王硯生談奧運(yùn)純電動(dòng)大客車技術(shù)

王曉勇

近期北京清潔能源車展上琳瑯滿目的新能源汽車，讓記者感嘆：政策的扶持對(duì)產(chǎn)品技術(shù)的開發(fā)推進(jìn)作用立竿見影!但經(jīng)了解，大部分廠家的新能源展車還只是到樣車階段，按照汽車新產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)度，樣車距離成品車還有很長一段距離，甚至可以說，樣車最多只進(jìn)行到開發(fā)進(jìn)度的一半。

目前全世界的純電動(dòng)大客車，只有一款，大批量連續(xù)運(yùn)行超過一年時(shí)間。證實(shí)了其產(chǎn)品性能穩(wěn)定可靠，可稱之為成熟產(chǎn)品，它就是我們的奧運(yùn)純電動(dòng)大客車BK6122EV。至此，在奧運(yùn)純電動(dòng)大客車滿運(yùn)行一周年之際，記者采訪了奧運(yùn)純電動(dòng)大客車的設(shè)計(jì)師之一、奧運(yùn)純電動(dòng)大客車的生產(chǎn)廠家原京華客車公司技術(shù)中心副主任王硯生。

其實(shí)從2002年底，我們京華客車公司就和北京理工大學(xué)開始共同承擔(dān)國家863課題的電動(dòng)汽車。選擇我們，是因?yàn)榫┤A客車公司具備生產(chǎn)無軌電車的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)力量。純電動(dòng)車和無軌電車相比，基本原理一樣，不同的是電源：無軌電車是線網(wǎng)供電，電動(dòng)車則是電池。但真正做起來，各個(gè)零部件又差別很大。到了2006年初，我們接受了奧運(yùn)會(huì)純電動(dòng)車項(xiàng)目。這之前，電動(dòng)客車試制74輪，樣車做了10輛，其中有9輛在北京121路(阜成門一黃莊)公交試運(yùn)行，試運(yùn)行了將近2年時(shí)間。

我們做奧運(yùn)純電動(dòng)大客車的這個(gè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)被稱為總體組，還有另外一些廠家，如株洲電力機(jī)車研究所、北京交通大學(xué)和中信國安盟固利公司等，分別負(fù)責(zé)整個(gè)車輛不同部件的研發(fā)。奧運(yùn)純電動(dòng)大客車應(yīng)用的各項(xiàng)技術(shù)，都是我們研發(fā)團(tuán)隊(duì)成員研發(fā)的。這個(gè)車所有的零件，除了低地板門式橋，都是國產(chǎn)的。后來這個(gè)車的研發(fā)獲得了國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。明年北京市還將交付使用50輛，另外上海世博會(huì)的一音5分用車也是用它的技術(shù)。

“電池包”設(shè)計(jì)理念保證電池在理想狀態(tài)下運(yùn)行，解決了電池使用中壽命瓶頸問題

當(dāng)時(shí)電池系統(tǒng)可選有鉛酸電池，鎳氫電池、鋰離子電池。經(jīng)過慎重研究，總體組決定使用鋰電池，具體說是錳酸鋰電池，由中信國安盟固利公司研發(fā)生產(chǎn)的。

在這次產(chǎn)品研發(fā)中，我們有一個(gè)重要突破，那就是“電池包”設(shè)計(jì)理念。

電池的使用壽命長短和電池怎么使關(guān)系非常大，電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池，使用維護(hù)得好，可能能達(dá)到它的設(shè)計(jì)壽命——3年或充放電1000次以上；用得不好，同樣的電池可能1－3個(gè)月就報(bào)廢了。動(dòng)力電池價(jià)格高，使用管理不好報(bào)廢非?？?，所以—直是純電動(dòng)汽車應(yīng)用和發(fā)展的瓶頸。一車電池的成本，以我們這個(gè)車和使用的盟固利電池為例，電池價(jià)格50多萬元，占了整車成本的1／4，這輛車屬于高檔公交車，而對(duì)于低檔公交車，鋰離子動(dòng)力電池的成本可以占到整車成本的1／2或1／3。

