公交企業(yè)談純電動客車快充與慢充的選擇
作者:湖州康達公交運輸有限公司潘毅勇
近期發(fā)改委出臺了相關(guān)汽車產(chǎn)業(yè)投資管理新規(guī)定,其中明確將混合動力車列入了燃油車范疇,于是純電動車輛將是行業(yè)的大勢所趨,而談起純電動車,又繞不開電池的快充與慢充兩種技術(shù)路線,企業(yè)在今后遇到純電動車輛時,該如何選擇快充與慢充,才能更符合企業(yè)當前以及今后一段時間的的運營需求?湖州康達公交運輸有限公司從2015年開始使用純電動車,目前已實現(xiàn)純電動車全覆蓋,筆者在接下來,淺談一下自家企業(yè)在當時選擇時遇到的問題,以及所做的選擇。
2015年下半年,在新能源汽車政策的扶持下,我們企業(yè)出于對成本與政策的考慮,決定以純電動為公司未來發(fā)展的方向,當時擺在面前的首要難題就是,純電動續(xù)航里程、快充與慢充的選擇,充電問題,大家圍繞著線路場地、采購車輛數(shù)量、運營里程、電池容量、充電時間、車輛采購維修成本等相關(guān)維度,結(jié)合當時的車輛產(chǎn)品和本企業(yè)營運的實際情況進行了探討。由于我們企業(yè)主營城鄉(xiāng)公交線路,單趟線路超50公里左右,日行程達350公里以上,每個班次間隔時間只有15-20分鐘。在當時如果采用慢充:1、車輛配比需要達1:2(車輛購置成本翻倍,車輛利用率只有50%);2、大面積的充電場地難于解決。給企業(yè)帶來車輛的購置和使用成本大幅度上升,這些都讓企業(yè)在成本控制中難以接受,在這種情況下,作為民營企業(yè),怎么用最小的成本滿足使用需求,成為我們解決問題的焦點。我們通過綜合考慮,決定以快充為突破,白天快充補電(利用班次間隔時間進行)來滿足日行程350公里以上,夜間利用低谷電價進行慢充,合理規(guī)劃車輛調(diào)度,降低企業(yè)的使用成本。
關(guān)于快充慢充的選擇,我們考慮的首要因素就是電池容量與續(xù)航里程方面。對純電動客車來講,每增加一組動力電池就意味著成本的增加,而且增加車輛的重量,如何科學選擇,既能滿足續(xù)航里程的使用需求又能兼顧成本,在這方面,我們尋求了車輛廠家技術(shù)的支持,廠家結(jié)合車輛產(chǎn)品分享了各個地方關(guān)于該問題的解決方案,給予我們合理的規(guī)劃建議。對于慢充,如今車輛廠家多配置磷酸鐵鋰電池,但為了提高續(xù)航里程,不得不通過增加電池容量增加車輛采購成本,各個車輛生產(chǎn)廠家的慢充產(chǎn)品的續(xù)航里程基本覆蓋到150-250公里以內(nèi),也基本滿足一般公交線路的運營,但目前若要滿足250-350公里的使用需求,只有增加電池容量,那就意味增加電池成本,車自重增加并減少了載客量,車重相應的電耗也增加了很多。
對于快充,如果做好電池容量與續(xù)航里程的合理匹配,則運營里程可以很好地滿足。但快充技術(shù)對電池性能和電池管理系統(tǒng)要求較高,在確定快充方向后,我們對電池廠家的選擇很慎重,最終我們選擇了行業(yè)內(nèi)以快充電池技術(shù)見長的微宏動力電池合作。由于我們最長的線路單趟50公里,考慮到一邊不能充電的情況下,車輛的來回續(xù)航里程,要滿足最低100公里的使用需求,在選擇電池容量時,我們根據(jù)廠家建議,考慮了道路擁堵、開空調(diào)對電耗的影響、及其電池的衰減等,我們把使用環(huán)境考慮到最極端的情況,按1公里1度電來考慮,來回一個班次消耗100度電,由于公交車輛配置的電池跟我們想象手機的鋰電池放電是兩個概念,手機電池可以消耗完,但公交車的電池要從技術(shù)角度留有總?cè)萘康募s15%余量保護電芯,我們預計選擇電池電量在140度電左右,剛好微宏快充有139度電量的產(chǎn)品滿足我們的使用需求。