清潔能源客車(chē)在公交系統(tǒng)的應(yīng)用情況分析

石勇　趙伯鸞

摘 要：清潔能源汽車(chē)的種類(lèi)繁多，不同的能源具有不同的特點(diǎn)。LNG公交車(chē)輛由于技術(shù)相對(duì)比較成熟，隨著LNG加氣站的不斷普及，現(xiàn)已在大部分客運(yùn)系統(tǒng)進(jìn)行使用。燃料電池在使用中不會(huì)釋放有害氣體因此燃料電池客車(chē)也是理想的清潔能源車(chē)輛，同時(shí)具有加滿(mǎn)燃料的速度快，行駛的距離遠(yuǎn)的優(yōu)點(diǎn)，但燃料的安全性和電池壽命問(wèn)題也影響廣泛的推廣應(yīng)用。純電動(dòng)汽車(chē)能量轉(zhuǎn)換效率更高、沒(méi)有排放污染。因此也是一種理想的城市運(yùn)營(yíng)車(chē)輛。本文就結(jié)合上述幾種清潔能源車(chē)輛的特點(diǎn)和部分地區(qū)使用情況進(jìn)行詳實(shí)分析。

關(guān)鍵詞：清潔能源汽車(chē);優(yōu)勢(shì);應(yīng)用

1 清潔能源汽車(chē)簡(jiǎn)介

清潔能源汽車(chē)，又稱(chēng)為新能源汽車(chē)，是全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的根本發(fā)展趨勢(shì)，也是技術(shù)攻關(guān)的難題。清潔能源車(chē)輛具有低排放、低能耗、低污染的特點(diǎn)。清潔能源車(chē)輛一般有四大類(lèi)：第一類(lèi)是使用天然氣、生物質(zhì)燃料，煤基燃料等替低污染、環(huán)保型替代燃料的汽車(chē)。第二類(lèi)是使用在傳統(tǒng)汽、柴油車(chē)輛上增設(shè)電動(dòng)系統(tǒng)一同驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的節(jié)約燃料型的混合動(dòng)力汽車(chē)。第三類(lèi)是可充電式車(chē)載蓄電池作為能量來(lái)源并由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的純電動(dòng)汽車(chē)，第四類(lèi)是氫燃料電池作為能源的電動(dòng)汽車(chē)，即燃料電池汽車(chē)。清潔能源車(chē)輛分類(lèi)見(jiàn)圖1所示：

2 替代燃料汽車(chē)

2.1 燃?xì)馄?chē)

燃?xì)馄?chē)用燃?xì)獯嫒加?，和電?dòng)車(chē)一樣同樣有油燃混動(dòng)兩種模式，目前在出租車(chē)等里程大的車(chē)輛上普遍裝備。和一般燃油車(chē)相比，燃?xì)馄?chē)具有顯著的優(yōu)勢(shì)經(jīng)濟(jì)效益突出，提供同樣的能量時(shí)，成本一般僅為燃油車(chē)的一半;和燃油車(chē)相比，污染較低，制備能力損耗低，能值效率公安。和電動(dòng)車(chē)相比，天然氣車(chē)輛設(shè)計(jì)制造技術(shù)國(guó)內(nèi)較為成熟，不存在冬季電池續(xù)航不足的問(wèn)題，且我國(guó)天然氣資源儲(chǔ)備豐富。因此天然氣公交車(chē)在城市公交運(yùn)行中已占用一席之地。

天然氣車(chē)輛的缺點(diǎn)是運(yùn)輸性能比液體燃料差、發(fā)動(dòng)機(jī)的容積效率低、著火延遲較長(zhǎng)及動(dòng)力性有所降低。天然氣是氣態(tài)燃料，不容易儲(chǔ)存和攜帶，需要加壓或液化以便裝瓶。而LNG車(chē)輛已經(jīng)完全解決了液化天然氣的存儲(chǔ)和攜帶問(wèn)題，并且在技術(shù)上加以改進(jìn)和優(yōu)化。因此LNG客車(chē)較CNG客車(chē)更具有推廣優(yōu)勢(shì)。隨著國(guó)家西氣東輸?shù)膽?zhàn)略部署已經(jīng)完成，我國(guó)西部地區(qū)豐富優(yōu)質(zhì)的天然氣可以達(dá)到發(fā)達(dá)的東部地區(qū)，成本的降低和品質(zhì)的提升都將為L(zhǎng)NG公交車(chē)輛的發(fā)展提供巨大的優(yōu)勢(shì)。

