串联式混合动力系统APU结构设计

　　APU接到起动指令后，首先发出脱开离合器指令（见图5），高压气进入驱动活塞气缸，推动分离轴承从离合器接合位置运动至离合器完全脱开，整个过程持续0.85s。

　　当离合器进入脱开状态后，APU向发动机发出起动指令。发动机5s内可以完成起动，进入怠速状态，转速为700r/min左右。

　　第6s起，APU发出接合离合器指令（见图6）。

　　分离轴承的动作在接合过程中经历了先快、后慢、再快的过程，与前文所述离合器接合过程3个阶段相符。由于第三阶段分离轴承位移对发动机的扭矩输出没有影响，所以认为离合器的接合过程到第二阶段结束就已完成，总共需要1.2s。离合器接合过程对发动机的冲击使发动机转速下降200r/min左右，在可接受范围。

　　第7.2s起，发动机飞轮与离合器压盘完全接合，APU起动过程完成，可以向发电机发出励磁信号，APU对外输出能量。

　　3.2　APU整车性能试验

　　将APU装配在一辆串联式混合动力城市客车上，在实际道路条件下与一辆同类型普通天然气城市客车做对比试验。对比车型采用130kW6缸天然气发动机，5挡手动变速器，车身尺寸与混合动力客车相同。混合动力客车由于增加了电机、动力电池等设备，整备质量较对比车型略重。气耗试验时，两车采用同样的城市公交驾驶循环，且保证混合动力客车的动力电池测试前后SOC保持不变。排放试验由于条件限制，只能在台架上进行，测试工况由道路工况反推得到。

　　由于整备质量增加，串联式混合动力城市客车动力性不如普通天然气客车，但还能满足城市公交运行工况。混合动力客车的燃气消耗量和排放均低于普通客车，表明该APU系统运用在整车上时，可以降低燃油消耗和减少排放。

　　4　结语

　　a）APU起动过程需7.2s,其中离合器脱开过程0.85s,接合过程1.2s,对发动机冲击保持在可接受范围内，满足整车控制要求；

b）该APU应用在整车上，与同类型普通天然气城市客车相比，燃气消耗量降低了26%,NOx排放降低70%,CO排放降低65%,HC降低40%,具有节能减排效果。