本刊記者|韓 超|文/圖
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北京公交“油改電”,快充或成主力
本刊記者|韓 超|文/圖
小營充電站正在充電的車輛
采用微宏多元復合鋰電池的第3代福田歐輝公交車“更安全、性能也更好”,彌補了老一代純電動車的缺陷,讓城市公交電動化成為了可能。
Abstract
Third Generation Pure E-drive Public Bus On Road in Beijing
To continually carry on the Clean-air program in Beijing, Line 425 replaced all hybrid-power public buses with Foton AUV, the third generation pure E-drive last October. All these new pure E-drive public buses were powered by LpCo made by Microvast with great advantage of fast re-charging.
根據北京市政府治理大氣污染的工作要求,公交集團將持續推廣使用新能源公交車和清潔能源公交車,預計到2017年,二者比例將達到全部車輛的65%以上的規模,其中電動公交車將達到在2萬1 000輛。
為落實首都清潔空氣行動計劃,2015年10月北京425路公交進行了“油改電”,由原來的油-電混合動力公交車變成了福田歐輝第3代純電動公交車,但和以前不同的是,這批純電動車全部采用了微宏動力多元復合鋰電池,滿足快充需求。未來幾年內,快充車輛在北京公交的比重會慢慢增加,并逐步變成主力。
更新車輛之前,425路上一直使用的是油-電混合動力公交車。眾所周知,混合動力公交車除了常規動力外還有一臺大功率電機,在車速20 km/h速度下主要靠電機驅動,由鋰電池提供能量,就像純電動車一樣;當車速超速20 km/h或鋰電池內電量不足時,柴油機啟動,成為車輛主要驅動力,同時為鋰電池充電。在電機驅動的幫助下,柴油機成功避開了高油耗工況,盡可能保持在低油耗工況,從而達到了節油的目的。
“車輛使用初期,油-電混合動力公交車的油耗大約在22 L/100 km,較傳統動力公交車節油20%以上。然而進入2015年,那批車輛服役時間超過了6年,車上搭載的鋰電池到壽命后沒有再更換新電池,電池的儲電能力已經大幅衰減?!北本┕浑娷嚪止镜?2車隊車輛技術負責人王征告訴記者,由于公交車已經無法實現車輛短時間內以純電動的方式行駛,面對公交車頻繁起停以及在繁華區域低速運行需要,大部分的路程采用柴油動力運行,最后只能作為普通柴油公交車使用。
車輛設計之初,起步階段整車由大功率電機驅動,柴油動力只負責在高效轉速區發揮作用,因此匹配功率較小的柴油機即能滿足使用需求。淪為普通柴油車后,功率較小的柴油機讓車輛運行起來十分“吃力”。
王征告訴記者,油-電混合動力公交車的動力系統由車上的ECU控制,只有廠家專業的維修人員才能維修,如果車輛壞在路上,只能等候救援人員將車拖到修理廠;如果是普通公交車,公交駕駛員一般對車輛內部構造略知一二,路上出點小問題,通過自己的判斷完全可以修復車輛,“油-電混合動力車難修,已經影響了公交線路的正常運營?!?/p>
既然鋰電池使用壽命已盡,為什么不聯系廠家更換電池呢?對此,王征回答說:“主要是高昂的電池價格給公司帶來了巨大的負擔?!本鸵?25路那批老車為例,車上共搭載了2個電池箱,鋰電池更換和電機日常保養費用加在一起可是一筆不菲的支出。這意味著,相對普通柴油車而言,1輛油-電混合動力公交車不僅購置成本較高,后期維護成本也較高,節省的20%燃油費用基本都攤在了后期維護成本上。
車廂布局
儀表盤上呈現出詳細的信息
采用雙槍充電
現在來看,無論對于使用方還是生產方來說,混合動力公交車已然變成了“邊緣產物”,唯獨插電式混合動力公交車可能還擁有較大發展潛力。但通過調查記者發現,不單是純電動車受電池壽命影響較大,混合動力公交車同樣深受其害。