對于電池容量與續(xù)航里程,我們建議以運營200公里來區(qū)分選擇慢充快充,200公里以內(nèi)假如說場地充裕,可以采用慢充,使用8年下來,用電成本也需要綜合考量,峰谷補電具有成本優(yōu)勢,并且各個廠家的純電動車基本上都能滿足200公里的使用需求。200公里以上,如果電力資源與場地資源均充裕,建議采用快充,畢竟電池成本占購車成本的比重不低,車輛的重量降低,相應的電耗也降低,快速補電時間短,調(diào)度運營管理影響小。
其次我們要考慮充電問題,假如說采用慢充,需要大約車比的50%充電車位。充電設備投資少,可以利用晚上低谷電充電,但畢竟不是1比1的車位晚上充電需要1-2名駕駛員移車。而快充對場地要求不高,基本可以利用公交企業(yè)現(xiàn)有的首未班場地或距首未點站1公里以內(nèi)的場地進行建設充電設備,做一樁雙槍二位,根據(jù)情況建幾個300kW以上的充電樁進行快充補電。我們建議企業(yè)在選擇時特別要注意的是不管選擇那種充電模式最好是先咨詢當?shù)仉娏Σ块T,一定要做好電力部門的咨詢調(diào)研,綜合考慮快充與慢充功率與現(xiàn)有電力資源匹配的問題,電力使用中增容是一個系統(tǒng)工程,且快充電站對電力基礎(chǔ)設施改造投入較大,后期再增加配套設施協(xié)調(diào)難度較大。
關(guān)于充電時間方面,廠家經(jīng)常會引入充電放電倍率的概念來衡量,如充了多久的電,充了多少度電,充放電倍率可以簡單理解為充放電的速率,充放電倍率C=充放電電流/額定容量,比如,產(chǎn)品技術(shù)講1C充電倍率,指的是車輛1個小時將電量充滿,充電電流與額定容量數(shù)值相等,指的是從滿電到放電完全是用1C=1/1,1個小時;2C=1/2,1/2個小時,也就是30分鐘。目前行業(yè)里,基本把充電倍率小于1.6C定義為慢充,1.6C-3C為小快充,3C以上為快充。充電時間取決于充電機的功率與電池的充電倍率之間的選擇匹配。國標對充電技術(shù)要求單槍最大充電電流不高于250A,雙槍最大充電電流不高于400A,例如,目前我們采購使用的宇通ZK6105BEVG19A,10.5米純電動,配置的139度微宏快充電池,充電倍率3C,采用300kW以上的雙充電樁,電流峰值400A,從SOC30%充到100%,在環(huán)境溫度15度左右情況下,約20分鐘充滿電。從這個角度綜合來看,慢充與快充的選擇,還是取決于當?shù)氐碾娏Y源是否能夠滿足使用需求,慢充的話,充電機的功率可以靈活選配,兼顧大功率與小功率結(jié)合,晚間峰谷電小功率慢充,白天受調(diào)度運營時間限制,可用大功率充電機快補。而快充選擇,最佳就是選用大功率充電機,采用大電流充電,縮短充電時間,增大快充快的優(yōu)勢。
不管慢充也好,快充也罷,各有各的優(yōu)勢,也有相應的劣勢,企業(yè)在后期選擇時都需要根據(jù)自身條件,基于產(chǎn)品使用的全生命周期成本的考慮,科學規(guī)劃使用,我們把當初選擇純電動發(fā)展方向時,基于當時我們企業(yè)自身考慮的情況,分享展現(xiàn)出來, 希望能給予其它企業(yè)在純電動的選擇能夠有所幫助,能夠少走彎路,選擇到適合本企業(yè)發(fā)展需要的產(chǎn)品。
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