2.2 醇類(lèi)汽車(chē)（甲醇、乙醇）

汽車(chē)采用醇類(lèi)燃料時(shí)，通常其方式是比較靈活的，可以采用純汽油燃料，也可以運(yùn)用汽油和醇類(lèi)燃料進(jìn)行混合，還可以利用純醇類(lèi)燃料?，F(xiàn)在普遍采用的都是汽油與醇類(lèi)燃料混合形式，而在運(yùn)用大比例混合醇類(lèi)燃料時(shí)，此時(shí)必須要優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒參數(shù)才能保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行。而采用醇類(lèi)燃料不僅僅是發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒，同時(shí)還要考慮醇類(lèi)燃料的儲(chǔ)存，以及對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給系統(tǒng)的腐蝕性，并且在采用甲醇時(shí)，無(wú)論其燃燒是否完全，其產(chǎn)生的廢氣都具有較強(qiáng)的腐蝕性，燃燒產(chǎn)生的一些酸性物質(zhì)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體等都有一定影響，所以需要采用專(zhuān)用的潤(rùn)滑機(jī)油。而我們國(guó)家目前使用的醇類(lèi)燃料為10%的乙醇，其技術(shù)在汽油車(chē)上面是完全可以的，對(duì)汽車(chē)不需要進(jìn)行任何的改裝。

2.3 生物柴油汽車(chē)

目前柴油發(fā)動(dòng)機(jī)采用的清潔燃料是生物柴油，生物柴油可以通過(guò)植物油、動(dòng)物油、廢棄油脂等制造產(chǎn)生，它是一種非常理想的代替燃料。與普通柴油相比，燃燒產(chǎn)生的熱值基本一樣，但是其燃燒后有害氣體含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于普通柴油，碳?xì)浠衔餃p少55%～60%，顆粒物減少20%～50%，CO減少45%以上，多環(huán)芳烴減少75%～85%。傳統(tǒng)柴油機(jī)在采用生物柴油時(shí)無(wú)需任何改裝，而且生物柴油比柴油的運(yùn)動(dòng)黏度稍高，更易于在氣缸內(nèi)壁形成一層油膜，提高潤(rùn)滑性能，防止缸內(nèi)機(jī)件的過(guò)渡磨損。生物柴油的原料來(lái)源廣泛、并能再生循環(huán)利用，具有極高的環(huán)保價(jià)值。

3 混合動(dòng)力公交車(chē)

油電混合動(dòng)力車(chē)輛能改善發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)的排放和節(jié)約能源消耗，混合動(dòng)力的形式主要有串聯(lián)、并聯(lián)及混合聯(lián)，三種傳動(dòng)形式各有優(yōu)劣。而混合動(dòng)力公交車(chē)輛主要以插電式混合動(dòng)力為主。

插電式混合動(dòng)力汽車(chē)由于可以插電充電既可以像純電動(dòng)也可以在電力不足的情況下使用內(nèi)燃機(jī)提供動(dòng)力進(jìn)行行駛。且由于插電式混動(dòng)汽車(chē)增大的電池容量，充電動(dòng)續(xù)航里程也就明顯增加，因此節(jié)省燃料和降低污染的同時(shí)，能夠不同的動(dòng)力輸出模式更加適應(yīng)城市道路復(fù)雜的形式工況?？沙掷m(xù)發(fā)展能力強(qiáng)，技術(shù)提升空間大。

基于以上優(yōu)點(diǎn)，插電式混合動(dòng)力特別適合應(yīng)用到城市公交車(chē)上，其運(yùn)行效率高、整車(chē)造價(jià)相對(duì)于純電動(dòng)較便宜、燃料經(jīng)濟(jì)性及排放性好、使用及維修成本低等優(yōu)點(diǎn)，并且可以利用現(xiàn)有加氣加油站無(wú)需增加基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，符合我國(guó)清潔能源公交車(chē)的發(fā)展方向。但是由于政府補(bǔ)貼不斷降低，制造成本持續(xù)偏高，車(chē)載電池壽命及其容量等問(wèn)題也是不能不容忽視，況且城市規(guī)劃中對(duì)充電設(shè)施的建設(shè)忽視也是制約其發(fā)展的主要因素。

