淺論當前新形勢下為何建議首選插電式混合動力車輛
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用實施方案(2013-2015年)的通知》中明確提出,加大推廣新能源車的應用力度,努力把蕪湖市建成國家新能源汽車推廣應用先進城市,為全市人民提供節(jié)能、清潔的交通服務,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有限責任公司共計采購公交車248輛,其中新能源公交車200輛(插電式氣電混合動力),占新購車輛的80.65%,圓滿完成了第一年的推廣任務,也標志著蕪湖市公共交通穩(wěn)步進入新能源時代。
該文的出臺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。面對這個形式下的油補政策,如何更好地發(fā)揮公共交通在生態(tài)文明建設方面的引領(lǐng)作用,讓廣大市民在日常出行過程中享受到綠色的福利,同時也能更好的享受國家油補政策,節(jié)約公交購車資金和運營費用,省公交協(xié)會也在6月份及時召開了專題研討會?,F(xiàn)我們蕪湖公交也就為何選擇插電式混合動力車輛提出如下幾點思路以供參考: 2015年5月14日,財政部經(jīng)濟建設司下發(fā)財建[2015]159號《關(guān)于完善城市公交車成品油價格補助政策加快新能源汽車推廣應用的通知》。通知指出:2015-2019年,現(xiàn)行城市公交車成品油價格補助中的漲價補助以2013年實際執(zhí)行數(shù)作為基數(shù)逐步遞減,新能源公交車給予運營補貼,如下:
一、蕪湖公交目前的主導新能源車型
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提供11.5米的150臺CNG和50臺LNG插電式混合動力車,經(jīng)過近半年來的使用,運轉(zhuǎn)較為平穩(wěn),其主要使用心得和體會如下:
(一)、乘坐舒適性較好,運行穩(wěn)定
該車型采用了并聯(lián)式驅(qū)動模式,即由發(fā)動機和電機兩套獨立的驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動車輛,有三種驅(qū)動模式,分別是電機驅(qū)動、發(fā)動機驅(qū)動和混合驅(qū)動。
在車輛起步和低速行駛時,車輛主要由電機驅(qū)動,從而大大降低了車輛起步的噪音,由于電機轉(zhuǎn)速平穩(wěn),車輛起步時也客服了傳統(tǒng)車輛存在晃動的特點;當車速接近發(fā)動機切入車速時,系統(tǒng)將由電機起步模式切換到發(fā)動機主驅(qū)動模式,在切換過程中,隨著發(fā)動機扭矩的逐漸上升,電機扭矩逐漸退出。在此過程中,乘客只能感受到車輛一直在平穩(wěn)提速,起步運行平順的同時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)。
由于奇瑞萬達該種車型采用了并聯(lián)混合動力系統(tǒng),同時綜合了電機和發(fā)動機兩大動力優(yōu)點,在混合動力失效時,還能夠以常規(guī)AMT(機械式電控自動變速箱)模式繼續(xù)行駛;一方面在線路運營時,若混動意外失效,車輛能夠以常規(guī)AMT模式繼續(xù)運行或行駛至維修地點;另一方面,而當車輛運營年限超過動力電池使用壽命時,車輛還能夠以常規(guī)車方式繼續(xù)使用,這個優(yōu)點能很好地保證公交線路運行的穩(wěn)定性。
(二)、量身定制,使車輛操作精細化
該車型的驅(qū)動策略可根據(jù)路況、客流等等因素進行調(diào)整,為此,蕪湖公交聯(lián)合奇瑞萬達對車輛投入線路進行路譜采集,對運行線路的紅綠燈數(shù)量、坡度、彎道角度和數(shù)量、客流等內(nèi)容進行采集與定量分析,科學確定車輛所需的驅(qū)動功率、扭矩、傳動比等技術(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)實際特點最大化的節(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個站點,2個上下坡,因其線路從市中心開至市郊,客流量較大,且中途下客較少,負重相對較高; 圖16路線路圖
車速分布概況如圖2,根據(jù)混合驅(qū)動最高限制車速,對發(fā)動機最大功率和最大轉(zhuǎn)矩、電機最大功率和最大轉(zhuǎn)矩、主減速比、變速器最大與最小速比和動力電池容量等相關(guān)參數(shù)進行優(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)動機最大功率和最大轉(zhuǎn)矩為155kW/710N·m,電機最大功率/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回收模式:
