纯电动快速充电公交客车的研究与解决方案

纯电动快速充电公交客车的研究与解决方案文/邓平恒通电动研发的十分钟快速充电客车技术受到世界电动客车领域高度关注，恒通电动客车动力系统公司也成为中国第一家以“快速充电”为核心战略的新能源客车企业期望与困惑“十一·五”期间，国家四部委提出了中国“新能源汽车争取实现弯道超车“的奋斗目标。

中国客车行业热血沸腾，电动客车的研发风起云涌。

几乎所有的客车企业都推出了自己的电动客车。

磷酸铁锂、锰酸锂、钛酸锂，超级电容各种电池也纷纷登场。

串联、并联、增程、纯电各种电驱动模式争相斗艳。

慢充、快充、换充、增程各种方法都投入了大规模试验。

150公里、200公里、250公里、300公里，各厂家标定的充换电一次续驶距离也越来越长。

北京奥运、上海世博、25个试点城市不断传来电动客车投入运行的消息。

客车行业期望在国家强有力的支持下，通过不断的探索、试验和商业操作，能够尽快为日益发展的城市公交提供节能、环保、舒适，能够逐步实现市场化的新能源客车。

公交行业期望在国家强有力的支持下，让我们的城市能够尽快用上先进、可靠、能够实现商业化运行的新能源客车；让城市更环保、更安静，远离PM2.5。

但是，五年过去了，我们陷入了严重的困惑：电动车的产销并没有像想像那样出现井喷，电动车购买后的续航里程似乎一年比一年甚至一月比一月更短。

充电站在哪里建设？50辆电动车（一个路队）充换电站需要用地10~20亩，繁华市区没有地，有也买不起。

郊区建站，电动车来回充电已将电能耗去相当部份，还能营运多少公里？是节能还是耗能？等等，公交困惑，厂家更困惑。

一、现实与未来1、问题多多的现实电池问题。

5年过去了，电池寿命有明显提高吗？价格有大幅度下降吗？磷酸铁锂电池为什么锂电池制造大国日本、韩国不用？2、车辆问题。

为了增加续驶距离，电池越背越多，还能装多少乘客，替公交算过帐吗？为了减少用电，有的车不安装空调，100多万的客车没有空调，公交、乘客乐意吗？使用了1~2年已经不能再用的车辆损失谁来承担？3、充电站问题。

充电站建设是客运线路需要优先，还是土地位置优先，怎么兼顾？慢充、快充、换电模式的土地、人力、设备、电价、电池综合成本怎样？公交能够持久承担吗？地方政府能够给予帮助吗？4、政策问题。

国家对新能源客车的支持政策已经发布5年，但至今未见到各部门配套细则：规划、国土、市政、消防、用电价格，怎么配套？怎么支持？带着这么多问题，超车实在困难。

二、前景光明的未来电动化是汽车发展的战略取向。

国家的决心是核心推动力。

从“十一·五”“十城千辆”到“十二·五”七大战略新兴产业、《节能与新能源客车产业发展规化（2012-2020）》，再到最近又将混合动车客车推广扩大到全国。

很显然，新能源汽车作为中国的国家战略之一是无庸置疑的，国家的决心是核心推动力。

全球最具执行力的政府。

中国各级地方政府应该是全球最具执行力的政府，有中央政府的要求和支持，只有电动客车技术上能够实用，可靠，各级政府在过去5年和十二·五都已经给予了和将继续给予各方面的支持和帮助，这也是无庸置疑的。

全球最大的客车市场和电动车市场。

中国人口多，大城市多，公交车保有量大，是全球最大的客车市场。

国务院《节能与新能源汽车产业发展规划》要求，节能与新能源汽车到2015年达到50万辆，2020年达到500万辆。

所以中国是全球发展电动客车前景最光明的地方，我们应该信心十足！那么怎么来追逐光明呢？老话重提——客车电动化的关键条件经过5年的激动，现在我们再来认识客车电动化的关键条件，重点有三条：第一，基础充电设施。

充电设施的数量和方便程度是客车电动化的首要保障和先决条件。

充电站犹如加油站，试想一下，如果一座城市只有几个集中加油站会是什么状况，车辆来回加油要浪费多少能源，节能吗？如果每辆车加油再需花3~4个小时，或干脆更换油箱，需要多大的土地、多少人力，可行吗？汽车能大规模发展吗？答案是明显的，电动车道理相同，所以要实现电动客车发展，充电站布局、数量、充电的时间模式是关键。

第二，电动车价格。

锂电池昂贵的价格和大量的装载决定了电动车售价处于绝对高价位置，商业运行不可能接受目前的电动车价格，国家补贴后仍有很大差距。

第三，电池的寿命。

按目前大量使用的磷酸铁锂电池的最好情况：单体寿命2000次循环，成组后1000次，可以保证使用三年计算，一辆电动车装400AH电池，一天续驶里程不到200公里，一组电池价格不会低于100万，三年一换，这样的价格和寿命，公交公司能够接受吗？快速充电——城市公交电动化的必备条件第一，城市公交的特点：定线、定距离营运。

第二，由公交特点可以考虑：如果可以按定线运行一个来回的用电量装载电池，将大大降低电池成本，大大减轻整车重量；如果可以在公交线路起点站或起终点站设置充电桩，完全按运行需要充电，就可以省去来回充电的空驶用电；如果采用10~15分钟快速充电弓充电就可以不需要或者只需要极少专门充电用地，又可以大大降低电价的附加成本；如果能够达到这几点，通过公交客车快速充电的方法实现公交电动化的可行性大大提高。