4 燃料電池公交車(chē)

剛剛發(fā)布的“中國(guó)制造2025”規(guī)劃，明確了燃料電池汽車(chē)的戰(zhàn)略目標(biāo)，即第一，在關(guān)鍵材料零部件方面逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化;第二，燃料電池和電堆整車(chē)性能逐步提升;第三，燃料電池汽車(chē)的運(yùn)行規(guī)模要達(dá)到1000輛。

氫是宇宙總元素存儲(chǔ)量最豐富的元素，同時(shí)氫的燃燒又具有清潔、高效、便于攜帶的特點(diǎn)，作為替代能源相當(dāng)理想。即可以在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)作為燃料進(jìn)行燃燒也可以作成燃料電池產(chǎn)能發(fā)電。我國(guó)主要發(fā)展趨勢(shì)以氫燃料電池的形式進(jìn)行推廣應(yīng)用。

燃料電池車(chē)輛具有續(xù)航里程長(zhǎng)、無(wú)需充電、零排放等優(yōu)點(diǎn)，但現(xiàn)階段我國(guó)燃料電池電池還處于攻堅(jiān)階段，車(chē)輛制造還處于起步階段，技術(shù)成本和制造成本較高，還沒(méi)有進(jìn)行批量化生產(chǎn)，因此燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)還需不斷學(xué)習(xí)發(fā)展進(jìn)步。

5 純電動(dòng)公交車(chē)

公交車(chē)在電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域應(yīng)用很廣泛，國(guó)內(nèi)很多企業(yè)引入了德國(guó)等技術(shù)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，發(fā)展電動(dòng)公交車(chē)。同樣，電動(dòng)公交車(chē)也是分為兩類(lèi)，混合和純電動(dòng)。[2]目前根本的技術(shù)難題在于純電動(dòng)公交車(chē)的電池續(xù)航，和新的發(fā)電技術(shù)問(wèn)題還有待攻克。

純電動(dòng)汽車(chē)由于完全取消內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)改為電驅(qū)動(dòng)電機(jī)為動(dòng)力源，運(yùn)行過(guò)程中絲毫沒(méi)有尾氣排放的污染，而電機(jī)控制系統(tǒng)的靈活性和快速的響應(yīng)更適合于復(fù)雜且擁堵的城市道路，頻繁的起停也變得簡(jiǎn)單方便，安靜舒適的環(huán)境同樣給乘坐者提供不一樣的公交體驗(yàn)，同時(shí)還起到一定的提倡環(huán)保的宣傳作用。

純電動(dòng)客車(chē)的推廣與使用正如雨后春筍，發(fā)展勢(shì)頭迅猛，無(wú)污染、零排放、低噪音、高性能、舒適、節(jié)能、環(huán)保等等已經(jīng)成為純電動(dòng)汽車(chē)的代名詞。從全國(guó)形勢(shì)來(lái)看純電動(dòng)課程儼然成為各地公交系統(tǒng)購(gòu)置車(chē)輛的首選。雖然如此我國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)還應(yīng)在技術(shù)研發(fā)、行業(yè)規(guī)范等方面，積極與國(guó)際接軌，汲取國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)和嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，深化技術(shù)改革，從電池、動(dòng)力、續(xù)行里程、充電量與充電時(shí)間及其充電方式等方面不斷提升，優(yōu)化，完善。同時(shí)建立和健全充電設(shè)施真正使純電動(dòng)課車(chē)成為未來(lái)國(guó)內(nèi)清潔能源公交客車(chē)的主流車(chē)型。

參考文獻(xiàn)：

[1]王樂(lè).插電式混合動(dòng)力成新能源客車(chē)推廣主力軍[J]，交通世界，2014.04.

[2]仁保寬，任秀蘋(píng)，李曉霞.國(guó)內(nèi)新能源公交車(chē)發(fā)展?fàn)顩r及問(wèn)題探析[J]，交通節(jié)能與環(huán)保，2013年4期，31.