新能源公交車快、慢充技術(shù)路線選擇

重慶市公共交通控股（集團）有限公司 廖 濤

新能源汽車的發(fā)展到底是走快充路線還是慢充路線，是一個廣泛爭議的話題。筆者認為：快充應(yīng)是新能源汽車的主要發(fā)展方向，慢充是補充。主要體現(xiàn)在幾個方面。

1 便利性

城市公交客車日平均行駛里程200km左右，一次燃料加注應(yīng)能滿足運行一天的燃料要求，為了保證早晚高峰時段運力，車輛通常會利用中午營運空閑時段或晚上收班后的時間加注燃料。充電是對新能源公交車“加注燃料”，新能源車為動力電池充電有快充和慢充，是采用快充還是慢充，要看具體情況。

（1）快充。以重慶兩江公交公司666線路為例，該線路從軟件園渝興廣場—互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)園，全程5km，運行一圈10km，上、下午各運行5圈，一天共運行10圈，全天運行100km；雖然線路短，但由于該線路起、終點站均在產(chǎn)業(yè)園區(qū)，除高峰時段客流非常集中，平時的人流也非常多，車輛使用頻率較高，兩江公交公司為這條線路投入15輛8.5m的純電動公交車，該車配置有596V /108A·h的64.3kW·h 多元復合鋰動力電池，電機額定功率80kW，平均耗電量0.8 kW·h/km左右，上午運行5圈、50km的耗電量約40 kW·h，SOC余量為37%左右；中午低峰時段各車陸續(xù)前往充電站補充電量，由于裝備多元復合鋰動力電池，可以2C—3C的倍率快速充電，充電電流為216—324A，每分鐘充電可達2.15 —3.22 kW·h，40 kW·h不到20min即可充滿，一個充電樁一小時可為3臺車充電，國網(wǎng)康莊美地的充電站配置450kVA大功率充電樁6個，5用1備，一小時即可完成15臺營運車的充電?？梢钥闯?，使用快充電池的純電動公交車，充電過程對營運生產(chǎn)的影響非常??；為保證第二天上午的運行，車輛在晚上收班后會再充一次電，同樣在不到20min的時間內(nèi)即可完成，既不會影響車輛歸場，也不會影響駕駛員正常下班。

（2）慢充。如果使用充電倍率只有0.5C—1C的慢充電池，充電時間將會翻倍甚至更長，給營運生產(chǎn)組織帶來困難，如通過增加車輛電池配置量和增加車輛數(shù)量的方案來解決，既增加了購車成本，也增加了人工成本，給企業(yè)經(jīng)營帶來壓力。

不難看出，無論是家用還是公交客車，使用快充新能源技術(shù)，在便利性方面更有優(yōu)勢。

2 經(jīng)濟性

（1）當前技術(shù)發(fā)展水平下的純電動公交車經(jīng)濟性分析。我們測算一下慢充和快充純電動新能源車在購車成本方面的差異，以10.5m純電動城市公交客車為例，現(xiàn)階段國內(nèi)10.5m純電動公交車電量單耗平均在1 kW·h /km左右，由于大多數(shù)城市公交客車每日運行里程在200km左右，為滿足運行需要，使用慢充電池的純電動公交車，國內(nèi)主要客車廠家配置的電量通常在250 kW·h左右，而對于使用快充電池的純電動公交車，因為中途可快速補電，配置的電量通常在140 kW·h左右，慢充電池以磷酸鐵鋰電池為代表，約1500元/ kW·h，250 kW·h電池共需37.5萬元，準快充電池以錳酸鋰電池為代表，約2200元/ kW·h，140 kW·h電池共需30.8萬元。因此，就10.5m純電動公交客車作比較，采用快充電池比慢充電池的電池費用要節(jié)約6.7萬元，在新能源客車補貼逐年退坡、而車身配置等價格差異不大的情況下，電池的價差將直接體現(xiàn)在用戶的購車成本中，讓用戶受益。

而用電成本則是采用慢充電池的純電動車有一定的優(yōu)勢。仍以10.5m純電動公交車為例，因采用快充電池的客車配置電量較少，運行中途必須補電一次，這次補電通常都會發(fā)生在營運生產(chǎn)的低峰期、中午時段，此時充電享受不到便宜的低谷電價，以1.1元/ kW·h、充電100 kW·h計算，中途補電將產(chǎn)生電費110元，夜間再補電時，享受低谷電價0.3元/ kW·h，充電100 kW·h，產(chǎn)生電費30元，全天共產(chǎn)生電費140元；而采用慢充電池的新能源車由于配置電量較多，基本能滿足一天運行的要求，通常只需夜間充電一次，享受0.3元/ kW·h低谷電價，200km共產(chǎn)生電費60元左右；快、慢充兩種方式在電費上的差異為80元/天左右，運行一年，配置慢充電池的純電動公交車，其用電成本將節(jié)約近3萬元，不到3年的時間，將追回購車時高出的成本。