“電池包”的設(shè)計(jì)理念，解決了這一使用難題。電池包相當(dāng)于一組動(dòng)力的設(shè)備，而且是一組具備智能化管理功能的動(dòng)力設(shè)備。把電池裝在特制的電池箱里，這個(gè)箱子具備防塵，防水，緩沖防撞，通風(fēng)，溫度管理功能，而且所有電池的信息，包括電池的單體電壓，總體電壓、溫度、容量，剩余電量等，都能在司機(jī)的儀表盤中看到。這保證了電池在可控的條件下運(yùn)行，電池的壽命得到保證。一開始研究，我們走了很多彎路，從2002年底到奧運(yùn)會(huì)，慢慢總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，研制出了這么一個(gè)新的產(chǎn)品。現(xiàn)在“電池包”的設(shè)計(jì)理念，得到了大家共識(shí)，不管誰在做電動(dòng)汽車，也不管大客車還是小轎車，都在用這種方式。

電池配組技術(shù)世界第一，回避了單體電池不一致性問題，促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程

電池生產(chǎn)這么多年，人們始終強(qiáng)調(diào)電池單體的性能指標(biāo)。但是單體電池對(duì)電動(dòng)車沒有意義，必須要成組才能應(yīng)用。所謂成組，就是根據(jù)電動(dòng)車的需要將所有單體電池串(并)聯(lián)起來成為一組電池。這樣就出現(xiàn)一個(gè)問題：單體電池的不一致性。由于電池性能的不一致，動(dòng)力電池組在電動(dòng)汽車上使用的性能指標(biāo)達(dá)不到單體電池原有的水平，使用壽命縮短數(shù)倍甚至十幾倍，嚴(yán)重影響了電動(dòng)汽車的開發(fā)和應(yīng)用。單體電池的不一致性在成組應(yīng)用中會(huì)惡性循環(huán)，說的通俗一點(diǎn)，像傳染病一樣，個(gè)別電池壞了會(huì)把一組電池都帶壞了，比如放電時(shí)，因?yàn)槿萘康钠?，有的電池電壓還較高，還可以用，有的電壓偏低了，并聯(lián)的一組電池之間就會(huì)相互充電，造成這一組電池參數(shù)下降，進(jìn)而延伸到整車電池參數(shù)的下降。

成組應(yīng)用技術(shù)是我們團(tuán)隊(duì)在電池應(yīng)用領(lǐng)域的創(chuàng)新，我們研發(fā)團(tuán)隊(duì)在這方面做了大量的研究。以前電池廠家沒有研究過電池成組應(yīng)用的問題，提供的任何一支單體電池都是符合標(biāo)準(zhǔn)的，但100支放在一起就面目全非。配組應(yīng)用，對(duì)這個(gè)車來說，就是把4支90Ah的單體電池先并聯(lián)起來，等效成一支360Ah的電池，這樣一共配成104組，然后再把104組串聯(lián)起來。這樣對(duì)電池廠家配組的精度要求，只是針對(duì)并聯(lián)成一組的4個(gè)單體電池，要求大大降低。

電池成組應(yīng)用是創(chuàng)意，回避了電池發(fā)展水平的問題。通過奧運(yùn)會(huì)的運(yùn)行驗(yàn)證，得到了肯定。全國13個(gè)城市發(fā)展新能源車輛，都采用這種模式。

純電動(dòng)客車，不能硬性套傳統(tǒng)車性能指標(biāo)；城市公交車，單純比較續(xù)駛里程毫無意義

純電動(dòng)客車的續(xù)駛里程性能，不能硬性套傳統(tǒng)挈性能指標(biāo)。目前純電動(dòng)客車適合在一個(gè)相對(duì)固定的區(qū)段里面運(yùn)行，比如公交車、郵政車，環(huán)衛(wèi)車，就在北京這個(gè)圈里，跑一圈兩圈回來充電就行了。純電動(dòng)客車，都是區(qū)段運(yùn)行，沒必要考核那么長的里程，車上減少動(dòng)力電池的裝備數(shù)量，就減輕了車輛自重，減少了無效電能消耗，提高了車輛使用效率，增加了載客量，并減少了車輛購置成本。

至于將來要在全國像建加油站那樣建充電站，純電動(dòng)客車做中遠(yuǎn)距離運(yùn)營，我認(rèn)為離那一天還很遙遠(yuǎn)。就目前的運(yùn)營來說，電池快速更換系統(tǒng)就是最佳解決方案。