合肥公交新能源車(chē)推廣使用中存在的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)方法

合肥公共交通集團(tuán)有限公司 王 濤

合肥公交新能源車(chē)推廣使用中存在的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)方法

合肥公共交通集團(tuán)有限公司 王 濤

2010年元月，合肥公交集團(tuán)首批30輛12米純電動(dòng)車(chē)投入運(yùn)營(yíng)，該批車(chē)輛采用磷酸鐵鋰電池+超級(jí)電容，裝電容量270千瓦，部分車(chē)輛在未更換電池的情況下最高行駛里程達(dá)32萬(wàn)公里，總體運(yùn)行情況良好。此后又陸續(xù)投入10米、12米純電動(dòng)車(chē)及12米插電式混合動(dòng)力車(chē)，截至目前，合肥公交集團(tuán)新能源車(chē)輛達(dá)到1340臺(tái)，其中純電動(dòng)車(chē)1090臺(tái)，插電式混合動(dòng)力車(chē)250臺(tái)（含增程式混合動(dòng)力車(chē)100臺(tái)），占營(yíng)運(yùn)車(chē)輛的31.32%。

1 新能源車(chē)輛推廣使用存在的主要問(wèn)題

1.1 續(xù)航里程短，車(chē)輛通過(guò)性差，載客容量小

純電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)航里程還不能完全滿(mǎn)足公交全工況實(shí)際營(yíng)運(yùn)需求，是目前制約純電動(dòng)車(chē)推廣使用的瓶頸?，F(xiàn)有純電動(dòng)車(chē)?yán)碚撋侠m(xù)駛里程可達(dá)250公里以上，但正常使用的純電動(dòng)車(chē)一次充電續(xù)駛里程只能在220公里左右。為滿(mǎn)足這一要求，一般需增加車(chē)輛的電池裝電容量，但車(chē)輛自重加大，乘客座椅布置方式改變會(huì)使車(chē)廂通道變窄，載客空間與載客量都將受限。據(jù)測(cè)算，10米純電動(dòng)車(chē)的載客量比傳統(tǒng)同類(lèi)車(chē)載客量降低15%-20%，同時(shí)也難以滿(mǎn)足國(guó)家補(bǔ)貼對(duì)車(chē)輛的要求，增加了投入成本。

1.2 充電設(shè)施及充電形式單一

目前我公司在用和在建的公交充電站都選在公交現(xiàn)有的停保場(chǎng)或首末站，占用了車(chē)輛停放區(qū)域，一般充電站單車(chē)占用的停車(chē)面積約為傳統(tǒng)車(chē)輛的1.5倍甚至更多。同時(shí)由于我公司現(xiàn)有的純電動(dòng)車(chē)輛電池種類(lèi)單一，全部為磷酸鐵鋰，充電倍率低，均為慢充，且現(xiàn)有充電樁不能實(shí)現(xiàn)柔性充電，運(yùn)行效率低，樁車(chē)比高。充電樁過(guò)于集中且多為單回路供電，給停電及突發(fā)事件的應(yīng)急處置增加難度。

1.3 后臺(tái)監(jiān)控及車(chē)輛控制系統(tǒng)智能化水平有待提高

雖然理論上可實(shí)現(xiàn)智能充電，但由于電池管理系統(tǒng)（BMS）準(zhǔn)確性不夠、BMS及控制系統(tǒng)可靠性不高等影響，往往在充電過(guò)程中還需進(jìn)行人工巡檢，不能合理利用低谷充電及對(duì)電池進(jìn)行有效保護(hù)。早期投入的車(chē)輛可靠性差，防護(hù)等級(jí)低，缺少電池預(yù)警及在線監(jiān)控系統(tǒng)。充電設(shè)施后臺(tái)監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)不完善，計(jì)量準(zhǔn)確性不高，不利于企業(yè)能耗管理。