經(jīng)過綜合測算，在當前技術(shù)水平下考慮經(jīng)濟性，則采用慢充電池的純電動客車更實惠。

（2）從技術(shù)發(fā)展的趨勢分析，快充純電動公交車更有經(jīng)濟潛力。前面以10.5m純電動公交客車為參照所做的經(jīng)濟測算，都是以平均電量消耗1 kW·h /km作為基準，但隨著動力電池、半導體變流和控制技術(shù)的進步，純電動公交客車電量消耗水平將會進一步降低，其主要原因是因為使用快充電池的新能源車在通過再生制動實現(xiàn)能量回收方面可以做到更高效（經(jīng)實驗，將質(zhì)量1500kg的車輛從100km/h車速制動到零車速，消耗了0.16kW·h的能量；在典型的市區(qū)中，制動能量回收最高可達到總牽引能量的25%以上）。汽車運行時，不僅有加速、爬坡，也會遇到制動、下坡等情況，當運行在制動、下坡狀況時，純電動車可以通過再生制動實現(xiàn)能量的部分回收。由于汽車在行駛過程中，道路情況千變?nèi)f化，將勢能、動能轉(zhuǎn)化成電能、再回傳至動力電池組存儲的情況，通常發(fā)生突然且能量較高，對控制系統(tǒng)、逆變系統(tǒng)、動力電池組的瞬時響應(yīng)速度、短時過載能力都提出了很高的要求，在這些方面，能以3C及以上倍率充電的快充電池較慢充電池無疑更有優(yōu)勢，也就是說，隨著技術(shù)的進步，快充式純電動公交車節(jié)能效果更好，經(jīng)濟性更佳。

3 充電場地利用方面

新能源車的推廣離不開充電場地、充電設(shè)施的配套跟進，但在一些地形條件復雜、土地資源緊張、土地經(jīng)濟比重較高的城市，短期內(nèi)全面落實這些新能源配套環(huán)節(jié)有諸多難處。以重慶為例，三山夾兩江，丘陵地形為主，平地少，渝中半島、沙坪壩區(qū)、九龍坡區(qū)、江北區(qū)等主城核心區(qū)域，人口密度超過2000人/km2，土地資源非常緊缺，拆遷還牽涉到社會穩(wěn)定等敏感問題。而快充純電動公交車在充電設(shè)施和土地資源的利用上明顯更加高效。根據(jù)重慶公交快充式新能源車的使用經(jīng)驗，采用快充新能源技術(shù)，樁車比可達1:6，而配置慢充電池的新能源公交車，樁車比通常只能是1:2；也就是說，一個功率滿足要求的充電樁，在一個時間段內(nèi)，可以完成對6輛配置快充電池的新能源公交車充電；而同等條件、同樣時長，則僅能完成對2輛配置慢充電池的新能源車充電。顯然，采用慢充技術(shù)路線，對充電場地和設(shè)備數(shù)量的要求都更高。在場地和設(shè)備設(shè)施的利用上，快充式新能源車更具優(yōu)勢。

我們從便利性、經(jīng)濟性和場地要求等三個方面，對新能源車快、慢充技術(shù)路線進行了比較和綜合評估，快充技術(shù)更具優(yōu)勢。尤其是在大中型城市的核心區(qū)域，發(fā)展快充式新能源公交客車更加適宜。

但在一些規(guī)模較小的縣市、電力基礎(chǔ)設(shè)施薄弱的鄉(xiāng)村和班線客運車輛上，采用什么樣的新能源技術(shù)路線，則要具體問題具體分析。在一些縣市、城鄉(xiāng)結(jié)合部和鄉(xiāng)村，土地資源相對較好，具備建設(shè)充電站的場地條件；鄉(xiāng)村班線客運客流主要集中在早晚，其他時段客流極少，車輛全天班次較稀、站場停放時間較長。這種運行特點，使配置慢充電池的新能源公交車充電時間得到了保障，只要合理選擇配置的電池容量，就可以滿足運營需求。

綜上所述，筆者認為：發(fā)展新能源公交客車，應(yīng)因地制宜，優(yōu)先考慮發(fā)展快充技術(shù)，將慢充作為有益的補充。