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淺論當(dāng)前新形勢下為何建議首選插電式混合動(dòng)力車輛

2016-12-31 作者:鄒云 來源:客車網(wǎng)
  從2013到2015年,蕪湖公交集團(tuán)積極影響政府號(hào)召,在新能源公交車應(yīng)用過程中積累了一些地方經(jīng)驗(yàn),可供同行參考指正。

  2013年蕪湖市政府印發(fā)的《蕪湖市人民政府關(guān)于印發(fā)蕪湖市新能源汽車推廣應(yīng)用實(shí)施方案(2013-2015年)的通知》中明確提出,加大推廣新能源車的應(yīng)用力度,努力把蕪湖市建成國家新能源汽車推廣應(yīng)用先進(jìn)城市,為全市人民提供節(jié)能、清潔的交通服務(wù),其中新能源公交車推廣數(shù)量為450輛。按照此發(fā)展規(guī)劃,2014年全年蕪湖市公共交通集團(tuán)有限責(zé)任公司共計(jì)采購公交車248輛,其中新能源公交車200輛(插電式氣電混合動(dòng)力),占新購車輛的80.65%,圓滿完成了第一年的推廣任務(wù),也標(biāo)志著蕪湖市公共交通穩(wěn)步進(jìn)入新能源時(shí)代。

  該文的出臺(tái)給我們的下一步選擇公交車型提供了明確的方向,即只能選擇新能源車輛。面對(duì)這個(gè)形式下的油補(bǔ)政策,如何更好地發(fā)揮公共交通在生態(tài)文明建設(shè)方面的引領(lǐng)作用,讓廣大市民在日常出行過程中享受到綠色的福利,同時(shí)也能更好的享受國家油補(bǔ)政策,節(jié)約公交購車資金和運(yùn)營費(fèi)用,省公交協(xié)會(huì)也在6月份及時(shí)召開了專題研討會(huì)。現(xiàn)我們蕪湖公交也就為何選擇插電式混合動(dòng)力車輛提出如下幾點(diǎn)思路以供參考:  2015年5月14日,財(cái)政部經(jīng)濟(jì)建設(shè)司下發(fā)財(cái)建[2015]159號(hào)《關(guān)于完善城市公交車成品油價(jià)格補(bǔ)助政策加快新能源汽車推廣應(yīng)用的通知》。通知指出:2015-2019年,現(xiàn)行城市公交車成品油價(jià)格補(bǔ)助中的漲價(jià)補(bǔ)助以2013年實(shí)際執(zhí)行數(shù)作為基數(shù)逐步遞減,新能源公交車給予運(yùn)營補(bǔ)貼,如下:

  一、蕪湖公交目前的主導(dǎo)新能源車型

  目前,蕪湖公交使用的新能源公交車全部是由奇瑞貴州萬達(dá)提供11.5米的150臺(tái)CNG和50臺(tái)LNG插電式混合動(dòng)力車,經(jīng)過近半年來的使用,運(yùn)轉(zhuǎn)較為平穩(wěn),其主要使用心得和體會(huì)如下:

  (一)、乘坐舒適性較好,運(yùn)行穩(wěn)定

  該車型采用了并聯(lián)式驅(qū)動(dòng)模式,即由發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)兩套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)車輛,有三種驅(qū)動(dòng)模式,分別是電機(jī)驅(qū)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和混合驅(qū)動(dòng)。

  在車輛起步和低速行駛時(shí),車輛主要由電機(jī)驅(qū)動(dòng),從而大大降低了車輛起步的噪音,由于電機(jī)轉(zhuǎn)速平穩(wěn),車輛起步時(shí)也客服了傳統(tǒng)車輛存在晃動(dòng)的特點(diǎn);當(dāng)車速接近發(fā)動(dòng)機(jī)切入車速時(shí),系統(tǒng)將由電機(jī)起步模式切換到發(fā)動(dòng)機(jī)主驅(qū)動(dòng)模式,在切換過程中,隨著發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的逐漸上升,電機(jī)扭矩逐漸退出。在此過程中,乘客只能感受到車輛一直在平穩(wěn)提速,起步運(yùn)行平順的同時(shí)還可有效降低車廂內(nèi)的噪音,從而大大提高了車輛的乘坐舒適性和安全性(數(shù)據(jù)顯示車內(nèi)事故發(fā)生率在下降)。

  由于奇瑞萬達(dá)該種車型采用了并聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng),同時(shí)綜合了電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)兩大動(dòng)力優(yōu)點(diǎn),在混合動(dòng)力失效時(shí),還能夠以常規(guī)AMT(機(jī)械式電控自動(dòng)變速箱)模式繼續(xù)行駛;一方面在線路運(yùn)營時(shí),若混動(dòng)意外失效,車輛能夠以常規(guī)AMT模式繼續(xù)運(yùn)行或行駛至維修地點(diǎn);另一方面,而當(dāng)車輛運(yùn)營年限超過動(dòng)力電池使用壽命時(shí),車輛還能夠以常規(guī)車方式繼續(xù)使用,這個(gè)優(yōu)點(diǎn)能很好地保證公交線路運(yùn)行的穩(wěn)定性。