車(chē)輛“三電”系統(tǒng)軟故障較多，新能源車(chē)輛與傳統(tǒng)車(chē)輛發(fā)展相比較，仍然處于探索和不斷完善的初級(jí)階段，新能源車(chē)輛“三電”系統(tǒng)故障頻繁，尤其是電控系統(tǒng)故障，經(jīng)常出現(xiàn)諸如絕緣故障、動(dòng)力不足及BMS故障、電動(dòng)空壓機(jī)散熱不良等，為此，我們維修人員與車(chē)企、電池企業(yè)技術(shù)人員組成技術(shù)組，通過(guò)多次試驗(yàn)和跟蹤檢查，不斷總結(jié)改進(jìn)完善，并在后期推廣的新能源車(chē)型中加以改進(jìn)，目前使用的純電動(dòng)車(chē)“三電”系統(tǒng)性能基本穩(wěn)定，故障率明顯降低。

1.4 車(chē)輛安全性有待提高

新能源車(chē)輛推廣以來(lái)，其安全性一直是我們的顧慮，尤其是動(dòng)力電池的安全性。因動(dòng)力電池的特殊性質(zhì)，其爆炸起火、涉水短路、漏電觸電是新能源車(chē)輛安全性三個(gè)主要方面。

發(fā)生電池爆炸起火主要是BMS與充電過(guò)充保護(hù)不足、車(chē)輛控制策略設(shè)計(jì)隱患導(dǎo)致極端工況下過(guò)充、實(shí)時(shí)監(jiān)控不到位等原因造成。早期使用的新能源車(chē)輛動(dòng)力電池過(guò)充保護(hù)系統(tǒng)不穩(wěn)定，過(guò)放保護(hù)系統(tǒng)只有總電壓過(guò)放保護(hù)，不能有效保護(hù)單體電壓過(guò)放。為此，我們加強(qiáng)充電過(guò)程中的巡檢力度和電池日常點(diǎn)檢和維保，同時(shí)加強(qiáng)駕修人員的維修使用安全教育，同時(shí)完善電池的在線實(shí)時(shí)監(jiān)控。

電池涉水短路自燃是新能源汽車(chē)重大安全隱患，由于車(chē)輛進(jìn)水導(dǎo)致動(dòng)力電池短路、漏電，尤其在多雨季節(jié)危險(xiǎn)更大。為此我們出臺(tái)相關(guān)規(guī)定，教育駕駛員嚴(yán)禁車(chē)輛涉水行駛，避免駛?cè)敕e水深度超過(guò)250毫米的區(qū)域，禁止用高壓水槍或洗車(chē)臺(tái)對(duì)車(chē)輛進(jìn)行沖洗，對(duì)于電池艙密封性進(jìn)行技術(shù)改造，以避免電池涉水短路。

觸電危險(xiǎn)也是新能源汽車(chē)推廣中的一大類(lèi)安全隱患。新能源客車(chē)上的超大電池組采用高電壓、大電流的回路，一旦發(fā)生漏電，將對(duì)人身安全造成巨大傷害。要求駕駛員嚴(yán)禁觸碰高壓部分，純電動(dòng)車(chē)維修人員要經(jīng)過(guò)培訓(xùn)并取得電工操作證后上崗。

1.5 維保服務(wù)能力及技術(shù)人才不足

新能源汽車(chē)作為新技術(shù)應(yīng)用綜合體，顛覆了常規(guī)燃油燃?xì)廛?chē)動(dòng)力傳遞模式，使原先從事汽車(chē)維修技能的員工（包括車(chē)企售后服務(wù)人員）進(jìn)入對(duì)新能源技術(shù)初始學(xué)習(xí)積累過(guò)程，維保服務(wù)能力及技術(shù)人才不能滿(mǎn)足要求，尤其在新能源車(chē)輛推廣初級(jí)階段，故障頻率高，排除故障時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題最為突出。

我們經(jīng)過(guò)加強(qiáng)維修人員特別是青年技工專(zhuān)項(xiàng)培訓(xùn)，充實(shí)公交新能源車(chē)輛維修隊(duì)伍，逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)械維修向電子技術(shù)維修轉(zhuǎn)型。開(kāi)展就車(chē)維修技術(shù)學(xué)習(xí)，逐步摸索熟悉新技術(shù)應(yīng)用，通過(guò)點(diǎn)滴知識(shí)積累，掌握基本維修技能，逐步提升維修熟練程度和經(jīng)驗(yàn)值。