1、當車速較高時,若駕駛員松掉油門,則表明駕駛員有一定的減速意圖,此時電機將提供制動轉(zhuǎn)矩,回收電能,整車工作在滑行回收模式下;
2、當車速不高時,若駕駛員踩下剎車,則表明駕駛員的減速意圖較強,此時電機同樣提供制動轉(zhuǎn)矩,和機械制動轉(zhuǎn)矩共同起作用,使車輛減速,整車工作在制動回收模式下;
3、整車采用分級踏板,約前四分之一左右的行程為電制動行程,而超過電行程以后,機械制動介入,減速度才會進一步變大。
以下表2015年6月26日實際發(fā)生的運行數(shù)據(jù)為例,其SOC(電量百分比)消耗也顯示較低,如操作得當,會有較好的節(jié)能效果。
(四)、燃料節(jié)約效果達到行業(yè)平均水平
按目前我公司運行的200輛新能源車的實際情況來看,如按節(jié)氣率平均為20%來估算,從2014年上線營運至5月初,累計行駛公里已達5407479.42公里,實際消耗1695655.03方氣(LNG已折算為CNG,統(tǒng)一計算單位),約已節(jié)省了40萬方氣,按市價4元/方計算,約價值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)展還處在政府推動的階段?,F(xiàn)蕪湖公交購置的11.5米的插電CNG車價格為89萬,剔除國家補貼25萬后,價格為64萬元;插電LNG車價格為90萬,剔除國家補貼25萬后,價格為65萬元;從價格的角度看,如果沒有政府資金的強力支持,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,插電式車輛的動力電池的國家標準也未出臺,也就造成各家生產(chǎn)企業(yè)要根據(jù)不同的客戶需求,進行各自的專業(yè)化研發(fā)設計,大大增加研發(fā)、制造成本;同時,動力電池的管理系統(tǒng)有的是由電池廠商自行設計,有的是外委設計,最后在整車廠將之與插電式混合動力的驅(qū)動系統(tǒng)進行整合,從而導致在使用時,會因為軟、硬件標準不統(tǒng)一的情況,出現(xiàn)較多故障;蕪湖公交的現(xiàn)在用電池運行半年后已經(jīng)陸續(xù)出現(xiàn)掉高壓、電池發(fā)熱報警等情況,一定程度上影響了正常營運。
3、該車型在使用時對配套設施有一定的需求,需建設充電站和充電樁,又由于插電式混合動力的實際電池容量較小(一般為20kWh左右),涉及到運營盈利因素等情況,故不在國家電網(wǎng)的建設考慮范圍,只能考慮引進相關(guān)供應商投資的方法進行建設,建設難度較大;蕪湖公交也局限于無正規(guī)充電站,只能采購了5臺移動便攜式充電機,以輪流補電維護的方式保護電池的正常使用(一臺車約充電2小時、10余度電左右)。
4、車輛專業(yè)維護要求較高,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)、從油補和費用角度選擇插電式混動車輛較為適宜
1、根據(jù)新的油補政策,插電式混動車輛屬于新能源車輛的補貼范疇,購置插電式混動車輛不影響得到補貼。
2、盡管插電式混動車輛從補貼份額上小于純電動車輛,但其購車價格也遠低于純電動車輛(無論是接受贈與、整車租賃還是單獨采購的模式),從經(jīng)濟角度看較為適宜。
(二)、從車輛運行角度選擇插電式混動車輛較為適宜
1、混動優(yōu)勢
?、倩靹涌蛙囃ǔ2捎眉冸姍C起步或電動機與發(fā)動機聯(lián)合驅(qū)動,較平穩(wěn),安全度可以得到提高。
②混動客車采用自動調(diào)速控制系統(tǒng),可以降低駕駛員勞動輕度,蕪湖公交駕駛員對此均反映良好。
?、刍靹涌蛙嚬?jié)能明顯,電動機可回收和貯存制動能量,制動減速也較為平穩(wěn),制動壽命延長,材料費減少。
2、純電劣勢
?、賱恿﹄姵夭牧?、比能量、壽命、價格、涉水能力、充電時間、續(xù)航里程等參差不齊,電池性能在高溫和低溫條件下時有問題發(fā)生。
?、诟叱杀就度?,高成本維護。
?、墼诋斀翊缤链缃鸬那闆r下,充電站基礎(chǔ)設施得不到保障。
(三)、從環(huán)保角度選擇插電式混動車輛較為適宜
為響應政府保護環(huán)境的號召,順應人們當前對環(huán)境保護迫切需求,在城市公共交通的發(fā)展上,在現(xiàn)階段,插電式混合動力車輛的優(yōu)勢相對明顯,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,我們認為,混動公交車應是目前公交企業(yè)接受度較高的車種,純電動在短期內(nèi)不宜大規(guī)模投放,而只能將其作為戰(zhàn)略取向,在現(xiàn)階段進行少量采購作為演示未來發(fā)展趨向即可。
以上不當之處,敬請批評指正,謝謝大家。
(作者:蕪湖公交集團機務技術(shù)部鄒云)
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