王蘭

價格、電池容量以及充電便利性等問題成為制約我國純電動汽車發(fā)展的瓶頸。王秉剛表示，純電動在線充城市客車可以改變這種境遇，是我國較佳的電動汽車產品路徑。

今年兩會，對于汽車圈來說，新能源汽車無疑是焦點中的焦點。國家政策的扶持，市場的日漸成熟，促使我國車企紛紛加大了新能源汽車的投入。預計，近幾年，我國新能源汽車依然會保持強勁發(fā)展趨勢。而電池成本高、續(xù)駛里程不夠長、充電不方便的問題，阻礙了我國新能源汽車的大發(fā)展。

如何突破發(fā)展瓶頸？純電動在線充城市客車為什么是我國電動汽車的最佳產品路徑？純電動在線充城市客車實際運營情況如何？

日前，在武漢舉辦的《純電動在線充公交車推廣經驗交流會暨2015第三屆全國公交駕駛員節(jié)能技術大賽第一次工作會議》上，與會專家與公交車代表就中國純電動公交車推廣應用經驗與技術進行了熱烈的討論。國家863節(jié)能與新能源汽車重大項目監(jiān)理咨詢專家組組長、原中國汽車技術研究中心主任王秉剛，國家863電動車重大專項動力電池測試中心主任王子冬，北京理工大學博士周輝均對我國純電動在線充城市客車的綜合表現(xiàn)給予了充分肯定。

發(fā)展前景如何？

國家863電動車重大專項動力電池測試中心主任王子冬指出，我國新能源汽車推廣工作將迎來新階段。“2014-2020年是我國新能源汽車發(fā)展的歷史機遇期。近期，財政部、科技部、工業(yè)和信息化部、發(fā)展改革委啟動了2013-2016年新能源汽車推廣工作。申報的城市與地區(qū)近40個，包括的城市約70個。期望推廣新能源汽車數(shù)量約30萬。已確認38個城市或區(qū)域為新能源汽車推廣應用城市?！?/p>

2014年4月23日，在中國汽車論壇上工信部部長苗圩曾進一步明確，中國將堅持發(fā)展新能源汽車戰(zhàn)略不變，以純電驅動為發(fā)展戰(zhàn)略取向不變，政府扶持政策趨向不變，中國政府將進一步加大支持力度，健全法規(guī)標準，完善財稅政策，推進節(jié)能與新能源汽車的發(fā)展。

而且，繼去年國家密集出臺多項政策支持新能源汽車發(fā)展后，今年的《政府工作報告》中也有三處提到新能源汽車，并將其作為經濟新的增長點。

回顧2014年的汽車市場，可以說新能源汽車實現(xiàn)了“大躍進”式的發(fā)展，新能源汽車累計生產8.39萬輛，同比增長近4倍。在客車細分市場，新能源客車更是逆勢上揚，表現(xiàn)強勁，在客車行業(yè)整體下降的環(huán)境下，全年共計銷售新能源客車18637輛，同比增長80.54%。新能源客車的高熱，很大原因是借助了政策的東風，無論是從環(huán)保民生角度，還是從能源戰(zhàn)略角度，我國推廣新能源汽車的政策依然值得期待，因此，這幾年，新能源客車需求持續(xù)增長的確定性較高。業(yè)內相關人士預測，2015年，新能源客車的市場增幅依然可觀。

從國際上新能源汽車技術和產業(yè)化水平的比較來看，我國新能源客車技術產業(yè)化規(guī)模居世界第一位。涵蓋了插電式、增程式、純電動等多種技術路線，以及慢充、快充、電池更換、在線充電、雙源快充等多種能源補給方式。北美國家推廣的新型能源動力汽車主要采用了混合動力系統(tǒng)，總保有量達到1萬輛；歐洲主要采用混合動力系統(tǒng)與插電式混合動力系統(tǒng)，開始應用在線快充系統(tǒng)（鈦酸鋰負極電池與超級電容），推廣數(shù)量約2500輛。日本主要以混合動力客車為主，推廣數(shù)量約1萬輛。從國際新能源汽車發(fā)展趨勢來看，新型鋰離子電池和新體系電池技術發(fā)展迅猛，以新一代電力電子器件為基礎的電機驅動控制將在2020年實現(xiàn)規(guī)模產業(yè)化，智能化電動汽車技術下一個十年將有可能大大改變整個汽車工業(yè)格局，燃料電池汽車高端技術已開始進入市場。

