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北京公交“油改电”,快充或成主力

作者:本刊记者 韩超 文/图

本刊记者 韩超 文/图

采用微宏多元复合锂电池的第3代福田欧辉公交车“更安全、性能也更好”,弥补了老一代纯电动车的缺陷,让城市公交电动化成为了可能。


小营充电站正在充电的车辆

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.

根据北京市政府治理大气污染的工作要求,公交集团将持续推广使用新能源公交车和清洁能源公交车,预计到2017年,二者比例将达到全部车辆的65%以上的规模,其中电动公交车将达到在2万1 000辆。

为落实首都清洁空气行动计划,2015年10月北京425路公交进行了“油改电”,由原来的油-电混合动力公交车变成了福田欧辉第3代纯电动公交车,但和以前不同的是,这批纯电动车全部采用了微宏动力多元复合锂电池,满足快充需求。未来几年内,快充车辆在北京公交的比重会慢慢增加,并逐步变成主力。

混合动力公交车沦为柴油车

更新车辆之前,425路上一直使用的是油-电混合动力公交车。众所周知,混合动力公交车除了常规动力外还有一台大功率电机,在车速20 km /h速度下主要靠电机驱动,由锂电池提供能量,就像纯电动车一样;当车速超速20 km/h或锂电池内电量不足时,柴油机启动,成为车辆主要驱动力,同时为锂电池充电。在电机驱动的帮助下,柴油机成功避开了高油耗工况,尽可能保持在低油耗工况,从而达到了节油的目的。

“车辆使用初期,油-电混合动力公交车的油耗大约在22 L/100 km,较传统动力公交车节油20%以上。然而进入2015年,那批车辆服役时间超过了6年,车上搭载的锂电池到寿命后没有再更换新电池,电池的储电能力已经大幅衰减。”北京公交电车分公司第12车队车辆技术负责人王征告诉记者,由于公交车已经无法实现车辆短时间内以纯电动的方式行驶,面对公交车频繁起停以及在繁华区域低速运行需要,大部分的路程采用柴油动力运行,最后只能作为普通柴油公交车使用。

车辆设计之初,起步阶段整车由大功率电机驱动,柴油动力只负责在高效转速区发挥作用,因此匹配功率较小的柴油机即能满足使用需求。沦为普通柴油车后,功率较小的柴油机让车辆运行起来十分“吃力”。

王征告诉记者,油-电混合动力公交车的动力系统由车上的ECU控制,只有厂家专业的维修人员才能维修,如果车辆坏在路上,只能等候救援人员将车拖到修理厂;如果是普通公交车,公交驾驶员一般对车辆内部构造略知一二,路上出点小问题,通过自己的判断完全可以修复车辆,“油-电混合动力车难修,已经影响了公交线路的正常运营。”

既然锂电池使用寿命已尽,为什么不联系厂家更换电池呢?对此,王征回答说:“主要是高昂的电池价格给公司带来了巨大的负担。”就以425路那批老车为例,车上共搭载了2个电池箱,锂电池更换和电机日常保养费用加在一起可是一笔不菲的支出。这意味着,相对普通柴油车而言,1辆油-电混合动力公交车不仅购置成本较高,后期维护成本也较高,节省的20%燃油费用基本都摊在了后期维护成本上。

现在来看,无论对于使用方还是生产方来说,混合动力公交车已然变成了“边缘产物”,唯独插电式混合动力公交车可能还拥有较大发展潜力。但通过调查记者发现,不单是纯电动车受电池寿命影响较大,混合动力公交车同样深受其害。


车厢布局


仪表盘上呈现出详细的信息


采用双枪充电


快充技术助推城市公交电动化

425路是北京市继怀柔投放大型快充纯电动公交车后,首批在五环内使用快充纯电动车型的公交线路。为了解线路与车辆匹配与否,记者从小营站乘坐425路纯电动公交车出发,途经大屯东、豹房、北沙滩、大钟寺等29个站点,最终达到终点站——南坞公交场站,全程共计20 km,用时1 h。

