雷洪钧:发展在线充纯电动公交客车
2014年07月09日 23:36 中国公交信息网约稿 湖北省城市客车工程技术研究中心主任/博士 雷洪钧
一、背景
1、空气质量“脏”得要命、石油对外依赖已超过了60%
2013年1月11日,多地发布雾霾空气严重,部分城市突破了测量上限。华北的京津冀、东北三省、中部陕西、河南、湖北、湖南、安徽,以及东部沿海省市的部分城市,空气质量都出现了重度或严重污染,一条深褐色的“污染带”由东北往中部斜向穿越我国大部地区,小半个中国的空气质量都“脏”得要命。
随着我国经济持续发展,导致石油需求的快速增长,中国石油安全面临严峻的形势。石油和原油对外依存度均接近60%,目前我国石油需求增速为4.8%左右,需求总量将突破5亿吨,其中交通运输系统消耗了60%的燃油,而公共交通系统又占了其中的60%。
2、“十城千辆”工程25个试点推广目标仅完成38%
由科技部、财政部、发改委、工业和信息化部于2009年1月共同启动的“十城千辆”工程,计划用3年左右的时间,每年发展10个城市,每个城市推广1000辆新能源汽车开展示范运行,力争使全国新能源汽车的运营规模到2012年达到汽车市场份额的10%。截止2012年12月底,“十城千辆”的25个试点城市的新能源汽车目标,只有海南、北京、合肥等少数城市对外宣布完成了,其他城市没有完成,有的差得很远。如深圳目前离2009年制定的,到2012年末新能源汽车运营数量达到3.4万辆的目标还相差甚远。未能达标的基本原因,一是没有符合市场要求的新能源汽车,二是没有便于新能源汽车电能补给的配套实施。
3、发展新能源汽车方向不变,纯电驱动技术路线被进一步明确
工信部2009年6月17日发布的《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》中明确了,新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括插电式混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车及其他新能源汽车等各类产品。但产品发展路径之争一直没有停过,是发展混合动力汽车?还是发展纯电动汽车?意见很多,尚不统一。
2013年9月18日财政部、科技部、工信部和发改委发布了《关于继续开展新能源汽车应用推广工作的通知》明确,纳入中央财政补贴范围的新能源汽车车型应是符合要求的纯电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池汽车。
2014年1月11在合肥,马凯副总理主持召开了座谈会,他强调了国家对新能源汽车发展的四个不变原则:一是国家发展新能源汽车战略不变;二是以纯电驱动为新能源汽车发展和汽车工业转型的战略取向不变;三是确定的节能与新能源汽车的规划目标不变;四是政府政策扶植的政策取向不变。
工信部部长苗圩在2014年04月23日的中国汽车论坛上进一步明确,中国将坚持发展新能源汽车战略不变,以纯电驱动为发展战略取向不变,政府扶持政策趋向不变,中国政府将进一步加大支持力度,健全法规标准,完善财税政策,推进节能与新能源汽车的发展。
4、电池瓶颈短期解决可能性不大
目前的动力电池技术瓶颈之说,是纯电动车辆发展的重要保障之一。2013年1月10日,全球新能源汽车大会在海南博鳌召开,目前的动力电池,没有一款,到达车用的基本要求。大家普遍认为,动力电池技术瓶颈突破,至少要7-8年的时间,甚会至更长。
单体容量“低”是动力电池瓶颈的核心问题。要达到新能源汽车对电流、电压的要求,必然要求对现有的单体电池进行串联(或并联)组合连接。组合结果是,电池组一是体积大;二是质量重,三是一致性差;四是电池衰减快,寿命低。
瓶颈如何解突破,观点众多。有学者提出,对新能源汽车产业进行“顶层设计”。但谁来顶层设计?无人回应;有些电池厂建议,要加大应用规模,尽快形成市场。如:山东、河南发展低速汽车,电池厂家赚到钱了,动力电池技术瓶颈突破,肯定会周期很短。但是,不能上(道)路行驶,这是硬性门槛的规定。公交公司认为,若纯电动汽车性价比,能与传统汽车基本相同,肯定会得到广泛使用起来。
5、充电模式争之仍然没有定论
供电公司坚持换电模式。理由是,一辆接一辆地排队式充电且每台车要充4-6小时,即使所谓“快充”方式也要10多分钟,这需要多少“地”来建设充电站?
