王华武 李庆欣 李春东
摘 要：本文通过理论计算并结合实车测试数据，得出了12米城市公交车的燃油利用率，并以能量流的形式详细分析了汽车各部分的燃油消耗，最后阐述了混合动力车辆的节油措施及其效果。
关键词：燃油利用率；能量平衡；混合动力；燃油经济性提升
中图分类号：U461.8 文献标志码：A 文章编号：1005-2550（2014）03-0005-06
The Improvement of Fuel Economy Analysis on the New Energy Bus
WANG Hua-wu， LI Qing-xin， LI Chun-dong
（Dongfeng Commercial Vehicle Technical Center of DFCV， Wuhan 430056， China）
Abstract：In this paper， the fuel-efficiency of 12 meters city bus was got by calculation and test data. Then the analysis of fuel consumption was did in the form of energy flow. Finally， the method of fuel-saving on Hybrid Vehicle was explained.
无论是以柴油为燃料的汽车，还是以汽油为燃料的汽车，除排放问题以外，燃烧效率低是汽车行业普遍关注的问题，人们一直在为提高发动机燃烧效率而绞尽脑汁，可以说无论国内外，也不论过去和现在，这项工作一直没有停止过，采用各种技术和手段，力图提高发动机燃烧效率，代价越来越高，成效却越来越差。
现代混合动力技术和节能技术帮助人们跳出了发动机提高燃烧效率这个圈子，寻找减少燃油消耗的途径，取得了显著的效果。混合动力技术和纯电动技术利用可循环再生的清洁电能源，为汽车起步加速助力，制动时可以进行制动能量回收，提高燃油经济性。在节能方面，减少发动机附件如空调、空压机、水泵、风扇、转向泵的功率消耗，代之以电动空调、电动空压机、电动水泵、电子风扇或电磁风扇、电动转向泵。在能量回收方面，如客车利用尾气加热、振动发电等技术回收能量，减少燃油加热方式带来的燃油消耗等。这些技术手段目前逐步在国内外汽车行业开始研究和应用。
本文将利用分析数据让人们认识汽车燃油效率或者说燃油消耗利用率到底是什么样一个水平，为什么人们非常关注燃油燃烧效率的问题，以及从节能角度看，哪些方面我们可以入手，有多少节能价值，大致可以做到什么水平，供业界参考。
1 整车燃油利用效率
我们以某型12米总重17吨的城市公交客车，在中国典型城市公况循环下行驶百公里为例来计算。
图1 中国典型城市公交循环曲线
经实车试验，该城市工况下百公里油耗为34 L（不开制冷/制热设备），燃烧产生的总能量：
W1=4186Qρq=4186×34×0.85×9600=1.161×109J
（1）
式中：Q是百公里油耗值，取44 L；ρ是柴油密度，取0.85；q是国标0#柴油热值，取9 600 KCal/kg。
汽车的行驶阻力包括滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻力，即：
式中：f是滚动阻力系数；a是道路坡度角；CD是空气阻力系数；A是迎风面积；ua是车速；δ是汽车旋转质量换算系数； 是加速度。
根据式（2），接合工况中的车速、加速度信息即可计算出工况下每一时刻的行驶阻力，进而计算出维持该车速及加速度所需的驱动功率，求和即可得到车辆跑完一个工况循环所需的驱动功，其中制动时的驱动功率设为0，怠速时的能耗不计入驱动功，计算结果如下表1。