存在哪些新挑戰(zhàn)？

我國電動汽車發(fā)展前景一片光明，現(xiàn)階段還存在哪些新挑戰(zhàn)？

王子冬的答案是，第一，電動車動力電池遭遇低溫充電難。目前的電動車，特別是電動公交車、電動出租車、私人電動車等大部分使用的是鋰電池。北京、青島、長春、唐山、包頭的新能源汽車示范運行工作，都不同程度遇到了冬季充電困難的問題，使得冬季電動公交車的運力下降，很難保證正常運行?！耙环矫妫蜏丨h(huán)境下電池性能下降，好一點的下降10-15%，差一點的下降35%，這與材料狀態(tài)、電池結構、生產工藝、外殼結構、熱管理系統(tǒng)功能有關。另一方面，低溫充電容易產生析鋰現(xiàn)象，發(fā)生不可逆反應，使得電池容量和能量大幅度下降。嚴重的鋰枝晶會刺穿隔膜，使電池短路，發(fā)生安全事故。”王子冬著重強調低溫充電的弊端。第二，電池安全性較差。動力電池的安全對于電動汽車產業(yè)的發(fā)展至關重要。近年來，隨著各種節(jié)能與新能源汽車試點和實際運營數(shù)量的增多，安全事故時有發(fā)生，事故的分布從縱向看在加工、制造、化成、擱置、運輸、測試、使用、充電維護、回收各個環(huán)節(jié)上，都出現(xiàn)過問題。從橫向看國內外在手機、電腦、電動自行車、電動摩托車、電動轎車、電動公交車、混合動力車等領域應用過程中，也都出現(xiàn)過問題。第三，充電難、電池成本高。第四，電動車開發(fā)、使用、推廣的商業(yè)模式還未成熟。第五，電池不能長壽命使用，一致性、可靠性略差。

王子冬在分析我國電動汽車存在哪些新挑戰(zhàn)的時候，尤其強調了電動車安全的重要性?！澳壳埃瑒恿﹄姵爻霈F(xiàn)問題多數(shù)是在充電時發(fā)生，低溫充電增加了出現(xiàn)問題的概率。如何提高動力電池的可靠性與安全性成為當前業(yè)界關注的焦點。”他認為，所謂電池的一致性和可靠性是指，生產過程中對電池一致性的控制能力，可以通過自動化生產設備和“正確的生產工藝”得以控制（尋找到能夠控制產品質量的工藝方法這點很重要）。另外電池的結構設計要符合大規(guī)模機械化生產設備的要求。而且，在使用過程中對電池一致性的控制能力也同樣重要。比如，合理的電池結構減少低溫環(huán)境下的電池自身溫度不平衡?；蛘卟捎帽M可能減小電池接觸電阻的連接方式，提高電池組的功率性能，同時減少電池的局部升溫?；蛘咦⒅孛恳粋€電池表面的冷卻效果，選擇科學、合理的通風結構，使整個電池組的溫度場得以均勻，以保證電池組在低溫環(huán)境中使用過程中的環(huán)境一致性等。

對于被提及最多的電池成本過高的問題，王子冬認為需要客觀看待，他對《汽車觀察》記者說：“汽車電池的問題是個永久話題，而不是根本問題，技術進步會不斷有新電池問世，而剛出來的新電池成本一定比較高，所以動力電池的成本會經常出現(xiàn)由高到低，再由低到高，周而往復循環(huán)下去的規(guī)律?！?