公交公司认为,充电模式更符合用户的实际情况。最好一天充一次能跑200公里以上。但是12米的公交车要配250度电,一次性充满电需要3—5个小时以上,或者更长,这与燃油汽车加油只有5分的时间相差甚远。
客车企业认为,车载电能补充无论是直接“充”电,还是“换”电,都是补充电能的方式,必须要有好的便利性。如果从技术上能保证车载电能补充便利性好,“充、换”模式都是可取的。但是要满足公交公司的要求,需匹配250度电,其电池的重量将达到3000公斤以上,其体积将达到0.6M3以上,不仅质量严重超标,而且设计布置难度较大,同时这么大的电池重量,肯定减少载客量,较大影响公交运营效能。
6、发展无轨电车的呼声再起
到20世纪90年代,无轨电车在我国运营近半个世纪,1989年已发展到26个城市,拥有4794辆无轨电车,每年载客30亿人次。占公交车总量6.7%的无轨电车承担了11%的客运量。但是,一些城市因为其线网会造成“视觉污染”,影响城市景观;旧式无轨电车机动性差,容易造成交通堵塞的理由,相继实施“电改汽工程”,缩减电车规模,有的则干脆将线网拆除了,无轨电车在天津、沈阳、南京、成都、福州等城市相继退出公交舞台。目前,全国尚有无轨电车运营的城市已由10年前的26个减少到10个,车辆减少了70%,占公交车的比重由7.1%减至1.5%。
无轨电车是纯电驱动车辆。无轨电车使用的是清洁、廉价的电能源,尾气零排放,无污染,低噪音,有显著的环保效应。有资料显示,无轨电车排放的一氧化碳等四项主要污染指标几乎为零,如果将广州市现有的300多辆无轨电车换成汽车,广州市民每年仅一氧化碳就要“享受”近800吨。21世纪是生态环境的时代。寻求持久有序的发展和进步是人类永恒的目标,而发展绿色交通正是实现这一目标不可或缺的重要环节。出现“电车回归”热。在莫斯科、旧金山、米兰、温哥华等欧美许多著名城市,无轨电车成了城市公共交通的主力,如有无轨电车王国之称的俄罗斯,全国电车共有8万辆之多,美国如今已恢复了六七十年代淘汰的电车,日本广岛明确提出“电车优先”。2000年6月,由台湾中华运输学会主办,建设部交通工程技术中心、国家计委综合运输研究所等部门协办的“绿色交通行动计划”在我国正式启动,武汉、长春、厦门、西安等被选为示范城市。
北京、上海、广州等城市开始重新评价和认识无轨电车,带头加大无轨电车的投资和建设力度。如武汉市2000年增加了33辆无轨电车,2001年又投入1500万元用于电车更新和改造,并增加了51辆新车。另外,该市还计划在“十五”期间,发展电车线路50公里,新增电车200辆。1999年,广州市政府投入7000万元,发展无轨电车。同年,北京市政府投放新型高档辅源电车50辆,在王府井大街开辟无轨电车专用道。1997年洛阳市投入1300万元,改造线路,新增45辆无轨电车。1996年拆除无轨电车的南京市,正计划复建。
有关专家认为,在当前环保形势严峻及世界石油资源匮乏的情况下,解决大气污染问题,须改变交通工具结构,无轨电车应成为城市绿色公交的首选。
建议城建和环保部门对于已有电车的城市用汽车代替无轨电车的做法,要按照节约能源、有利于环境的原则,除按《城市规划法》和《环境保护法》的有关规定严格审查外,还应通过听证会广泛听取社会各界的意见。政府在制定城市交通产业政策和技术政策时,对于无轨电车的建设和发展应给予必要的政策扶持和技术支持,以推动无轨电车的复兴。
7、架空动力线取电技术成熟