汽车的行驶阻力中，只有加速阻力和坡度阻力才是我们需要的有效功，其他的阻力都是无效损耗，那么跑完一个工况循环需要的有效驱动功为：
WJ=WQ-WW-Wf=4.17-0.2-1.18=2.79kWh （3）
行驶百公里需要的净驱动功为：
那么燃油利用率：
把发动机自身损耗、汽车附件损耗、怠速停车损耗、传动系损耗、整车风阻损耗、制动能量损耗、尾气排放热能损失等考虑在内，最终的整车的燃油利用率仅为15%左右，85%左右的燃油燃烧能量损失掉了。
2 能耗分析
2.1 制动能量损耗
初速度为v（m/s）的车辆制动至停车，忽略制动时的风阻和滚动阻力影响，每次制动所消耗的能量约为：
则各初速度状态下所消耗的能量见表2。
我们再来看一下表1中计算出的城市工况下一个循环的制动能量损耗为2.79 kWh，行驶百公里制动共损失能量： ，相当于约5.07 L燃油完全燃烧发出的能量。可见，城市工况下制动损耗相当大。
2.2 空压机百公里能耗
12米公交车选用的空压机额定排量Qk基本都在350 L/min以上，额定工作压力Pk为0.8 MPa，则额定功率：
公交车用气量较大，根据对实际运行情况的统计，一般3-5分钟打一次气，每次用时1分钟左右，一个工况循环下空压机工作时间t约为200秒左右，空压机效率取0.8，工作时的平均功率取3 kW，则一个工况循环中空压机耗能：
百公里能耗：
相当于0.38 L燃油完全燃烧发出的能量。
2.3 风扇百公里能耗
风扇消耗的功率取决于风扇直径、转速等，可用式（10）计算：
式中：K2是修正系数，本文取1.7×10-9；D是风扇直径；n1是风扇转速。endprint
12米客车匹配的风扇直径为0.62 m，接合城市工况下的发动机转速，就可以计算出工况每一时刻下的风扇功率Pt，见图2。
图2 中国典型城市公交循环中的风扇功率曲线
则跑完一个工况消耗能量为：
百公里将消耗：
相当于2.32 L燃油完全燃烧发出的能量，本文在进行城市工况油耗测试时装有电磁风扇离合器，整车油耗相比装机械风扇的车要节油3%左右，因此装电磁风扇离合器后的风扇百公里油耗约为1 L。
2.4 转向泵百公里能耗
12米公交车选用的转向泵额定排量 基本都在19 L/min以上，额定工作压力为13 Mpa，则额定功率：
因本文在进行城市工况油耗测试时，测试道路以直路为主，转向较少，转向泵平均功率在0.5 kW左右，则百公里消耗3 kWh左右的能量，相当于0.33 L燃油完全燃烧发出的能量。
2.5 空调百公里能耗
12米公交车空调制冷平均消耗功率在11 kW左右，则一个工况下耗能4.015 kWh，百公里能耗为：
相当于7.30 L燃油完全燃烧发出的能量。
2.6 发动机损耗
发动机从燃料化学能到输出功的能量转换过程中存在着大量的能量损失，如发动机进排气损失、机械摩擦损失、附件消耗损失和泵气损失等。其有效热效率是由发动机及其系统的燃烧效率ηc，循环热效率ηt，机械效率ηm三个部分组成。燃油消耗与发动机热效率反比，发动机效率越高燃油消耗越低。图3为一款先进的某柴油发动机的万有特性曲线，可见柴油发动机的总效率随工作点的不同基本上处在30%-45%之间，怠速时的效率更低，约25%左右。
图3 某柴油发动机的万有特性曲线
2.7 怠速停车损耗
中国典型城市循环工况的怠速时间t1为381 s，占工况总时间的29%，若采用图3所示发动机，怠速时的摩擦扭矩Tf为最大扭矩的8%左右，即80 Nm左右，怠速nd设为600 rpm，怠速时的燃油消耗率b约为288 g/kWh，则一个循环工况下怠速停车将消耗燃油：
百公里将消耗3.1 L燃油。
2.8 滚动阻力损耗
由表1可知，该城市工况下滚动阻力消耗掉1.18 kWh的能量，百公里则消耗20.3 kWh的能量，相当于2.14 L燃油完全燃烧发出的能量。
2.9 空气阻力损耗
