电池不占用乘员空间，并能均衡载荷。

　　事实上，奥运客车的研制涉及很多单位，整车是由北京京华客车厂依托北理工纯电动客车技术平台生产制造，北交大负责电池管理系统和智能调度系统研发，国家电网公司则建设充电站。

　　而北京理工大学的贡献是在整车集成、控制以及各种关键部件方面提出技术要求。“我们提出技术要求，让厂家来做，等于我们做的是一个标准”，林程表示。

　　在国家“863”计划涉及的200多家新能源汽车研发单位中，像北理工一样担负起整车研发任务的科研单位或企业有6家，与清华大学、一汽集团等关注燃料电池车和混合动力车领域不同，林程及其所在的北理工150人团队承担的是“纯电动客车开发”部分，课题组长是国家首批长江学者特聘教授、北京理工大学副校长孙逢春。

　　目前，北京理工大学已经研制出的5款新能源车获得国家发改委产品公告。与安徽安凯客车共同研制的12米和8米的低地板客车是中国第一批获得国家发改委产品公告的纯电动汽车。与北京公交集团研制的纯电动客车是中国第一批锂电池纯电动客车，奥运电动客车也是在这个基础上做得进一步的改型，已经是成熟产品，国家发改委直接把造车的费用拨给企业，企业按照北理工提供的技术直接进行生产，也是获得了国家公告的。

　　他们设计的车已经达到了产品化的程度，一些不具备研发实力，只有制造传统车实力的厂商找到他们，希望共同承担科研任务，把公告拿下来。

　　技术领军者

　　“16年前就想做电动车了”，孙逢春说。

　　作为科研单位，北京理工大学并不具备国家要求的整车生产资质。“我们承担“863”项目和北京市科委的项目，牵头负责整车研制和关键部件的研制，一般都要找一个有整车生产资质的企业合作生产。先后合作过的有京华客车、安凯客车、北方华德尼奥普兰客车等。车架子是他们的，外形设计，座椅内饰都是他们提供，电驱动、总体设计是我们。我们的合作会一直持续到让他们拿到国家公告”。林程介绍说。

　　经费主要是来自国家科技经费，前前后后共投资了上亿元。北京理工大学所作的就是把部件厂家和整车厂家连接起来。“我们研发成之后转移给汽车厂商，同时拿一些科技经费给他们，相当于与我们一起承担项目，做样车，拿到公告。”

　　经过与北理工的合作，厂商生产线成型了之后，就可以自己造车了。“我们很多技术已经转移给企业了，比如电池厂和电机厂，技术都含在部件产品中，他们直接可以市场化了。整车企业可以直接从电机厂电池厂购买”。林程介绍。

　　此外，为了方便生产，他们还设计了一个检测平台给企业，电动车生产出来后，把组件和检测设备对接，车上所有的控制系统都可以传输到仪器上，一条一条地检测。这样就知道电池电机控制等部件是不是符合要求。“国家“863”计划已经把驱动电机的检测基地放在了北京理工大学，因为现在生产电机产品的企业很多，需要一个第三方检测机构，其实未来整车也会有”，林程说。

　　对于未来这套技术是否有可能形成行业标准，林程表示，“我相信在电动客车方面，我们现有的标准成果全世界都没有，我们当然希望成为国家标准，不过奥运的要求非常严格，如果要推广奥运客车这套技术，可能需要弱化一些要求，大家才能接受。因为对于标准来说，除了先进性以外，还要看它未来在市场上的接受度，对行业有没有一个长远的指导意义。”

　　可能对于电池而言标准化在目前更为现实。要想实现电池的快速更换，那么就需要任何一辆车的电池抽出来都可以互换。林程说，这是很了不起的事情，客车行业差异很大，一个整车3-4个公分的误差是非常正常的。那么要几百辆车的电池箱实现互换，靠什么，就要靠严格的生产和安装标准，这里面的技术难度很大，因为要快速更换，快速插进去，里面的动力线和信号线都要满足很短时间内的对接，还要满足车在行驶中的变形挤压碰撞，这都要靠标准来规范。

　　在他看来，这个标准不是让国家来制定，应该由市场形成。他们计划在近几年要至少保证几十辆车使用标准化电池箱，长此以往，这就有可能成为更广泛使用的标准电池箱，实现上千辆车互换，自然而然就形成了一个标准。“我们希望以北京为中心，广泛普及电动客车，一旦得到普及，市场形成标准是没有问题的”，林程说。

　　未来方向

　　“电动客车实现商用已经具备条件了”，孙逢春乐观地估计。对于价格问题，他认为，“电动汽车不同于传统车的部分主要就是动力系统和能源系统，可是现在欧4排放客车的价格与同档次无动力电池的客车相当”。