  (二)、量身定制,使車輛操作精細(xì)化

  該車型的驅(qū)動(dòng)策略可根據(jù)路況、客流等等因素進(jìn)行調(diào)整,為此,蕪湖公交聯(lián)合奇瑞萬達(dá)對(duì)車輛投入線路進(jìn)行路譜采集,對(duì)運(yùn)行線路的紅綠燈數(shù)量、坡度、彎道角度和數(shù)量、客流等內(nèi)容進(jìn)行采集與定量分析,科學(xué)確定車輛所需的驅(qū)動(dòng)功率、扭矩、傳動(dòng)比等技術(shù)參數(shù)與配置要求,確保每一條線路的新能源車輛都能根據(jù)實(shí)際特點(diǎn)最大化的節(jié)能減排。

  以陶溝到紅星6路線路為例,路線如圖1,該線路的平均車速約為30km/h,最高車速約為60km/h,共有39個(gè)站點(diǎn),2個(gè)上下坡,因其線路從市中心開至市郊,客流量較大,且中途下客較少,負(fù)重相對(duì)較高; 圖16路線路圖

  車速分布概況如圖2,根據(jù)混合驅(qū)動(dòng)最高限制車速,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和最大轉(zhuǎn)矩、電機(jī)最大功率和最大轉(zhuǎn)矩、主減速比、變速器最大與最小速比和動(dòng)力電池容量等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化選型,采用60Ah的電池,6檔變速器,速比為6.39,3.97,2.4,1.48,1,0.73,發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和最大轉(zhuǎn)矩為155kW/710N·m,電機(jī)最大功率/最大扭矩為95 kW /850N·m。

圖2 車速分布圖

  (三)、能量回收,提升節(jié)能效果

  該車型能量回收模式分為滑行回收模式和制動(dòng)回收模式:

  1、當(dāng)車速較高時(shí),若駕駛員松掉油門,則表明駕駛員有一定的減速意圖,此時(shí)電機(jī)將提供制動(dòng)轉(zhuǎn)矩,回收電能,整車工作在滑行回收模式下;

  2、當(dāng)車速不高時(shí),若駕駛員踩下剎車,則表明駕駛員的減速意圖較強(qiáng),此時(shí)電機(jī)同樣提供制動(dòng)轉(zhuǎn)矩,和機(jī)械制動(dòng)轉(zhuǎn)矩共同起作用,使車輛減速,整車工作在制動(dòng)回收模式下;

  3、整車采用分級(jí)踏板,約前四分之一左右的行程為電制動(dòng)行程,而超過電行程以后,機(jī)械制動(dòng)介入,減速度才會(huì)進(jìn)一步變大。

  以下表2015年6月26日實(shí)際發(fā)生的運(yùn)行數(shù)據(jù)為例,其SOC(電量百分比)消耗也顯示較低,如操作得當(dāng),會(huì)有較好的節(jié)能效果。

 

  (四)、燃料節(jié)約效果達(dá)到行業(yè)平均水平

  按目前我公司運(yùn)行的200輛新能源車的實(shí)際情況來看,如按節(jié)氣率平均為20%來估算,從2014年上線營運(yùn)至5月初,累計(jì)行駛公里已達(dá)5407479.42公里,實(shí)際消耗1695655.03方氣(LNG已折算為CNG,統(tǒng)一計(jì)算單位),約已節(jié)省了40萬方氣,按市價(jià)4元/方計(jì)算,約價(jià)值160萬元。如圖:

圖1:與上年同期相比,燃料消耗明顯下降

圖2:節(jié)氣率折線圖

  二、目前購置插電式混合動(dòng)力車仍存在的一些問題

  1、與傳統(tǒng)車型相比,該車型成本較高,所以目前的發(fā)展還處在政府推動(dòng)的階段?,F(xiàn)蕪湖公交購置的11.5米的插電CNG車價(jià)格為89萬,剔除國家補(bǔ)貼25萬后,價(jià)格為64萬元;插電LNG車價(jià)格為90萬,剔除國家補(bǔ)貼25萬后,價(jià)格為65萬元;從價(jià)格的角度看,如果沒有政府資金的強(qiáng)力支持,單純靠公交企業(yè)自身很難大規(guī)模選購。