由表1可知，该城市工况下空气阻力消耗掉0.2 kWh的能量，百公里则消耗3.45 kWh的能量，相当于0.36 L燃油完全燃烧发出的能量。
2.10 传动系统损耗
则传动系统的总效率为：0.95?0.96?0.98=0.89。
根据上述分析，可得出12米公交客车在中国典型城市工况中的燃油化学能与汽车各处消耗能量的平衡图如图4。
由图4可以看出，汽车燃油消耗除与行驶阻力、发动机燃油消耗率以及传动系效率有关之外，还同怠速停车油耗、汽车附件消耗及制动能量损耗有关，并且在城市循环工况中，后三个因素的影响相当大，它们消耗的能量总计达燃油化学能的28.9%。但传统结构的汽车在这些方面尚未找到突破性的提高燃油经济性的措施。
3 混合动力汽车节能措施
以石油产品为燃料的内燃机，由于其所具有的高能量密度而成为目前汽车上使用最普遍的动力源，而电机与内燃机相比，具有清洁、安静、效率高的特点，同时它的转速—转矩控制特性也比较灵活。电动机在低速时具有恒转矩的特性，高速时具有恒功率的特性，可以在转速—转矩特性曲线下区域内的任何一点工作。混合动力汽车将电力驱动与传统的内燃机驱动相结合，充分发挥了二者的优势。同时，它可以从根本上解决现在纯电动汽车动力性能差和续驶里程短的问题[1]。
本文以并联混合动力汽车为例来分析混合动力汽车的节油措施，图5为同轴并联型混合动力汽车的典型结构。
1-发动机；2-离合器；3-变速箱；4-轮胎；5-主减速器；6-电机；7-电机控制器；8-动力电池。
3.1 发动机工作点的优化
混合动力汽车采用下述措施优化发动机工作点，使发动机工作在燃油消耗率比较小的区域，从而变相提高发动机效率：
①电池SOC高于设定的平衡点，低速或低扭矩时用电机驱动，发动机关闭；
②中等负荷时采用纯发动机驱动；
③需求扭矩较大时，发动机工作在经济区，电机助力；
④电池SOC不足，需求扭矩较小时，发动机工作在经济区，多余的扭矩用来发电。
⑤与传统车相比，采用较小的发动机，提高了负荷率。
经实车测试，通过工作点的优化，可节油约8%。
3.2 制动能量回收
最大程度回收制动能量的控制策略是：在保证制动安全性的前提下，实时优先使用电机制动来发电，电机制动能力不足的部分再由整车控制器控制ABS调控后桥气室气压来进行补充，经实车测试，不同制动初速下的能量回收数据见表4。
表4 实车测试的制动能量回收
由表4可见，回收的制动能量约占刚开始制动时整车动能的25%以上，由表1可知，该城市工况下需要驱动能量4.17 kWh，产生动能2.79 kWh，则实际可回收的制动能量Wb为0.70 kWh，回收的电能储存进电池，然后再通过电机来驱动，考虑到充放电效率及电机效率，制动能量回收的节油率为：
E=Wbηiηoηm/WQ=0.70×0.8×0.8×0.8/4.17=8% （16）
式中：E为节油率；ηi是电池充电效率；ηo是电池放电效率；ηm是电机驱动效率。
3.3 怠速启停
通过上文分析可知，怠速停车造成的能量损耗为9%，而混合动力车辆可以在综合考虑发动机承受能力（如水温、润滑、增压器等）的基础上怠速时关闭发动机，需要发动机启动时采用大电机拖起的方式直接将发动机拖到怠速以上，避免传统方式启动时的加浓喷油过程，以节省燃油。经实车测试，怠速启停可节油约6%。
3.4 电动附件
通过上文的分析可知，传统的转向泵在不转向时百公里约消耗0.33 L燃油，若采用电动转向泵，不转向时可使其降功率运转甚至停止运转，转向时再快速建立油压，因此采用电动转向泵约可以节油约0.5%；同理，采用电动空压机可节油约0.3%左右。
12米公交车若采用电子风扇，其功率只需要1 kW，并且通过PWM控制，消耗的平均功率将更小；
采用电动空调，不受发动机转速限制，并且可进行变频控制，12米公交车匹配的电动空调消耗功率最高频运行时为11 kW，随温度的变化可进行变频控制，最低能降到5 kW左右，因此，比传统空调要节能。
