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论创新发展公交型移动充电车技术的推广与应用

广东城市公交网 http://www.gdcsgj.com 发布时间:2020-05-29 14:53:21.71 阅读:136次
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广州新穗巴士有限公司    李少飞



前言:

随着我国新能源汽车产业的快速发展,我国已成为全球最大的能源汽车消费市场。截止2019年6月,全国新能源车辆保有量达到344万辆,其中纯电汽车281万辆,占新能源车辆比例的81.69%。按照国务院办公厅关于加快电动汽车充电设施建设的指导意见,到2020年全国有超过500万辆的电动汽车,同时需要建设相应的充电配套设施满足500万辆的电动充电需求。然而在一线大城市,尤其是特大城市犹如北京、上海、广州等地,要在市中心或则旧城区建设大型的集中充电站场,这是非常困难,甚至是不可能实现的,主要原因是受限于土地使用及用电负荷所限。为此发展公交型的移动补电车是未来充电市场的一个重要补充及发展方向。目前我司在广州主要中心城区共有约800辆公交车运营,行驶线路32条,有两个大型的集中充电站,占地面积共约80000平方米。我司根据实际应用需求以及结合创新技术特点,与南京金龙客车客车制造有限公司共同研究并开发了一款公交型移动充电车,将应用于解决新能源车辆在复杂的城市营运过程中遇到的充电瓶颈。


1、 技术创新背景

随着纯电车辆的推广和应用,我司在2019年已全面响应政府号召,100%更换了新能源汽车。结合实际情况广州城中心公交运营中,受充电设施配套建设影响很大。为更有效的保障公交出行,我司组织研究探讨创新发展运用公交型移动充电车,用于保证纯电车辆在不具备充电设施的区域也能保障安全及时的补电。同时还可以减少营运车辆往返充电所消耗的空驶里程,还能弥补当车辆耗完电时发生抛锚,完成对抛锚车辆实行救济。

2、 技术创新的可靠性及优势

(1) 创新移动充电技术的原理是运用公交底盘及车型作为载体,通过车载动力电池组作为储能装置,安装AC/DC变流转化开关实现由AC380V电网接入转为DC直流储能。再经过储能及充电设备其中包括微网控制系统、CAN总线、DC/DC转化开关,由充电设备可以输出直流电,为纯电动汽车提供充电服务。


(2) 通过创新发展新型的移动充电车,采用公交车型作为移动补电的载体,首先因为车长能够满足装载大容量的电池组,以满足公交车大电量的补电需求。此车型可靠,公交公司与客车厂可以有效的研讨设计方案。

(3) 通过创新发展公交型移动补电车,还可以为日后动力电池的梯次利用寻求解决方法。随着2017年大批量的纯电客车投入应用,未来动力电池的衰减必将影响公交客运的的行驶里程,目前公交行业普通认同当动力电池的容量衰减了20%时,则需要更换新的动力电池。根据电池厂预测,预计四年左右暨到2021年时第一批大规模投入使用的动力电池即将淘汰,如果充分利用这批淘汰电池用于储能补电,运用到移动补电车中将会是很好解决电池的梯次利用问题。

(4) 新技术的使用有效的保障了车辆动力电池灵活快速补电,确保公交车辆的平均SOC长期保持在50-90%的电量,这种浅充浅放的模式,可以大幅度提高动力电池的循环寿命。

(5)技术优势---十大特性


3、 公交企业运用移动充电技术的效益分析(以广州市场为例)

目前广州市内85%运营公交车辆车载电池容量为300KW左右,其余15%的车辆是在300KW以下。广州城区的公交营运里程每天平均大约为250KM。广州作为特大城市,城区内的土地资源非常稀缺,基本无法在公交线路两端总站建设充电桩,车辆的充电必须回到指定的充电站场。据公交行业的运营统计数据,以12米的纯电动公交车为例,每公里行驶的耗电量为0.85-1kwh/km。而且随着公交投产运营车龄的增加,动力电池性能的不断逐渐,加之广州天气炎热的因素,以300kwh配置新投产的公交车辆在第二年左右电池很难保证全天候完成250KM的营运里程。这时公交企业只能采取让车回到充电站补电或则调车周转满足营运车辆的发车需求。下表是我设计的演算公式,表格中可设定选择模式并自定义的设置离站充电时间、线路收入/小时、充电所需的空驶里程等。

说明:“离站时长”、“线路收入”、“空程”为变量,企业可以根据需要填写数字;

备注:1、线路收入:是指公交营运的票款收入。充电不运行的时间:是指车辆需要充电时,车辆来回充电站与公交线路总站的时间+车辆在充电站所需的充电时间。

          2、离站收入损失:是指车辆因充电原因离开线路停止运营所产生的损失,是相对于车辆正常运营而言。耽误运营的时间:是指车辆需要补电时来回于充电站到公交线路总站的时间。


通过上述公式的演算,如果选用创新的移动补电方式,按照广州的平均数据,每台车一天能减少181元的营运收入,一个月能减少5430元,一年能减少65160元。意味着对比用移动技术充电车的充电和选择回到固定充电站场充电,每年每天车能增加收入65160元。

4、 案例分析

我司共有760辆新能源公交车,其中90%是纯电动公交(另10%是插电混合动力),其中5%的是双层纯电动公交车。85%的纯电公交车新车采购是配置了300KWh电量。从2017年开始我司陆续开始全面更换纯电动,到2019年我司有30%的纯电公交车是由于车辆的增加、电池容量的衰减,无法完成每日250KM的载运里程。在2019年我司联合南京金龙客车制造厂共同研发了国内第一款公交型移动充电车(车型公告目录见下图)。

通过使用这款移动充电车,对我司公交运营调度起到了很好的补充作用,尤其是对于12米双层巴士(车重大、空调消耗电大)、以及电池容量配置未达到300KWh的车辆。可以不用受限于车辆自身等因素的影响,已经可以确保全天候完成营运需求。





5、 小结

随着新能源车辆推广快、应用广、充电设施发展不均衡,通过创新发展的移动型公交补电车,可以应用于日常运营的纯电车辆由于电池衰减造成的运营里程不够、车辆电池容量配置不足、车辆不方便近距离进行充电等方面,以及当车辆发生耗电抛锚需要救济等。同时为将来纯电汽车上动力电池的梯次利用提供了一个发展方向。移动型公交补电车的开发和应用,对于纯电车辆的的推广起到了很好的强化及补充作用,未来在新能源纯电动汽车的大市场中,一定能发挥出更多的实际作用。




作者资料

姓名:李少飞

职务:总   监

工作单位:广州新穗巴士有限公司

地址:广东省广州市白云区齐富路亿达商务大厦6楼广州新穗巴士有限公司

邮政编码:510450

联系电话:13632242489

邮箱:jnlsf@qq.com


 
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