如何突破發(fā)展瓶頸？

近年來，對于我國新能源汽車產業(yè)的大發(fā)展，被詬病最多的就是電池成本高，續(xù)駛里程短，充電不便利的問題，它已經成為制約我國純電動汽車發(fā)展的主要瓶頸。該瓶頸如何突破？

王子冬說：“純電動在線充城市客車是當前最好的新能源產品路徑，可以大大緩解電池成本高，續(xù)駛里程短，充電難等各種挑戰(zhàn)?！彼ㄗh，我國新能源汽車的推廣要有一個輕重緩急的順序，新能源汽車可先從公交大巴、出租、租賃包括一些城市的輕型物流，郵政等細分汽車起步。甚至有條件的話，進入到部分單位用車，包括政府用車，或者其他用車領域，來加強私人消費者對新能源汽車的認識，然后再進入私人購買領域。

“電動公交車是我國新能源汽車最活躍的創(chuàng)新領域。無論節(jié)能，還是減排，電動公交都是最佳選擇?！蓖醣鼊偱c王子冬的觀點一致。會上，他對我國正在運營的慢充式、換電式、插電式、增程式、快充式、在線充電式共六種不同電動公交技術路徑方式進行了綜合比較。“通過比較這六種電動公交車的技術方案發(fā)現(xiàn)，在安全性、環(huán)保性、經濟性、方便性四個方面，只有在線充電式電動公交的表現(xiàn)最佳?！?/p>

“治理霧霾成為公交車電動化的強勁動力與壓力，緩解交通擁堵公交優(yōu)先是唯一的選擇。”王子冬說。

“推廣純電動公交車有利于降低碳排放。國四柴油車每年7萬公里里程，在城區(qū)內直接排放污染物1.1噸，純電動客車排放為零。首先，公交車承擔著城市客運的主要任務，約承擔城市客運60%的運力。我國城市公交客車的總量大約50余萬輛，并呈逐年增長的趨勢。而且隨著城鎮(zhèn)化的進程，公交車的保有量將會實現(xiàn)持續(xù)增長。其次，機動車的尾氣排放已成為城市空氣的主要污染源，其中公交車占有顯著比例，尤其對PM2.5的貢獻非常突出。通過比較各類車型的污染物排放發(fā)現(xiàn)，大客車是氮氧化物和PM2.5的重要的貢獻者。車輛排放對PM2.5的貢獻，北京是36%，上海是25%。其中公交車又占著很重要的比重，所以說改善空氣品質，公交車電動化勢在必行?！蓖醣鼊傆脭?shù)據(jù)證明了公交優(yōu)先，純電動公交優(yōu)先的論點，他對純電動在線充城市客車的推廣表現(xiàn)出非?？隙ǖ膽B(tài)度?！霸诰€充電模式如果可以進一步普及，不僅有利于節(jié)能減排的實施，也能有效降低運營成本。與普通純電動車相比，在線充電式汽車可以減少電池組用量，而且電池使用方式更合理，從而大大降低電池成本?！?/p>

有關專家曾指出，在當前環(huán)保形勢嚴峻及世界石油資源匱乏的情況下，解決大氣污染問題，須改變交通工具結構，無軌電車應成為城市綠色公交的首選。據(jù)了解，純電動在線充城市客車是現(xiàn)代意義上的汽車，具有純電動汽車的全部特征，但不是無軌電車。純電動在線充城市客車已經包含了純電動汽車的核心組件即大三電：電機、電控、電池，小三電：電動空調、電動轉向、電動剎車。無軌電車與純電動汽車的最大區(qū)別是，無軌電車沒有車載動力電池；純電動在線充城市客車與其他類型純電動城市客車的區(qū)別是，純電動在線充城市客車的補電方式由過去的兩種（固定的電樁充電、換電）的基礎上又增加了一種利用架空線網(wǎng)取電方式。

“在線充電、固定的電樁充電、換電模式都有自己的特點、有自己的不足，有自己的適宜條件和范圍?，F(xiàn)階段，對于“點對點”式城市公交的實際情況而言，10米-12米純電動城市客車的取電方式，在線充電比固定的電樁充電、換電模式更適宜、更方便、更節(jié)約一些，公交用戶的接受度要高得多?！北本┕淮戆l(fā)表了自己的觀點。

“純電動在線充城市客車技術是純電動城市客車技術與無軌電車技術的結合，能夠利用無軌電車線網(wǎng)為車輛進行在線充電，克服了現(xiàn)有電池技術瓶頸和充（換）電設施不足的缺點。純電動在線充城市客車符合公交運營需求，是城市交通電氣化可持續(xù)發(fā)展的有效解決方案，符合國家節(jié)能環(huán)保新能源汽車發(fā)展方向?！蔽錆h公交公司代表表現(xiàn)出積極的態(tài)度。