3.5 其他新技术
如利用尾气热能加热车内空气，利用振动发电，利用尾气热能制造温差来发电等技术已经取得较大进展，据资料介绍，温差发电机可以只利用汽车尾气余热发出汽车所需的全部低压电量。
综上所述，混合动力车辆通过合理的能量管理策略及电动附件的使用，可节油约25%以上，而插电式混合动力客车通过外接充电从电网获取电能后，可进一步增加节油率，如某12米插电式混合动力客车配置60 kWh的电池后，充满电可匀速40 km/h行驶约40 km，根据国家相关测试方法，仅这一部分的节油率就能达到25%。
4 结论
本文通过理论计算并结合实车测试数据，得出了当前情况下的燃油利用率，并详细分析了各部分的燃油消耗，最后阐述了混合动力车辆的节油措施。通过分析可看出，在电池技术瓶颈尚未突破的情况下，混合动力车辆尤其是插电式混合动力车辆将具有广阔前景。
参考文献：
[1]余志生.汽车理论[M].北京：机械工业出版社，2006： 80-83.endprint
12米客车匹配的风扇直径为0.62 m，接合城市工况下的发动机转速，就可以计算出工况每一时刻下的风扇功率Pt，见图2。
图2 中国典型城市公交循环中的风扇功率曲线
则跑完一个工况消耗能量为：
百公里将消耗：
相当于2.32 L燃油完全燃烧发出的能量，本文在进行城市工况油耗测试时装有电磁风扇离合器，整车油耗相比装机械风扇的车要节油3%左右，因此装电磁风扇离合器后的风扇百公里油耗约为1 L。
2.4 转向泵百公里能耗
12米公交车选用的转向泵额定排量 基本都在19 L/min以上，额定工作压力为13 Mpa，则额定功率：
因本文在进行城市工况油耗测试时，测试道路以直路为主，转向较少，转向泵平均功率在0.5 kW左右，则百公里消耗3 kWh左右的能量，相当于0.33 L燃油完全燃烧发出的能量。
2.5 空调百公里能耗
12米公交车空调制冷平均消耗功率在11 kW左右，则一个工况下耗能4.015 kWh，百公里能耗为：
相当于7.30 L燃油完全燃烧发出的能量。
2.6 发动机损耗
发动机从燃料化学能到输出功的能量转换过程中存在着大量的能量损失，如发动机进排气损失、机械摩擦损失、附件消耗损失和泵气损失等。其有效热效率是由发动机及其系统的燃烧效率ηc，循环热效率ηt，机械效率ηm三个部分组成。燃油消耗与发动机热效率反比，发动机效率越高燃油消耗越低。图3为一款先进的某柴油发动机的万有特性曲线，可见柴油发动机的总效率随工作点的不同基本上处在30%-45%之间，怠速时的效率更低，约25%左右。
图3 某柴油发动机的万有特性曲线
2.7 怠速停车损耗
中国典型城市循环工况的怠速时间t1为381 s，占工况总时间的29%，若采用图3所示发动机，怠速时的摩擦扭矩Tf为最大扭矩的8%左右，即80 Nm左右，怠速nd设为600 rpm，怠速时的燃油消耗率b约为288 g/kWh，则一个循环工况下怠速停车将消耗燃油：
百公里将消耗3.1 L燃油。
2.8 滚动阻力损耗
由表1可知，该城市工况下滚动阻力消耗掉1.18 kWh的能量，百公里则消耗20.3 kWh的能量，相当于2.14 L燃油完全燃烧发出的能量。
2.9 空气阻力损耗
由表1可知，该城市工况下空气阻力消耗掉0.2 kWh的能量，百公里则消耗3.45 kWh的能量，相当于0.36 L燃油完全燃烧发出的能量。
2.10 传动系统损耗
则传动系统的总效率为：0.95?0.96?0.98=0.89。
根据上述分析，可得出12米公交客车在中国典型城市工况中的燃油化学能与汽车各处消耗能量的平衡图如图4。
由图4可以看出，汽车燃油消耗除与行驶阻力、发动机燃油消耗率以及传动系效率有关之外，还同怠速停车油耗、汽车附件消耗及制动能量损耗有关，并且在城市循环工况中，后三个因素的影响相当大，它们消耗的能量总计达燃油化学能的28.9%。但传统结构的汽车在这些方面尚未找到突破性的提高燃油经济性的措施。