目前无轨电车行驶需要在架空动力线网采用了精美优质电杆,整齐、简明,是城市一道靓丽的风景线,新型无轨电车已完全改变了原貌,已经克服了以往差、乱、故障高的弊病。高效、节能的新型无轨电车,基本解决了机动性差、爱掉“辫子”的问题。目前无轨电车从空中取电技术成熟十分成熟。
8、欧洲已经开展了在线充纯电动卡车的研发
在线充纯电动车辆是现代意义上汽车,具有纯电动汽车的全部特征,而不是无轨电车的概念。在线充纯电动城市客车已经包含了纯电动车的核心组件即大三电:电机、电控、电池,小三电:电动空调、电动转向、电动刹车。无轨电车与纯电动汽车的最大区别是,无轨电车没有车载动力电池,在线充纯电动城市客车与其他类型纯电动城市客车的区别是,在线充纯电动城市客车的补电方式由过去的两种(固定的电桩充电、换电)的基础上又增加一种在行驶过程中从架空动力线取电方式。
在线充、固定的电桩充电、换电模式都有自己的特点、有自己的不足,有自己的事宜条件和范围。目前现阶段,对于“点对点”式城市公交的实际情况而,10米-12米纯电动城市客车的取电方式,在线充比固定的电桩充电、换电模式更适宜、更方便、更节约一些,公交用户的接受度要高得多。
斯堪尼亚和西门子共同开发电动卡车产品,就是基于在线充的补电方式(如图)。目前斯堪尼亚和西门子正在针对这两项技术在商用车领域内的应用进行试验,可通过架空电线(传导)或通过道路表面(电磁感应)提供动力。斯堪尼亚电动卡车与传统无轨电车有很大区别,可以在行驶过程中保持或断开与架空电线的连接。受电弓的长度与卡车宽度一致,均为2.6米,可保证驾驶员在车道中调整车辆位置时,卡车与架空电线保持良好连接。
9、国内在线充纯电动城市客车研发已经取得商业化成功
扬子江牌在线充纯电动城市客车)已经开发成功,已经投入300到2014年武汉公交线路上。其意义:
扬子江牌在线充纯电动城市客车
(1)它是中国新能源汽车发展史,特别是在世界公共汽车发展历史上具有时代意义的标志性事件;
(2)它是100多年无轨电车发展历史上必然结果,同时它宣告无轨电车时代的已经终结;
(3)100多年无轨电车发展历史上积累的文明成果,将被发扬光大,造福于全世界人们。
(4)目前,在国内,太原、郑州、洛阳、长春、武汉、杭州、北京、上海、大连、济南、广州的滑触网都在运行。也就是说,这些城市将老式的无轨电车换上扬子江牌滑触网智能充电式纯电动城市客车即可。25个示范城市中的武汉、广州、大连、杭州、长春、济南等城市发展新能源汽车目标在限期内都没有完成,也就是说,有了扬子江牌滑触网智能充电式纯电动城市客车,这些城市的政府只需做一件事,制订购车计划,落实购车资金,完成城市公交领域里发展新能源汽车目标就没有困难了。
二、新能源汽车发展技术路线
1、国外公司的技术路线
欧美日是引领新能源汽车的主要国家,但是它们各有侧重。比如美国侧重解决石油依赖,保证石油安全;欧洲侧重温室气体的减排;日本是既保证能源安全,又重视提高产业的竞争力。在技术路线的选择方面,欧洲、美国、日本经历类似,早期,这些国家主要以替代燃料为主,如欧洲发展生物质燃料,美国也曾经大力提倡发展生物质燃料替代燃油,但是金融危机之后,转向了电动汽车路线。
截至2009年底,全球混合动力汽车已经超过了200万辆,主要是在发达国家,特别是日本和美国。日本丰田和本田主要推广混合动力汽车,而日产和三菱公司重点推广纯电动汽车。丰田公司的Prius具有目前最为完善的系统,但是,其结构复杂(行星齿轮),且具有最为系统的专利保护,本田的Insight系统(中度混和)也有一定的技术难度和专利保护。日本丰田的Prius和本田的Civic已经实现了商业化的发展,但仍属于中度混合的动力汽车,还没有发展到插电式强混合动力的程度。