第三，快速充电是国际电动车领域的方向。

2012年7月，丰田、日产、三菱、富士重工四大日本车企与东京电力联手成立了“电动汽车充电协会”，随即推出了“电动汽车快速充电标准”。

2011年5月，洛杉矶第26届世界电动车大会上，正式成立了“美国快速充电协会”，并召开了第一届快速充电大会，同期欧洲也成立了“欧洲快速充电协会”。

国际汽车工程师协会（SAE）已经确定了“快速充电技术标准”，奥迪、宝马、克莱斯勒、福特、通用、大众等八大汽车公司等共同使用这一“快速充电标准”。

快速充电已逐渐成为国际电动汽车产业的共识和努力的方向，让充电像加油一样方便、快捷，电动汽车才能够快速发展和普及。

三、快速充电电动客车的研究与实践为实现城市公交电动化的理想，重庆恒通客车有限公司和微宏动力（湖州）有限公司合资成立了“重庆恒通电动客车动力系统有限公司”，专注从事纯电动驱动快速充电客车的研发。

技术上我们选择了世界电池行业十分关注的钛酸锂动力电池和十分钟快速充电技术：钛酸锂电池目前已经可以实现单体电池在大倍率（6C）全充放电条件下，实现20000次循环，电池衰减小于20%，成组后可以达到10000~12000次循环。

快速充电采用700V500A 双枪充电，或者700V500A集电弓自动充电，每分钟可充5度电，10~15分钟可充电50~75度，续驶里程40~60公里，可满足一般公交标准线路运行。

2011年1月，恒通电动研发的世界第一台12米快速充电纯电动客车，2011年4月在世界客车联盟亚洲车展上亮相，立即受到客车联盟外籍专家团的高度关注，世界客车联盟主席马克先生在颁奖会上称其为“这辆杰出的，无与伦比的客车。

”并授予了“年度巴士奖”、“年度最佳创新巴士奖”、“年度最佳环保巴士奖”三项亚洲客车最高荣誉。

恒通纯电动客车仅装载140AH电池，续航里程40~50公里，双枪十分钟充电，采用交流异步电机直接驱动。

每天运行200~250公里，在线路起点站充电5~6次，电池使用寿命可以达到6年以上，由于大幅度减少电池，成本和车重明显下降，有希望克服电动客车难以商业化运行的难题。

2011年4月，重庆公交公司购入6辆恒通快速充电纯电动客车投入609线路示范运行。

这是世界第一条快速充电纯电动客车示范运行线路。

经过1年多的运行，行驶5万公里，充电2000多次，经历了重庆山地和44℃高温的考验。

运行中钛酸锂电池发热情况较磷酸锂电池低10℃左右，电池基本无衰减。

2012年6月，国家电网在重庆空港公交枢纽站建成世界第一座大型公交快速充电站，设置6个双枪充电桩，可供40~50台快速充电客车充电，由公交驾驶员自行充电。

充电站建设投资约1500万，全站单班仅2名员工管理。

2012年7月，重庆公交在空港地区再投入25辆快速充电纯电动客车开始商业化运行，线路长度34公里，坡度较大，每天运行170~200公里，充电5~6次，运行状况良好，故障率很低。

钛酸锂电池的优越性能和十分钟快速充电技术的可靠运用，给公交增强了信心。

2013年计划再投入50辆，逐步加大电动客车的使用量。

恒通电动研发的十分钟快速充电客车技术受到世界电动客车领域高度关注，恒通电动客车动力系统公司也成为中国第一家以“快速充电”为核心战略的新能源客车企业。

在纯电客车的基础上，恒通电动客车公司又研发了快速充电插电式混合动力客车，该车也采用长寿命钛酸锂快充电池。

快速充电插电式混合动力客车选用微宏动力生产的新型长寿命钛酸锂快充电池，只需在公交起点站或终点站修建一个110kW充电桩（架）采用集电弓自动充电装置，不需要专人管理就可随时给车辆进行充电。

该车充电5~10分钟可充电8~16度，可纯电行驶，也可混合动力行驶。

每一个充电桩占地10m2 ，一个路队20~25辆车设一个充电桩，充电设备仅需60万元左右，无需专门征地。

每天充4~6次电，节油（气）率可达到40%以上，电池使用寿命6~8年。

系统采用发动机、永磁电机、AMT同轴联接，结构紧凑、合理，可以实现纯发动机、纯电动机和混合动力三种模式运行：在城市中心区、繁华区可实现纯电动驱动、低噪音、零排放；在城市郊区可采用混动模式，低排放，节能减排；在电池耗尽或电动系统故障时采用纯发动机驱动，可确保运行不停运不塌班。

插电式快速充电混合动力客车不需要配置大容量电池，从而大幅降低了车辆的购置成本。

考虑国家补贴后，整车购车成本和使用成本与传统车相当；不需专门征地设置充电设备和充电车位，充电设备成本低、容易布置；快充补电，大幅提高了电池的利用率，方便营运；节油（气）率高，有效降低了运营成本和减少了污染排放。

插电式快速充电混动客车充分保障了公交、电网、电力供应商的各自经济利益，在兼顾节能减排社会效益的同时，又解决了大型充电站建设资金和对电网冲击的难题，因而也最适合城市公交批量使用，是目前国内最有希望实现真正意义上商业化运行的新能源客车。

为此，重庆公交在2012年已投入500辆， 2013年再投入500辆插电式混合动力客车。

目前已有600余辆在重庆29条线路营运，使用情况很好，受到了驾驶员和乘客的喜爱。

到2013年底，新能源客车在重庆的实际运行数量将达到1000辆。

作为一项新技术，快速充电新能源客车还需要更长的时间的来进行市场检验，重庆公交千辆快充电动客车的投放运营，可以为各地公交使用电动客车实现商业化运营起到探路的作用。

快速充电电动客车也有望成为公交新能源客车的一个全新的发展方向。

作者系重庆恒通电动客车动力系统有限公司总经理。