3 混合动力汽车节能措施
以石油产品为燃料的内燃机，由于其所具有的高能量密度而成为目前汽车上使用最普遍的动力源，而电机与内燃机相比，具有清洁、安静、效率高的特点，同时它的转速—转矩控制特性也比较灵活。电动机在低速时具有恒转矩的特性，高速时具有恒功率的特性，可以在转速—转矩特性曲线下区域内的任何一点工作。混合动力汽车将电力驱动与传统的内燃机驱动相结合，充分发挥了二者的优势。同时，它可以从根本上解决现在纯电动汽车动力性能差和续驶里程短的问题[1]。
本文以并联混合动力汽车为例来分析混合动力汽车的节油措施，图5为同轴并联型混合动力汽车的典型结构。
1-发动机；2-离合器；3-变速箱；4-轮胎；5-主减速器；6-电机；7-电机控制器；8-动力电池。
3.1 发动机工作点的优化
混合动力汽车采用下述措施优化发动机工作点，使发动机工作在燃油消耗率比较小的区域，从而变相提高发动机效率：
①电池SOC高于设定的平衡点，低速或低扭矩时用电机驱动，发动机关闭；
②中等负荷时采用纯发动机驱动；
③需求扭矩较大时，发动机工作在经济区，电机助力；
④电池SOC不足，需求扭矩较小时，发动机工作在经济区，多余的扭矩用来发电。
⑤与传统车相比，采用较小的发动机，提高了负荷率。
经实车测试，通过工作点的优化，可节油约8%。
3.2 制动能量回收
最大程度回收制动能量的控制策略是：在保证制动安全性的前提下，实时优先使用电机制动来发电，电机制动能力不足的部分再由整车控制器控制ABS调控后桥气室气压来进行补充，经实车测试，不同制动初速下的能量回收数据见表4。
表4 实车测试的制动能量回收
由表4可见，回收的制动能量约占刚开始制动时整车动能的25%以上，由表1可知，该城市工况下需要驱动能量4.17 kWh，产生动能2.79 kWh，则实际可回收的制动能量Wb为0.70 kWh，回收的电能储存进电池，然后再通过电机来驱动，考虑到充放电效率及电机效率，制动能量回收的节油率为：
E=Wbηiηoηm/WQ=0.70×0.8×0.8×0.8/4.17=8% （16）
式中：E为节油率；ηi是电池充电效率；ηo是电池放电效率；ηm是电机驱动效率。
3.3 怠速启停
通过上文分析可知，怠速停车造成的能量损耗为9%，而混合动力车辆可以在综合考虑发动机承受能力（如水温、润滑、增压器等）的基础上怠速时关闭发动机，需要发动机启动时采用大电机拖起的方式直接将发动机拖到怠速以上，避免传统方式启动时的加浓喷油过程，以节省燃油。经实车测试，怠速启停可节油约6%。
3.4 电动附件
通过上文的分析可知，传统的转向泵在不转向时百公里约消耗0.33 L燃油，若采用电动转向泵，不转向时可使其降功率运转甚至停止运转，转向时再快速建立油压，因此采用电动转向泵约可以节油约0.5%；同理，采用电动空压机可节油约0.3%左右。
12米公交车若采用电子风扇，其功率只需要1 kW，并且通过PWM控制，消耗的平均功率将更小；
采用电动空调，不受发动机转速限制，并且可进行变频控制，12米公交车匹配的电动空调消耗功率最高频运行时为11 kW，随温度的变化可进行变频控制，最低能降到5 kW左右，因此，比传统空调要节能。
3.5 其他新技术
如利用尾气热能加热车内空气，利用振动发电，利用尾气热能制造温差来发电等技术已经取得较大进展，据资料介绍，温差发电机可以只利用汽车尾气余热发出汽车所需的全部低压电量。
综上所述，混合动力车辆通过合理的能量管理策略及电动附件的使用，可节油约25%以上，而插电式混合动力客车通过外接充电从电网获取电能后，可进一步增加节油率，如某12米插电式混合动力客车配置60 kWh的电池后，充满电可匀速40 km/h行驶约40 km，根据国家相关测试方法，仅这一部分的节油率就能达到25%。