  2、作為新能源客車最重要的部分,插電式車輛的動(dòng)力電池的國家標(biāo)準(zhǔn)也未出臺(tái),也就造成各家生產(chǎn)企業(yè)要根據(jù)不同的客戶需求,進(jìn)行各自的專業(yè)化研發(fā)設(shè)計(jì),大大增加研發(fā)、制造成本;同時(shí),動(dòng)力電池的管理系統(tǒng)有的是由電池廠商自行設(shè)計(jì),有的是外委設(shè)計(jì),最后在整車廠將之與插電式混合動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行整合,從而導(dǎo)致在使用時(shí),會(huì)因?yàn)檐洝⒂布?biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的情況,出現(xiàn)較多故障;蕪湖公交的現(xiàn)在用電池運(yùn)行半年后已經(jīng)陸續(xù)出現(xiàn)掉高壓、電池發(fā)熱報(bào)警等情況,一定程度上影響了正常營運(yùn)。

  3、該車型在使用時(shí)對(duì)配套設(shè)施有一定的需求,需建設(shè)充電站和充電樁,又由于插電式混合動(dòng)力的實(shí)際電池容量較小(一般為20kWh左右),涉及到運(yùn)營盈利因素等情況,故不在國家電網(wǎng)的建設(shè)考慮范圍,只能考慮引進(jìn)相關(guān)供應(yīng)商投資的方法進(jìn)行建設(shè),建設(shè)難度較大;蕪湖公交也局限于無正規(guī)充電站,只能采購了5臺(tái)移動(dòng)便攜式充電機(jī),以輪流補(bǔ)電維護(hù)的方式保護(hù)電池的正常使用(一臺(tái)車約充電2小時(shí)、10余度電左右)。

  4、車輛專業(yè)維護(hù)要求較高,目前蕪湖公交的插電車輛電控部分的維修售后工作仍只能由專業(yè)廠家提供,因其故障排除難度和專業(yè)性要求較高,短期內(nèi)靠公交自身無法解決。

  六、綜述

  (一)、從油補(bǔ)和費(fèi)用角度選擇插電式混動(dòng)車輛較為適宜

  1、根據(jù)新的油補(bǔ)政策,插電式混動(dòng)車輛屬于新能源車輛的補(bǔ)貼范疇,購置插電式混動(dòng)車輛不影響得到補(bǔ)貼。

  2、盡管插電式混動(dòng)車輛從補(bǔ)貼份額上小于純電動(dòng)車輛,但其購車價(jià)格也遠(yuǎn)低于純電動(dòng)車輛(無論是接受贈(zèng)與、整車租賃還是單獨(dú)采購的模式),從經(jīng)濟(jì)角度看較為適宜。

  (二)、從車輛運(yùn)行角度選擇插電式混動(dòng)車輛較為適宜

  1、混動(dòng)優(yōu)勢

 ?、倩靹?dòng)客車通常采用純電機(jī)起步或電動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng),較平穩(wěn),安全度可以得到提高。

 ?、诨靹?dòng)客車采用自動(dòng)調(diào)速控制系統(tǒng),可以降低駕駛員勞動(dòng)輕度,蕪湖公交駕駛員對(duì)此均反映良好。

 ?、刍靹?dòng)客車節(jié)能明顯,電動(dòng)機(jī)可回收和貯存制動(dòng)能量,制動(dòng)減速也較為平穩(wěn),制動(dòng)壽命延長,材料費(fèi)減少。

  2、純電劣勢

 ?、賱?dòng)力電池材料、比能量、壽命、價(jià)格、涉水能力、充電時(shí)間、續(xù)航里程等參差不齊,電池性能在高溫和低溫條件下時(shí)有問題發(fā)生。

 ?、诟叱杀就度?,高成本維護(hù)。

  ③在當(dāng)今寸土寸金的情況下,充電站基礎(chǔ)設(shè)施得不到保障。

  (三)、從環(huán)保角度選擇插電式混動(dòng)車輛較為適宜

  為響應(yīng)政府保護(hù)環(huán)境的號(hào)召,順應(yīng)人們當(dāng)前對(duì)環(huán)境保護(hù)迫切需求,在城市公共交通的發(fā)展上,在現(xiàn)階段,插電式混合動(dòng)力車輛的優(yōu)勢相對(duì)明顯,與傳統(tǒng)車輛相比,從其在節(jié)能減排上的良好表現(xiàn)來看,無疑也是目前最佳的選擇。

  因此,我們認(rèn)為,混動(dòng)公交車應(yīng)是目前公交企業(yè)接受度較高的車種,純電動(dòng)在短期內(nèi)不宜大規(guī)模投放,而只能將其作為戰(zhàn)略取向,在現(xiàn)階段進(jìn)行少量采購作為演示未來發(fā)展趨向即可。

  以上不當(dāng)之處,敬請(qǐng)批評(píng)指正,謝謝大家。

  (作者:蕪湖公交集團(tuán)機(jī)務(wù)技術(shù)部鄒云)

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