美国把发展电动汽车,短期内插电式混合动力汽车作为发展新能源汽车规划的重要组成部分。基于当前的动力电池技术还没有实现更高的能量密度和功率密度,基本定位城市短距离使用,作为纯电动汽车市场的突破口。其关键数据,最高车速100-120公里/小时,续驶里程100-160公里,能在15-20分钟左右充入80%的电量,电池全部充满需要7-8小时。美国特斯拉公司推行的纯电动车路线,已经有10多款上市,而它的model S,把电池封装起来,布置到车体地板上,既要做到快速充电,又要控制温度,避免因温升过快造成燃烧,其技术处于遥遥领先。
戴姆勒-奔驰公司向市场重点推出的是纯电动小型车-Smart;宝马(BMW)向市场推出的是纯电动汽车Mini-E。美国则重点推广应用插电式混合动力,如通用的Volt插电式混合动力车。发达国家电动车重点在乘用车,公交等特种车目前涉及不多。
2、我国新能源汽车发展的基本评价
(1)电动汽车起步不晚发展不慢。我国在发展新能源汽车上,起步不晚。事实上,为尽快抢占汽车产业战略调整制高点,早在10年前,我国就先后设立了863计划“电动汽车”重大科技专项、“节能与新能源汽车”重大项目等,先后累计投入科技经费超过20亿元,带动国内上百家汽车企业、电机电池等零部件企业、大学及科研院所等共同参与,建立起以混合动力、纯电动、燃料电池3类车型为“三纵”,电机、电池、整车电控为“三横”的“三纵三横”研发布局。
围绕三类整车,我国以动力电池、驱动电机与电子控制技术为重点,已形成了一大批创新成果。在电动汽车整车技术方面,我国已建立具有自主知识产权和适应于我国公共交通及私人用车市场特色的混合动力、纯电动、燃料电池动力系统技术平台,开发出系列化产品。
①在整车方面:截至2013年08月份《节能与新能源汽车示范推广应用工程推荐车型目录》已发布48批,近80家汽车生产企业的400多款产品。
②在电池、电机和控制系统方面:我国车用镍氢和锂离子电池、车用燃料电池、车用电机等关键零部件领域取得了突破性进展,接近国际先进技术水平,部分指标具有一定优势。现在我国已自主研发出镍氢和锂离子两种类型的6至100安时多个系列车用动力电池。动力电池的主要性能明显进步,初步具备产业化能力,锂离子动力电池功率密度从2001年的491瓦/千克提高到2008年的2500瓦/千克,增加了5倍多,循环寿命达1000次左右。动力电池企业的投入也大大加强,2009年底国内车用镍氢和锂离子动力电池的年生产能力分别超过1.4亿瓦时和9亿瓦时,2010年底分别提高到3.6亿瓦时和40亿瓦时以上。
③在技术标准和检测能力方面:目前,我国颁布了有关电动汽车充电接口和通信协议的4项国家标准。当前我国电动车国家标准已达50多项,居全球第一。
④在充电实施方面:国家电网公布的数据显示,截至2011年,其以20个节能与新能源汽车推广应用试点城市为主,共建成156座充换电站、6252台交流充电桩,累计建成243座充换电站、13283个交流充电桩。国家电网在“十二五”期间建设充换电站2351座,充电桩22万个。
⑤在示范运行方面:从2003年起,我国就在北京、天津、武汉、深圳、杭州等7个城市先后开展了电动汽车小规模示范运行,到了2014年06月以前经批准示范的城市已经超过50多个。