4 结论
本文通过理论计算并结合实车测试数据，得出了当前情况下的燃油利用率，并详细分析了各部分的燃油消耗，最后阐述了混合动力车辆的节油措施。通过分析可看出，在电池技术瓶颈尚未突破的情况下，混合动力车辆尤其是插电式混合动力车辆将具有广阔前景。
参考文献：
[1]余志生.汽车理论[M].北京：机械工业出版社，2006： 80-83.endprint
12米客车匹配的风扇直径为0.62 m，接合城市工况下的发动机转速，就可以计算出工况每一时刻下的风扇功率Pt，见图2。
图2 中国典型城市公交循环中的风扇功率曲线
则跑完一个工况消耗能量为：
百公里将消耗：
相当于2.32 L燃油完全燃烧发出的能量，本文在进行城市工况油耗测试时装有电磁风扇离合器，整车油耗相比装机械风扇的车要节油3%左右，因此装电磁风扇离合器后的风扇百公里油耗约为1 L。
2.4 转向泵百公里能耗
12米公交车选用的转向泵额定排量 基本都在19 L/min以上，额定工作压力为13 Mpa，则额定功率：
因本文在进行城市工况油耗测试时，测试道路以直路为主，转向较少，转向泵平均功率在0.5 kW左右，则百公里消耗3 kWh左右的能量，相当于0.33 L燃油完全燃烧发出的能量。
2.5 空调百公里能耗
12米公交车空调制冷平均消耗功率在11 kW左右，则一个工况下耗能4.015 kWh，百公里能耗为：
相当于7.30 L燃油完全燃烧发出的能量。
2.6 发动机损耗
发动机从燃料化学能到输出功的能量转换过程中存在着大量的能量损失，如发动机进排气损失、机械摩擦损失、附件消耗损失和泵气损失等。其有效热效率是由发动机及其系统的燃烧效率ηc，循环热效率ηt，机械效率ηm三个部分组成。燃油消耗与发动机热效率反比，发动机效率越高燃油消耗越低。图3为一款先进的某柴油发动机的万有特性曲线，可见柴油发动机的总效率随工作点的不同基本上处在30%-45%之间，怠速时的效率更低，约25%左右。
图3 某柴油发动机的万有特性曲线
2.7 怠速停车损耗
中国典型城市循环工况的怠速时间t1为381 s，占工况总时间的29%，若采用图3所示发动机，怠速时的摩擦扭矩Tf为最大扭矩的8%左右，即80 Nm左右，怠速nd设为600 rpm，怠速时的燃油消耗率b约为288 g/kWh，则一个循环工况下怠速停车将消耗燃油：
百公里将消耗3.1 L燃油。
2.8 滚动阻力损耗
由表1可知，该城市工况下滚动阻力消耗掉1.18 kWh的能量，百公里则消耗20.3 kWh的能量，相当于2.14 L燃油完全燃烧发出的能量。
2.9 空气阻力损耗
由表1可知，该城市工况下空气阻力消耗掉0.2 kWh的能量，百公里则消耗3.45 kWh的能量，相当于0.36 L燃油完全燃烧发出的能量。
2.10 传动系统损耗
则传动系统的总效率为：0.95?0.96?0.98=0.89。
根据上述分析，可得出12米公交客车在中国典型城市工况中的燃油化学能与汽车各处消耗能量的平衡图如图4。
由图4可以看出，汽车燃油消耗除与行驶阻力、发动机燃油消耗率以及传动系效率有关之外，还同怠速停车油耗、汽车附件消耗及制动能量损耗有关，并且在城市循环工况中，后三个因素的影响相当大，它们消耗的能量总计达燃油化学能的28.9%。但传统结构的汽车在这些方面尚未找到突破性的提高燃油经济性的措施。
3 混合动力汽车节能措施
以石油产品为燃料的内燃机，由于其所具有的高能量密度而成为目前汽车上使用最普遍的动力源，而电机与内燃机相比，具有清洁、安静、效率高的特点，同时它的转速—转矩控制特性也比较灵活。电动机在低速时具有恒转矩的特性，高速时具有恒功率的特性，可以在转速—转矩特性曲线下区域内的任何一点工作。混合动力汽车将电力驱动与传统的内燃机驱动相结合，充分发挥了二者的优势。同时，它可以从根本上解决现在纯电动汽车动力性能差和续驶里程短的问题[1]。