　　奥运客车采用电池租赁的模式，换下来的电池可以在晚上电价便宜的时候充电，“3毛钱一公里，100公里才40多元。而汽油100公里就要200多块，能源价格连1／5都不到”。孙逢春给记者算了一笔账。“要照奥运车这么运营，电池租赁公司不到2年就能收回电池的成本了。不过现在是比照油价，收费收得比较高，但是新技术总得有人买单。企业是不愿意买单的，所以政府要花钱的”。在他看来，国家的鼓励政策只要有这一项——鼓励电池租赁就行了。

　　事实上，国家电网还是愿意投资充电站。出于电网本身安全和稳定的考虑，一般而言，在夜晚用电量减少40%-60%的情况下，大多国家电网都采取抽水蓄能的办法，来释放电能，到了白天用电高峰期再放水。而电动汽车的电池可以起到在夜间电网调谷的作用。而美国在做电网规划的时候已经把电动汽车作为一个替代抽水蓄能的策略。

　　在他们的构想中，电动公交车应该从奥运村推广到整个北京市，在西直门、东直门等大的换乘站都有充电站，如果北京市一半公交车都换成纯电动，那么就意味着24万吨燃油的节约，这是一笔庞大支出的节约。目前，北京理工大学已经研制出电动环卫车，由于目前的环卫车不符合新的排放标准，将可能被电动车取代。

　　如果说电动商用车的商用条件已经成熟，那么对于乘用车而言，还为时尚早。“我们从客车入手，一方面因为客车的排放大，一辆客车的排放相当于20-30辆轿车，另外，从公交入手，国家也容易集中补贴，充电站也容易建设。”

　　在技术专家看来，轿车的电动化比客车更容易。因为客车的附件比较多，比如转向助力系统、空调等改为用电驱动，变化非常大。而小车的体积小，重量轻，实现转变比较简单，不过做好了，达到像传统汽车那样的技术水平，也有很大的难点。

　　据悉，北京理工大学最近刚刚获得了国家“863”另一个项目申请的批准——与山东时风集团共同研制新型乘用电动车。山东时风集团是一家生产能力达到年产10多万的农用汽车生产厂家，之前也在研制纯电动汽车，拥有几千辆的制造规模，并已进入市场销售。

　　此外，北京理工大学还与华德里奥公司合作生产混合动力客车。“我们会大车、小车齐头并进”，林程介绍。

　　纯电动汽车可以优化电网

　　北京市电网峰谷负荷差已超过40%(上海更是达到60%);

　　抽水蓄能电站效率约70%；

　　采用电动车夜间充电蓄能避免了电能的二次回收消耗。

　　新能源汽车竞赛图

　　跨国汽车制造商纷纷向新能源汽车冲刺，谁能笑到最后？

　　文／本刊记者 杨海霞

　　技术路线图

　　世界上最早的汽车是电动车。1881年法国工程师GustaveTrouve装配的以铅酸电池为动力的三轮车，这是世界上第一辆以可充电池为动力的电动汽车。之后这种用铅酸电池驱动的电动汽车逐渐开始流行并成为权贵代步的工具，而第一辆时速超过100公里的汽车是一辆子弹头的电动赛车，是由一个比利时人驾驶，它在1899年5月创下时速为110公里的记录。

　　随着电动汽车的流行，到了19世纪末，许多美国、英国和法国的公司都开始生产电动汽车。此时的电动汽车已经发展到有辐条车轮、充气轮胎、舒适的弹簧椅和豪华的车内装饰。到1912年，美国有3.4万辆电动汽车注册。

　　1911年，汽车发动机发明了，使得燃油汽车相对于电动汽车来说更具吸引力，从此打破了电动汽车在市场的主导地位。而福特大批量生产福特T型车,使其价格大幅下降，最终占据了大部分市场，并让电动汽车慢慢消失。

　　现在，随着石油价格的不断攀升，大气污染物带来环保问题，电动汽车与其他新能源汽车再次进入人们的视线。

　　2008年4月，美国新能源汽车的销售与2007年同期相比增长了46%，销量达到3.99万辆。这样一来，新能源汽车的市场占有率首次突破3%，达到3.2%。

　　这是在美国一直以来进行新能源汽车支持政策的结果。2002年初美国政府提出燃料电池汽车FreedomCAR协作计划，由美国能源部与美国汽车研究理事会(USCAR)合作开发经济上可承受的氢气燃料电池汽车技术及相关氢气供应基础设施技术的合作研发项目。

　　布什上台后，更是把研发燃料电池汽车提高到了能源安全和国家经济安全的位置，同时提出建立“氢经济”的口号，制定了实现“氢经济”的路线图。布什要求美国能源部在制定财政年度预算时，要有3.22亿美元用于燃料电池和氢技术项目。