(2)基础不牢问题不少,技术瓶颈有待突破。目前我国新能源汽车依旧难以达到新能源汽车大规模量产所要求的高安全性、高能量密度、小体积、低成本与轻量化的水准。必须在提升电池和充电技术的同时,还必须下大力气研究电机、电池、整车电控等领域的相关技术。主要差距有:
①动力蓄电池系统不足。蓄电池成组技术,包括单体电池(电化学)、蓄电池箱(机械设计)、信号检测(微电子)、通风散热(热流体)、动力线束(电力电路)。例如,蓄电池箱中的温度分布,温差必须控制在±2℃以内;在遇到紧急事故时,蓄电池系统应该能自动分解成48V以下(安全电压)的模块,避免高压触电危险。
②小“三电”(电动空调、电动助力转向、电动(助力)制动系统)供应能力不足。小三电的技术研发和产业化仍然处于攻关期。
③整车设计水平不高。例如蓄电池组的安全防护,安装、维护、更换方便,整车质量分布、乘坐空间的舒适性、轻量化等比传统汽车有更高的要求。
④充电系统基础设施落后。充电站、换电站的建设,充电机包括车载充电机和直流充电机、充电桩的研制和产业化能力落后。
⑤标准不健全,各行其是。目前蓄电池组、蓄电池模块、蓄电池管理系统、蓄电池通信系统的标准不健全。
3、在线充纯电动客车技术路线的由来
纯电动客车要补充电能?如何补充?一直是行业在讨论的课题。基本模式是三种,一是在固定地方布置充电桩(有接触式充电)、二是布置网点进行电池更换、三是在一定感应区内无接触式充电。充电技术中第1种、第2种基本是成熟的,但实际推进也比较困难,主要是第1种、第2种方式的商业模式无法满足经济适用性。
在线充是第四种充电模式,即利用已经在技术上成熟、商业模式也成熟的无轨电车的滑触供电网对10-12米纯电动公交车进行充电。10-12米级公交车是大中城市的主力车型,有了滑触供电网,在线充的概念就产生了。在线充即纯电动车在非工作状态(行驶中)时也可以充电。有了滑触供电网,纯电动车在非工作状态(停驶时)时充电就更为便捷了。
4、在线充纯电动客车技术路线可行性
(1)滑触供电网的供电模式已经有一百多年的历史。1911年德国人发明了无轨电车,英国有了世界上第一辆城市无轨电车,1914年在上海出现了城市无轨电车,继后国内就有26个大中城市有了无规电车。无轨电车从发明至今,其供电系统都是:三相电经多个地面整流站,整流成直流电,每个整流站都通过多条直流输电线输送到电车各段滑触线上,电车通过车箱上的二个集电杆受电器获得直流电做原动力的直流供电方案。这100多年历史,证明滑触供电网的供电模式是对机动车供电可行的。
(2)纯电动客车利用滑触供电网来给车载电池充电无疑是可行的。基本原理配一个车载充电机即可。
(3)在线充与目前已有充电模式在技术上不冲突、不矛盾。但是在商业模式上,为10-12米纯电动公交车的推广,找到了落脚点。尤其是这种充电模式得到了公交公司的欢迎。
(4)在线充的充电模式,能有效的缓解动力电池的瓶颈,即快充(30个小时以内)会快速衰减电池的性能,慢充(5-8小时),作为公交公司而言,无经济价值。在线充的充电模式基本上是缓充电浅放,能确保电池的使用周期,同时能保证公交公司每天运营里程。
5、发展在线充纯电动客车与发展无轨电车不是同一件事
无轨电车已经有100多的历史,但是始终发展不起来。为什么呢,这是因为无轨电车的自身不足所决定的。无轨电车离开滑触供电网就不行驶了。城市越来越大,道路越来越长,高架路越架越多,滑触供电网不可能跟着道路走吧。
而发展在线充纯电动客车,仅仅是利用有限长度的滑触供电网,基本是用来充电用。纯电动车充电总是要有充电设施,这里滑触供电网是一种充电设施。与无轨电车对滑触供电网的要求是不同的。