2 對(duì)新能源公交車(chē)推廣使用相關(guān)問(wèn)題的思考

2.1 新能源汽車(chē)推廣必須保證安全

新能源汽車(chē)安全問(wèn)題，一直是新能源車(chē)輛推廣使用過(guò)程中關(guān)注焦點(diǎn)和重點(diǎn)，近年來(lái)，國(guó)內(nèi)部分新能源車(chē)輛電池爆炸起火、涉水短路自燃、漏電等安全事故觸目驚心，新能源車(chē)輛的安全性越來(lái)越得到各界高度重視，個(gè)人認(rèn)為新能源車(chē)輛安全問(wèn)題應(yīng)從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、技術(shù)設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)維護(hù)等方面加以考慮：

（1）在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)上加強(qiáng)安全功能設(shè)計(jì)，從源頭提升安全性，產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)階段，需從整車(chē)控制、動(dòng)力電池、高壓安全等方面以高標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，產(chǎn)品的安全性關(guān)鍵是要用可靠的技術(shù)手段作保障。

（2）在動(dòng)力系統(tǒng)方面，需從材料、電芯、模組和系統(tǒng)四個(gè)層面開(kāi)展動(dòng)力電池的安全設(shè)計(jì)，采用陶瓷涂覆隔膜和阻燃電解液等技術(shù)，降低電池短路和起火的風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)化動(dòng)力電池的熱管理系統(tǒng)和在線預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

（3）在高壓系統(tǒng)安全方面，需從防水、防火、碰撞防護(hù)以及人員觸電防護(hù)等方面周密設(shè)計(jì)，以最高標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)化安全功能。

（4）充分利用智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)，對(duì)新能源車(chē)運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)后臺(tái)數(shù)據(jù)監(jiān)控，建立事故預(yù)警、應(yīng)急響應(yīng)保證機(jī)制，為新能源車(chē)輛安全使用保駕護(hù)航。

2.2 新能源車(chē)輛使用需求和保障的思考

隨著高充電倍率電池技術(shù)的發(fā)展，為公交行業(yè)提供越來(lái)越多的充電方式選擇方案，如快充方式、慢充快補(bǔ)方式（包括微型撬裝變電站+架空線網(wǎng)）、雙源無(wú)軌方式等。現(xiàn)階段純電動(dòng)車(chē)慢充不能滿(mǎn)足公交車(chē)輛白天營(yíng)運(yùn)、夜晚進(jìn)場(chǎng)充電的需求，我們正在研究使用高充電倍率電池和大功率充電樁對(duì)電動(dòng)車(chē)進(jìn)行快充慢補(bǔ)的充電方式，以解決公交的實(shí)際需求，或者利用大功率充電樁使用鈦酸鋰電池進(jìn)行快充以滿(mǎn)足公交的運(yùn)營(yíng)需求。

新能源車(chē)輛順利推廣離不開(kāi)強(qiáng)有力的售后保障和技術(shù)人才，新能源汽車(chē)生產(chǎn)廠家應(yīng)設(shè)立固定的售后服務(wù)點(diǎn)和服務(wù)人員，保證產(chǎn)品售后服務(wù)質(zhì)量與水平，對(duì)其推廣應(yīng)用的新能源汽車(chē)定期定次地進(jìn)行安全檢查和性能測(cè)試，做好風(fēng)險(xiǎn)隱患的排查。相關(guān)維保人員做好純電動(dòng)車(chē)的日常維護(hù)，“三電”系統(tǒng)的清潔、防塵等基本要求。同時(shí)積極做好充電設(shè)施雙電源規(guī)劃建設(shè)改造，完善停電應(yīng)急預(yù)案，做好停電防范。

（本文原載2017年《公交前沿技術(shù)展望與新能源公交車(chē)使用問(wèn)題應(yīng)對(duì)》交流研討會(huì)論文集，刊發(fā)作了相應(yīng)刪改）