本文以并联混合动力汽车为例来分析混合动力汽车的节油措施，图5为同轴并联型混合动力汽车的典型结构。
1-发动机；2-离合器；3-变速箱；4-轮胎；5-主减速器；6-电机；7-电机控制器；8-动力电池。
3.1 发动机工作点的优化
混合动力汽车采用下述措施优化发动机工作点，使发动机工作在燃油消耗率比较小的区域，从而变相提高发动机效率：
①电池SOC高于设定的平衡点，低速或低扭矩时用电机驱动，发动机关闭；
②中等负荷时采用纯发动机驱动；
③需求扭矩较大时，发动机工作在经济区，电机助力；
④电池SOC不足，需求扭矩较小时，发动机工作在经济区，多余的扭矩用来发电。
⑤与传统车相比，采用较小的发动机，提高了负荷率。
经实车测试，通过工作点的优化，可节油约8%。
3.2 制动能量回收
最大程度回收制动能量的控制策略是：在保证制动安全性的前提下，实时优先使用电机制动来发电，电机制动能力不足的部分再由整车控制器控制ABS调控后桥气室气压来进行补充，经实车测试，不同制动初速下的能量回收数据见表4。
表4 实车测试的制动能量回收
由表4可见，回收的制动能量约占刚开始制动时整车动能的25%以上，由表1可知，该城市工况下需要驱动能量4.17 kWh，产生动能2.79 kWh，则实际可回收的制动能量Wb为0.70 kWh，回收的电能储存进电池，然后再通过电机来驱动，考虑到充放电效率及电机效率，制动能量回收的节油率为：
E=Wbηiηoηm/WQ=0.70×0.8×0.8×0.8/4.17=8% （16）
式中：E为节油率；ηi是电池充电效率；ηo是电池放电效率；ηm是电机驱动效率。
3.3 怠速启停
通过上文分析可知，怠速停车造成的能量损耗为9%，而混合动力车辆可以在综合考虑发动机承受能力（如水温、润滑、增压器等）的基础上怠速时关闭发动机，需要发动机启动时采用大电机拖起的方式直接将发动机拖到怠速以上，避免传统方式启动时的加浓喷油过程，以节省燃油。经实车测试，怠速启停可节油约6%。
3.4 电动附件
通过上文的分析可知，传统的转向泵在不转向时百公里约消耗0.33 L燃油，若采用电动转向泵，不转向时可使其降功率运转甚至停止运转，转向时再快速建立油压，因此采用电动转向泵约可以节油约0.5%；同理，采用电动空压机可节油约0.3%左右。
12米公交车若采用电子风扇，其功率只需要1 kW，并且通过PWM控制，消耗的平均功率将更小；
采用电动空调，不受发动机转速限制，并且可进行变频控制，12米公交车匹配的电动空调消耗功率最高频运行时为11 kW，随温度的变化可进行变频控制，最低能降到5 kW左右，因此，比传统空调要节能。
3.5 其他新技术
如利用尾气热能加热车内空气，利用振动发电，利用尾气热能制造温差来发电等技术已经取得较大进展，据资料介绍，温差发电机可以只利用汽车尾气余热发出汽车所需的全部低压电量。
综上所述，混合动力车辆通过合理的能量管理策略及电动附件的使用，可节油约25%以上，而插电式混合动力客车通过外接充电从电网获取电能后，可进一步增加节油率，如某12米插电式混合动力客车配置60 kWh的电池后，充满电可匀速40 km/h行驶约40 km，根据国家相关测试方法，仅这一部分的节油率就能达到25%。
4 结论
本文通过理论计算并结合实车测试数据，得出了当前情况下的燃油利用率，并详细分析了各部分的燃油消耗，最后阐述了混合动力车辆的节油措施。通过分析可看出，在电池技术瓶颈尚未突破的情况下，混合动力车辆尤其是插电式混合动力车辆将具有广阔前景。
参考文献：
[1]余志生.汽车理论[M].北京：机械工业出版社，2006： 80-83.endprint