6、在线充纯电动城市客车是不是纯电动城市客车的解释
(1)在线充模式可以破解目前“电池”这个瓶颈,用有限次的、十分方便的、快捷的充电方式,确保纯电动城市客车能完成公交公司一天的运营里程。
(2)在线充模式可以破解目前地面充电桩资源不足的困惑,避免了“充、换”电之争。提出在线充模式是基于目前不少城市已经具备供电线网,能够利用现有资源。在线充纯电动城市客车配有多种充电模式的接口,如地面充电桩模式、换电模式。
(3)目前在线充纯电动城市客车仍然采用无轨电车集电杆。但是集电杆并不是无轨电车专用零部件,集电杆给纯电动城市客车车载电池充电,技术上是可行的,另外取电弓也是车载电池充电的媒介之一。
三、在线充纯电动城市客车推广的系统设计
1、在线充纯电动城市客车的市场定位
在线充纯电动城市客车市场定位主要是依据大城市已有的滑触供电线网资源而推出10-12米的纯电动城市客车。而10-12米的纯电动城市客车是城市公交的主力车型。同时,滑触供电线网资源是公交公司管辖的。如何利用这一部分资源,是在线充纯电动城市客车推广系统设计的主要意图。
2、不同电能补充模式建设费用测算
(1)建单位换电站建设费用测算
建设1个换电站,按照每个换电工位服务25辆纯电动城市客车计算(每天按8工作小时,20分钟1台车),每个换电站建设4个工位,每天可以为100台纯电动城市客车供电;按100台纯电动城市客车建一个换电站,其投资费用为:16075万元,即1.6个多亿。
(2)建单位地面充电站建设费用测算
建设1个充电站,充电桩按照比2:1的计算,100辆纯电动城市客车,需要50个充电桩。按100台纯电动城市客车建一个充电站,其投资费用为:10716.25万元,即1.07个多亿。
(3)建单位充电线网建设费用测算
建设1公里充电线网,按1公里服务10辆纯电动城市客车计算,10公里充电线网可以为100辆纯电动城市客车服务。按10公里充电线网为一个单位,其投资费用:2300万元。即1公里充电线网的投资费用:230万元;
(4)比较结论
①同样规模的纯电动城市客车而不同的供电设施的投资费相差2-4倍以上,即换电模式是在线充模式的4倍多,地面充电桩模式是在线充模式的2倍多。即用充电线网为100辆(10米-12米)纯电动城市客车进行电能补充,在线充模式基建费用最低;
②在线充模式下为车辆直接充电的工作人员为零;
③在线充模式下几乎不占地面,架空线可以布置在高架桥的下面,可以节约更多的建设资金,在十字路口基本上不用架空线,基本上无视觉污染问题。
④在线充纯电动城市客车电能补充方便、不用排队。
⑤电能补充费用结算简单。公交公司与驾驶员是一个核算关系,供电公司与公交公司仅是一对一的结算关系。
⑥充电线网属于公交公司,管理简单,建设、维护标准(技术)成熟,管理制度齐全、管理人员、员工队伍健全。
3、在线充纯电动城市客车(10-12米)推广规模测算
(1)武汉市“在线充”(10-12米)推广规模测算
①武汉市第1期在线充推广规模380辆。
武汉市目前现有的充电线网长度为62公里,按照上面10公里充电线网可以为100辆纯电动城市客车提供电能服务来计算,即可服务620辆在线充纯电动纯电动城市客车,减去武汉公交已有的240辆无轨电车,即充电网基础设施在不增加新的建设资金(正常的线网维护费徐外)情况下,第一期可以投380辆。
②武汉市2013-2015年1000辆纯电动城市客车的计划如何完成?