實際運營怎樣？

無論是國家政策的扶持，還是專家有力的數(shù)據(jù)分析，純電動在線充城市客車的發(fā)展已然迎來了春天。我國實際推廣運營情況如何？

據(jù)了解，通過在線充電、無線電池組供電方式，可以積極有效地擴大城市公交服務的覆蓋面，實現(xiàn)城市公交體系的智能調控，實現(xiàn)城市公交車輛運行的零排放，為降低城市霧霾做貢獻。由于有了在線充電，電池組的溫度可以始終保持在10℃以上，解決了冬季鋰電池不能充電的問題，延長電池組的使用壽命，降低運營成本。在線充可以利用城市直流電網(wǎng)體系建設小型電動車充電站，解決電力基礎建設投入過大的難題。

“武漢結合自身特色，發(fā)展純電動在線充模式，是城市公交較為科學的模式，這條路選對了?！敝茌x博士說。

王子冬認為，目前我國城市公交系統(tǒng)采用電動車是工作的重點和難點。他建議，各地根據(jù)自身實際情況選擇并探索適合本地區(qū)新能源汽車尤其是純電動公交車推廣應用的技術路線和商業(yè)模式。探索降低電動公交成本方案，使用安全快充的電池例如短距離快充、在線充電等。以確保安全，對公交車實施100%監(jiān)控。

可喜的是，我國純電動在線充城市客車的研發(fā)已經取得商業(yè)化成功，揚子江牌純電動在線充城市客車已經投入運營。2014年，武漢市公交集團投入200臺“在線充”公交車，分別配置在電8路、電5路、電9路、530路上。2015年還將增加800臺純電動公交車?！拔錆h市發(fā)展純電動在線充城市客車，在國內已經引起廣泛的關注，北京、上海、杭州、濟南也正在借鑒和發(fā)展這種模式。揚子江純電動在線充城市客車的運營，標志著公交電動化運營模式的新發(fā)展時期?！蔽錆h市公交集團電車公司負責人自信的說。

據(jù)揚子江汽車在線充項目組徐作琴介紹，純電動在線充城市客車具有如下技術特點。一，充電方式靈活，電池淺充淺放。淺充淺放的充電模式使電池容量始終保持在一個良好區(qū)間，從而維護電池活性，延長電池使用壽命。二，采用制動能量回饋策略。電池供電模式，回饋電流直接回饋到電池組中；線網(wǎng)供電模式，回饋電流通過高壓充電機回饋到電池組。三，儲能系統(tǒng)和線網(wǎng)耦合方式。儲能系統(tǒng)和線網(wǎng)通過共陰極二極管模塊耦合，保證線網(wǎng)供電模式和電池供電模式無縫切換。

純電動在線充城市客車具有哪些運營優(yōu)勢？東風揚子江汽車（武漢）有限責任公司銷售公司總經理云家棋指出，在線充車輛具有良好的公交運營適應性。車輛日行駛里程（≥200公里），滿足公交各種線路運營需求。車輛座椅布置數(shù)量達到38座，站立區(qū)承載面積可達到8.7m2，最大承載人數(shù)達到107人，車輛運營能力超過傳統(tǒng)車輛。“電池可保證使用8年，同車同壽命。車輛動力性能滿足滿載狀態(tài)下在20%的坡道上正常運行的要求；適應城市公交道路條件，滿足公交頻繁起停工況的要求；能夠全天候、全年候地正常運行，并適應各類氣候條件。車輛故障率低于傳統(tǒng)車輛故障率，車輛日常維護保養(yǎng)費用為傳統(tǒng)車輛的一半，無需增加專業(yè)充電操作及管理工作人員?！痹萍移鍖冸妱釉诰€充城市客車充滿自信。

“純電動在線充城市客車是目前新能源產品技術路線路徑之一，有其明顯的區(qū)域特點，需要結合當?shù)貤l件推廣應用。汽車電動化是未來發(fā)展方向，能源的提供方式會有許多種，在線充電式是其中的一種方式?！蓖踝佣瑢冸妱釉诰€充城市客車給出了專業(yè)的解讀。