清潔能源客車在公交系統的應用情況分析

石勇 趙伯鸞

1.徐州開放大學 江蘇省徐州市 221000 2.江蘇省徐州技師學院 江蘇省徐州市 221000

1 清潔能源汽車簡介

清潔能源汽車，又稱為新能源汽車，是全球汽車產業的根本發展趨勢，也是技術攻關的難題。清潔能源車輛具有低排放、低能耗、低污染的特點。清潔能源車輛一般有四大類：第一類是使用天然氣、生物質燃料，煤基燃料等替低污染、環保型替代燃料的汽車。第二類是使用在傳統汽、柴油車輛上增設電動系統一同驅動車輛的節約燃料型的混合動力汽車。第三類是可充電式車載蓄電池作為能量來源并由電動機驅動的純電動汽車，第四類是氫燃料電池作為能源的電動汽車，即燃料電池汽車。清潔能源車輛分類見圖1所示：

2 替代燃料汽車

2.1 燃氣汽車

燃氣汽車用燃氣代替燃油，和電動車一樣同樣有油燃混動兩種模式，目前在出租車等里程大的車輛上普遍裝備。和一般燃油車相比，燃氣汽車具有顯著的優勢經濟效益突出，提供同樣的能量時，成本一般僅為燃油車的一半；和燃油車相比，污染較低，制備能力損耗低，能值效率公安。和電動車相比，天然氣車輛設計制造技術國內較為成熟，不存在冬季電池續航不足的問題，且我國天然氣資源儲備豐富。因此天然氣公交車在城市公交運行中已占用一席之地。

天然氣車輛的缺點是運輸性能比液體燃料差、發動機的容積效率低、著火延遲較長及動力性有所降低。天然氣是氣態燃料，不容易儲存和攜帶，需要加壓或液化以便裝瓶。而LNG車輛已經完全解決了液化天然氣的存儲和攜帶問題，并且在技術上加以改進和優化。因此LNG客車較CNG客車更具有推廣優勢。隨著國家西氣東輸的戰略部署已經完成，我國西部地區豐富優質的天然氣可以達到發達的東部地區，成本的降低和品質的提升都將為LNG公交車輛的發展提供巨大的優勢。

圖1 清潔能源車輛分類圖

2.2 醇類汽車（甲醇、乙醇）

汽車采用醇類燃料時，通常其方式是比較靈活的，可以采用純汽油燃料，也可以運用汽油和醇類燃料進行混合，還可以利用純醇類燃料。現在普遍采用的都是汽油與醇類燃料混合形式，而在運用大比例混合醇類燃料時，此時必須要優化發動機的燃燒參數才能保證發動機正常運行。而采用醇類燃料不僅僅是發動機燃燒，同時還要考慮醇類燃料的儲存，以及對發動機燃料供給系統的腐蝕性，并且在采用甲醇時，無論其燃燒是否完全，其產生的廢氣都具有較強的腐蝕性，燃燒產生的一些酸性物質，對發動機機體等都有一定影響，所以需要采用專用的潤滑機油。而我們國家目前使用的醇類燃料為10%的乙醇，其技術在汽油車上面是完全可以的，對汽車不需要進行任何的改裝。

2.3 生物柴油汽車

目前柴油發動機采用的清潔燃料是生物柴油，生物柴油可以通過植物油、動物油、廢棄油脂等制造產生，它是一種非常理想的代替燃料。與普通柴油相比，燃燒產生的熱值基本一樣，但是其燃燒后有害氣體含量遠遠小于普通柴油，碳氫化合物減少55%～60%，顆粒物減少20%～50%，CO減少45%以上，多環芳烴減少75%～85%。傳統柴油機在采用生物柴油時無需任何改裝，而且生物柴油比柴油的運動黏度稍高，更易于在氣缸內壁形成一層油膜，提高潤滑性能，防止缸內機件的過渡磨損。生物柴油的原料來源廣泛、并能再生循環利用，具有極高的環保價值。

3 混合動力公交車

油電混合動力車輛能改善發動機低速時的排放和節約能源消耗，混合動力的形式主要有串聯、并聯及混合聯，三種傳動形式各有優劣。而混合動力公交車輛主要以插電式混合動力為主。

插電式混合動力汽車由于可以插電充電既可以像純電動也可以在電力不足的情況下使用內燃機提供動力進行行駛。且由于插電式混動汽車增大的電池容量，充電動續航里程也就明顯增加，因此節省燃料和降低污染的同時，能夠不同的動力輸出模式更加適應城市道路復雜的形式工況。可持續發展能力強，技術提升空間大。

基于以上優點，插電式混合動力特別適合應用到城市公交車上，其運行效率高、整車造價相對于純電動較便宜、燃料經濟性及排放性好、使用及維修成本低等優點，并且可以利用現有加氣加油站無需增加基礎設施建設，符合我國清潔能源公交車的發展方向。但是由于政府補貼不斷降低，制造成本持續偏高，車載電池壽命及其容量等問題也是不能不容忽視，況且城市規劃中對充電設施的建設忽視也是制約其發展的主要因素。

4 燃料電池公交車

剛剛發布的“中國制造2025”規劃，明確了燃料電池汽車的戰略目標，即第一，在關鍵材料零部件方面逐步實現國產化；第二，燃料電池和電堆整車性能逐步提升；第三，燃料電池汽車的運行規模要達到1000輛。

氫是宇宙總元素存儲量最豐富的元素，同時氫的燃燒又具有清潔、高效、便于攜帶的特點，作為替代能源相當理想。即可以在內燃機內作為燃料進行燃燒也可以作成燃料電池產能發電。我國主要發展趨勢以氫燃料電池的形式進行推廣應用。

燃料電池車輛具有續航里程長、無需充電、零排放等優點，但現階段我國燃料電池電池還處于攻堅階段，車輛制造還處于起步階段，技術成本和制造成本較高，還沒有進行批量化生產，因此燃料電池汽車產業還需不斷學習發展進步。

5 純電動公交車

公交車在電動車領域應用很廣泛，國內很多企業引入了德國等技術，在此基礎上進行改造，發展電動公交車。同樣，電動公交車也是分為兩類，混合和純電動。[2]目前根本的技術難題在于純電動公交車的電池續航，和新的發電技術問題還有待攻克。

純電動汽車由于完全取消內燃機機構改為電驅動電機為動力源，運行過程中絲毫沒有尾氣排放的污染，而電機控制系統的靈活性和快速的響應更適合于復雜且擁堵的城市道路，頻繁的起停也變得簡單方便，安靜舒適的環境同樣給乘坐者提供不一樣的公交體驗，同時還起到一定的提倡環保的宣傳作用。

純電動客車的推廣與使用正如雨后春筍，發展勢頭迅猛，無污染、零排放、低噪音、高性能、舒適、節能、環保等等已經成為純電動汽車的代名詞。從全國形勢來看純電動課程儼然成為各地公交系統購置車輛的首選。雖然如此我國純電動汽車還應在技術研發、行業規范等方面，積極與國際接軌，汲取國外先進的技術和嚴格的標準，深化技術改革，從電池、動力、續行里程、充電量與充電時間及其充電方式等方面不斷提升，優化，完善。同時建立和健全充電設施真正使純電動課車成為未來國內清潔能源公交客車的主流車型。