　　此外，美国政府还对新能源汽车进行补贴，比如同一车型的混合动力车比装配传统发动机的车贵3000多美元，但政府对每辆车实行2000-4000美元的税收优惠政策，高出的价格被政府的优惠政策冲抵，这意味着有些混合动力车的售价比普通轿车还便宜。，

　　一直以来，日本就是美国在氢能汽车领域的强大竞争对手。日本是新能源车技术发展速度最快的几个国家之一，从1993年起就开始实施“世界能源网络”计划，深人研究氢及其基础设施技术，并提出希望到2020年逐步推广氢能。

　　在混合动力汽车的产品发展方面，日本更是超越其他国家，稳居世界领先地位。日本丰田汽车公司是世界上最早实现混合动力汽车产业化的企业，在混合动力汽车的技术研发和规模化生产方面积累了大量经验。

　　与美国一样，日本政府也提供了大量支持政策，对大学、研究所从事燃料电池开发给予了较多的补贴。同时，对丰田公司混合动力汽车给予补贴，每台汽车60万日元，买一台车政府给予消费者20万日元补贴。油价涨到70美元后，其混合动力汽车的优势开始显现。

　　在欧洲，纯电动汽车有一定的市场，其中最为成功和著名的车型就是电动标致106，这种以镍镉电池为动力的电动汽车经过10余年的发展，已经在欧洲各国，尤其是在政府部门当中，拥有大量的用户。

　　同时，欧洲各国政府也纷纷在新能源汽车方面制定了一系列优惠政策。法国为鼓励支持新能源汽车的发展，对汽车经销有这样的政策：经销商每卖出5辆常规动力汽车，就必须卖出一辆清洁燃料汽车。与此同时，政府制定了清洁汽车减免税额的政策。无论是生产厂商，还是经销商，从经销环节和研发环节所产生的巨额成本，大部分被政府的优惠政策和补贴所消化了，故而不会过多地转嫁给消费者。在英国，普通车进入英国首都伦敦是要收费的，但是如果驾驶的是混合动力车将免费。

　　巨头大比拼

　　目前已经具备实力的国际汽车巨头已经形成3大军团。其中，混合动力军团主要以丰田为代表。1997年，世界首款批量生产的混合动力车丰田普锐斯上市；今年6月，包括豪华品牌雷克萨斯系列在内，该公司混合动力车的全球销量已突破100万辆，其中普锐斯的销量就占了75%。丰田公司宣布，推出混合动力车将是丰田环保计划的核心内容。

　　燃料电池车代表是通用汽车。通用汽车公司发布的声明称：如果能够大规模生产，通用汽车将在2010年前开发一款成本能与传统车媲美的氢燃料电池汽车。

　　美国通用电气公司是最早研制燃料电池的公司，早在20世纪60年代就将燃料电池用于宇宙飞船，其氢燃料电池技术的探索走在了前列。

　　以柴油等为替代能源的车辆在欧洲的发展最为成熟。其代表是大众汽车戴-克集团。

　　除了在整车方面的角逐，国际大牌已经开始将竞争上升到关键技术、标准方面。比如电池技术，由于无论是在混合动力，纯电动汽车还是燃料电池车上，电池技术相当关键，因此近年来，一直在新能源车研发上不遗余力的日本各大汽车厂商已经开始围绕其主导权进行竞争。

　　目前丰田、日产两家公司已经抢占先机，丰田与松下电器共同成立了新公司，进行混合动力车用电池的开发和生产。日产汽车公司和NEC集团计划明年联合生产锂离子电池，并计划在2010年前后实现量产。

　　日本电子巨头三洋电机株式会社也宣布将从明年开始量产高端混合动力车电池。三洋电机还称，德国大众汽车集团已成为其合作伙伴。

　　在技术标准的制定上，美日等国均表示要不遗余力协助推进“国际标准化”的进程，日本企业还力争在安全标准和充电方式等方面获得国际标准化机构(ISO)的认证，以期在该领域抢夺先机。

　　其中，以燃料电池标准为例，有报道称，由日本经济产业省提议，丰田汽车、松下电器、东京煤气、三洋电机等在燃料电池开发方面有实力的企业联合组建了燃料电池开发公司；而美国通用汽车公司和德国宝马汽车公司结成了燃料电池汽车开发联盟，有观点认为，这些大企业联合体将在合作研发的名义下逐渐垄断燃料电池标准。

　　在多家企业争夺新能源汽车领先地位的竞赛中，曾经的主导路线图已经开始出现多元化的趋势。通用汽车日前宣布，将与美国电力研究协会(EPRI)及30多家电力企业展开大规模合作，以加速推动插电式电动汽车的商业化进程。

　　各国汽车巨头纷纷加大新能源汽车的投资力度，中国企业能否迎头赶上还需拭目以待。

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