到达南坞公交场站后,425路公交车驾驶员黄师傅接受了记者的采访,据他介绍,425路首尾2站只在小营设有满足快充需求的充电桩,于是换车后特意将终点站延伸3 km至小营站。一般车辆充满电运营一圈后还剩60%的电量,每天充电6~7次,即可满足线路的运营需求。遇到上下班高峰,北沙滩、大钟寺、豹房等站点会出现较严重的交通拥堵情况,一个来回可能需要4 h以上的时间,并且冬季开暖风、夏季开空调会进一步增加电量消耗,即便如此,车辆依然能够满足使用需求。

“慢充和快充2种运营模式相比较,快充车辆最明显的优势便是充电快,出勤率高,更能满足高频次发车线路的使用需求。这批快充纯电动公交车搭载了120 kWh能量的电池,由于采用功率为450 W的高压充电桩,跑完一圈后只需要10 min便可充满电;进入冬季后,受低温影响电池充电速度较慢,福田欧辉特地给电池舱安装了加热板,将车辆冬季充电时间控制在15 min左右。”王征还告诉记者,据福田欧辉厂家介绍,这批车采用了微宏多元复合锂电池,比普通的磷酸铁锂电池的循环使用寿命要高十倍,解决了因电池寿命衰减导致电动公交车后期使用成本上升的大难题。

另外,在南坞公交场站内设有专为121路慢充纯电动车使用的充电桩,和小营公交场站相比,站内停靠的车辆更多。对此,王征解释说,121路一共拥有30多辆公交车,充满电后车辆续驶里程可达70 km,能够满足线路2圈运营需求。由于充电需要2 h以上的时间,遇到上下班客流高峰,调度室需要合理安排发车班次,并且需要一些充满电的公交车作为备班。反观使用了微宏多元复合锂电池的425路公交车,实现了车辆即充即发,虽然车辆多达55辆,但公交场站内显得十分开阔。因此,快速充电站相对于慢速充电站而言,具有占地面积小、投入成本低的特点,这也正是保证在用地紧张地区兴建充电站的关键所在。

从以上几点来看,慢充的形式限制了纯电动公交车使用的灵活性和方便性,给电动汽车的推广普及带来了不小的阻碍。在王征看来,采用微宏多元复合锂电池的第3代福田欧辉公交车“更安全、性能也更好”,弥补了老一代纯电动车的缺陷,让城市公交电动化成为了可能。



车上使用微宏多元复合锂电池


这辆车仅用时9 min即充满电


多方呵护,严把电车安全关

暂且抛开快充、慢充2种技术路线不提,作为用户,王征更关注车辆的安全问题。

在安全方面,客车生产企业要严把第一道关。该车采用了基于CA N总线的整车监控系统,驾驶员可随时了解整车动力系统零部件工作状态。在出现故障的情况下,系统可根据故障等级发出报警。“1级报警,驾驶员必须靠边停车,根据仪表盘显示故障跟厂家售后人员联系,说明车辆情况,由厂家的人来判断这个车能否继续行驶;2级报警,车辆将自动断电,驾驶员跟厂家联系并在车后树立警示牌,以提醒后车避让;3级报警意味着车辆已经发生故障,驾驶员应立刻疏散乘客。”王征如是说。

对于用户来说,驾驶纯电动车一定要遵循厂家规定,浅充浅放。一般驾驶员出车时首先要核对整车电量,保证不能因为电量不足造成车辆中途停运;其次,还要核查单体电池电压,假如某节单体电池电压存在问题,驾驶员应迅速联系电池厂家维修。如果驾驶员没有进行事前检查造成电池过放,将要接受公司处罚,而且使用过程中对车辆造成损坏,还要面临着赔偿问题。

微宏作为电池生产企业,也要为整车企业和用户提供更安全的电池。就在前不久,微宏发布了“不燃烧电池”令王征印象深刻,该技术是通过不燃烧电解液与耐高温隔膜2个主动的防御措施,配合S TL智能热控流体这一被动防御措施,最终实现了电池系统的不燃烧、高安全与高性能。王征表示:“说电池完全不会燃烧,我还是有点不太相信,但发布不燃烧电池至少说明了微宏动力在为安全努力,所以用他们的产品我感觉很放心。”

 

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