425路是北京市繼懷柔投放大型快充純電動公交車后,首批在五環內使用快充純電動車型的公交線路。為了解線路與車輛匹配與否,記者從小營站乘坐425路純電動公交車出發,途經大屯東、豹房、北沙灘、大鐘寺等29個站點,最終達到終點站——南塢公交場站,全程共計20 km,用時1 h。
到達南塢公交場站后,425路公交車駕駛員黃師傅接受了記者的采訪,據他介紹,425路首尾2站只在小營設有滿足快充需求的充電樁,于是換車后特意將終點站延伸3 km至小營站。一般車輛充滿電運營一圈后還剩60%的電量,每天充電6~7次,即可滿足線路的運營需求。遇到上下班高峰,北沙灘、大鐘寺、豹房等站點會出現較嚴重的交通擁堵情況,一個來回可能需要4 h以上的時間,并且冬季開暖風、夏季開空調會進一步增加電量消耗,即便如此,車輛依然能夠滿足使用需求。
“慢充和快充2種運營模式相比較,快充車輛最明顯的優勢便是充電快,出勤率高,更能滿足高頻次發車線路的使用需求。這批快充純電動公交車搭載了120 kWh能量的電池,由于采用功率為450 W的高壓充電樁,跑完一圈后只需要10 min便可充滿電;進入冬季后,受低溫影響電池充電速度較慢,福田歐輝特地給電池艙安裝了加熱板,將車輛冬季充電時間控制在15 min左右?!蓖跽鬟€告訴記者,據福田歐輝廠家介紹,這批車采用了微宏多元復合鋰電池,比普通的磷酸鐵鋰電池的循環使用壽命要高十倍,解決了因電池壽命衰減導致電動公交車后期使用成本上升的大難題。
另外,在南塢公交場站內設有專為121路慢充純電動車使用的充電樁,和小營公交場站相比,站內??康能囕v更多。對此,王征解釋說,121路一共擁有30多輛公交車,充滿電后車輛續駛里程可達70 km,能夠滿足線路2圈運營需求。由于充電需要2 h以上的時間,遇到上下班客流高峰,調度室需要合理安排發車班次,并且需要一些充滿電的公交車作為備班。反觀使用了微宏多元復合鋰電池的425路公交車,實現了車輛即充即發,雖然車輛多達55輛,但公交場站內顯得十分開闊。因此,快速充電站相對于慢速充電站而言,具有占地面積小、投入成本低的特點,這也正是保證在用地緊張地區興建充電站的關鍵所在。
從以上幾點來看,慢充的形式限制了純電動公交車使用的靈活性和方便性,給電動汽車的推廣普及帶來了不小的阻礙。在王征看來,采用微宏多元復合鋰電池的第3代福田歐輝公交車“更安全、性能也更好”,彌補了老一代純電動車的缺陷,讓城市公交電動化成為了可能。
這輛車僅用時9 min即充滿電
車上使用微宏多元復合鋰電池
暫且拋開快充、慢充2種技術路線不提,作為用戶,王征更關注車輛的安全問題。
在安全方面,客車生產企業要嚴把第一道關。該車采用了基于CAN總線的整車監控系統,駕駛員可隨時了解整車動力系統零部件工作狀態。在出現故障的情況下,系統可根據故障等級發出報警?!?級報警,駕駛員必須靠邊停車,根據儀表盤顯示故障跟廠家售后人員聯系,說明車輛情況,由廠家的人來判斷這個車能否繼續行駛;2級報警,車輛將自動斷電,駕駛員跟廠家聯系并在車后樹立警示牌,以提醒后車避讓;3級報警意味著車輛已經發生故障,駕駛員應立刻疏散乘客?!蓖跽魅缡钦f。
對于用戶來說,駕駛純電動車一定要遵循廠家規定,淺充淺放。一般駕駛員出車時首先要核對整車電量,保證不能因為電量不足造成車輛中途停運;其次,還要核查單體電池電壓,假如某節單體電池電壓存在問題,駕駛員應迅速聯系電池廠家維修。如果駕駛員沒有進行事前檢查造成電池過放,將要接受公司處罰,而且使用過程中對車輛造成損壞,還要面臨著賠償問題。
微宏作為電池生產企業,也要為整車企業和用戶提供更安全的電池。就在前不久,微宏發布了“不燃燒電池”令王征印象深刻,該技術是通過不燃燒電解液與耐高溫隔膜2個主動的防御措施,配合STL智能熱控流體這一被動防御措施,最終實現了電池系統的不燃燒、高安全與高性能。王征表示:“說電池完全不會燃燒,我還是有點不太相信,但發布不燃燒電池至少說明了微宏動力在為安全努力,所以用他們的產品我感覺很放心?!?/p>