如果用线网充电模式,只需再增加62公里充电线网,按每公里230万建设费,仅再增加1426万元就可以完成这一全部目标。如果是其他模式的电能不充方式,在规定期限内几乎完成不了,理由是,资金缺口大不说,建设周期长,另外对公交性质的企业使用起来十分困难。
(2)全国现有10个城市拥有线网来推广“在线充”规模测算
全国现有10个城市拥有线网总长度为680公里,按照上面的10公里充电现网可以为100辆纯电动城市客车服务来计算,即利用目前已有的供电现网可服务6800辆在线充纯电动城市客车。
(3)原有16个城市恢复已拆线网来推广“在线充”规模测算
按照目前10个城市拥有线网长度680公里,平均每个城市线网长度68公里计算,若将16个城市的已拆线网恢复到原有水平,其规模可达到10880辆,总建设费用为25亿元。
(4)现有线网加上线网恢复的26个城市推广“在线充”规模测算
26个拥有线网的城市如果推广在线充纯电动城市客车,其总规模将达到17680辆,占全国纯电动城市客车总数45万辆的3.93%。由于在线充纯电动城市客车都是10米以上的车辆,在充电设施投资在不到40个亿的情况下,就可以达到近1.8万辆的推广规模。
4、推广在线充纯电动城市客车的意义
(1)较为成功地间接地突破电池瓶颈
现阶段,能量型锂电池的比能量最高也不过140Wh/kg,而一辆12米纯电动车的平均耗电量为1.5kWh/km,如果要满足每天200公里的日常运营则需要耗电300 kWh,同时为了保证在电池容量的80%即需再次充电,意味着电池组需要存储375 kWh的能量,整个电池组的重量(包含电池包、管理系统等)将超过3.3吨,如果要满足目前公交日行驶300公里的需求,电池的总重将超过4.5吨,极大限制了车辆的载客能力,也给整车结构强度带来严重问题。
在线充纯电动城市客车可利用线网充电使电池始终保持浅充浅放状态,从而维护电池活性,使电池寿命达到5年以上。并可根据线网及线路分布调整充电模式,优化电池搭载量,因此电池重量仅为1.55吨,相较传统充换电式纯电动城市客车减少电能消耗10.5%,从而保障了公交公司车辆的经济价值。
(2)有效解决了纯电动城市客车电能补充的瓶颈
①目前充换电设施不足,满足不了现有纯电动城市客车的充电需求,在线充纯电动城市客车利用线网在线充电,充分利用了现有的供电线网,可以有效解决了纯电动城市客车充换电设施不足的瓶颈;
②目前现有电池技术水平下,纯电动城市客车充电效率低、充电时间长,在线充纯电动城市客车浅充浅放,充电效率高,保证了目前公交运营需求,有效解决了纯电动城市客车充电效率低的瓶颈;
③目前技术水平下推广新能源纯电动城市客车面临充(换)电基础设施成本大、占地多、审批时间长等问题,严重制约了新能源纯电动城市客车的推广进度。在线充纯电动城市客车利用现有线网资源,能按计划目标进行车辆的推广,能在预计时间内实现新能源纯电动城市客车成规模化推广。第一期能达到6800辆,覆盖10个拥有线网的城市;第二期即可实现17680辆的推广数量,覆盖26个拥有或恢复线网的城市。
(3)能极大的激发公交公司的积极性
我国推行新能源纯电动城市客车以来,许多公交公司一直是被动的配合。主要原因是我们目前的新能源纯电动城市客车只基本符合道路机动车技术要求,但是离公交公司的实际运营要求差距较大。
目前新能源汽车市场是很大的,却没有适宜的产品。而在线充纯电动城市客车与无轨电车在运营层面是基本相同的,同时较好的克服了无轨电车的机动性,并且充分利用线网充电的便利性,完全保留了无轨电车一天运营里程的要求。公交公司十分认可在线充的纯电动城市客车。这样就激发公交公司的推广新能源车的积极性。
(4)在线充模式的局限性
在线充模式有很多优点,其局限性也是明显的,主要有:
①在线充模式不适宜9米以下的纯电动城市客车;
②在线充模式是只能为纯电动城市客车辆提供服务,而不能为社会车辆提供服务;
③在线充模式最佳适宜对电池浅充浅,不能大电流的充电,主要理由是10-12米纯电动城市客车,一般有装载120多度电,如果要大电流的充电,就必须要对目前的电网标准进行提升。这是没有必要的,也是不可行的。
④在线充模式的局限性决定了其不是纯动汽车电能补充的最佳形式,而是目前10-12米纯电动城市客车补充电能最适宜的形式。
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