新能源公交車快、慢充技術路線選擇

重慶市公共交通控股（集團）有限公司 廖 濤

新能源汽車的發展到底是走快充路線還是慢充路線，是一個廣泛爭議的話題。筆者認為：快充應是新能源汽車的主要發展方向，慢充是補充。主要體現在幾個方面。

1 便利性

城市公交客車日平均行駛里程200km左右，一次燃料加注應能滿足運行一天的燃料要求，為了保證早晚高峰時段運力，車輛通常會利用中午營運空閑時段或晚上收班后的時間加注燃料。充電是對新能源公交車“加注燃料”，新能源車為動力電池充電有快充和慢充，是采用快充還是慢充，要看具體情況。

（1）快充。以重慶兩江公交公司666線路為例，該線路從軟件園渝興廣場—互聯網產業園，全程5km，運行一圈10km，上、下午各運行5圈，一天共運行10圈，全天運行100km；雖然線路短，但由于該線路起、終點站均在產業園區，除高峰時段客流非常集中，平時的人流也非常多，車輛使用頻率較高，兩江公交公司為這條線路投入15輛8.5m的純電動公交車，該車配置有596V /108A·h的64.3kW·h 多元復合鋰動力電池，電機額定功率80kW，平均耗電量0.8 kW·h/km左右，上午運行5圈、50km的耗電量約40 kW·h，SOC余量為37%左右；中午低峰時段各車陸續前往充電站補充電量，由于裝備多元復合鋰動力電池，可以2C—3C的倍率快速充電，充電電流為216—324A，每分鐘充電可達2.15 —3.22 kW·h，40 kW·h不到20min即可充滿，一個充電樁一小時可為3臺車充電，國網康莊美地的充電站配置450kVA大功率充電樁6個，5用1備，一小時即可完成15臺營運車的充電。可以看出，使用快充電池的純電動公交車，充電過程對營運生產的影響非常小；為保證第二天上午的運行，車輛在晚上收班后會再充一次電，同樣在不到20min的時間內即可完成，既不會影響車輛歸場，也不會影響駕駛員正常下班。

（2）慢充。如果使用充電倍率只有0.5C—1C的慢充電池，充電時間將會翻倍甚至更長，給營運生產組織帶來困難，如通過增加車輛電池配置量和增加車輛數量的方案來解決，既增加了購車成本，也增加了人工成本，給企業經營帶來壓力。

不難看出，無論是家用還是公交客車，使用快充新能源技術，在便利性方面更有優勢。

2 經濟性

（1）當前技術發展水平下的純電動公交車經濟性分析。我們測算一下慢充和快充純電動新能源車在購車成本方面的差異，以10.5m純電動城市公交客車為例，現階段國內10.5m純電動公交車電量單耗平均在1 kW·h /km左右，由于大多數城市公交客車每日運行里程在200km左右，為滿足運行需要，使用慢充電池的純電動公交車，國內主要客車廠家配置的電量通常在250 kW·h左右，而對于使用快充電池的純電動公交車，因為中途可快速補電，配置的電量通常在140 kW·h左右，慢充電池以磷酸鐵鋰電池為代表，約1500元/ kW·h，250 kW·h電池共需37.5萬元，準快充電池以錳酸鋰電池為代表，約2200元/ kW·h，140 kW·h電池共需30.8萬元。因此，就10.5m純電動公交客車作比較，采用快充電池比慢充電池的電池費用要節約6.7萬元，在新能源客車補貼逐年退坡、而車身配置等價格差異不大的情況下，電池的價差將直接體現在用戶的購車成本中，讓用戶受益。

而用電成本則是采用慢充電池的純電動車有一定的優勢。仍以10.5m純電動公交車為例，因采用快充電池的客車配置電量較少，運行中途必須補電一次，這次補電通常都會發生在營運生產的低峰期、中午時段，此時充電享受不到便宜的低谷電價，以1.1元/ kW·h、充電100 kW·h計算，中途補電將產生電費110元，夜間再補電時，享受低谷電價0.3元/ kW·h，充電100 kW·h，產生電費30元，全天共產生電費140元；而采用慢充電池的新能源車由于配置電量較多，基本能滿足一天運行的要求，通常只需夜間充電一次，享受0.3元/ kW·h低谷電價，200km共產生電費60元左右；快、慢充兩種方式在電費上的差異為80元/天左右，運行一年，配置慢充電池的純電動公交車，其用電成本將節約近3萬元，不到3年的時間，將追回購車時高出的成本。

經過綜合測算，在當前技術水平下考慮經濟性，則采用慢充電池的純電動客車更實惠。

（2）從技術發展的趨勢分析，快充純電動公交車更有經濟潛力。前面以10.5m純電動公交客車為參照所做的經濟測算，都是以平均電量消耗1 kW·h /km作為基準，但隨著動力電池、半導體變流和控制技術的進步，純電動公交客車電量消耗水平將會進一步降低，其主要原因是因為使用快充電池的新能源車在通過再生制動實現能量回收方面可以做到更高效（經實驗，將質量1500kg的車輛從100km/h車速制動到零車速，消耗了0.16kW·h的能量；在典型的市區中，制動能量回收最高可達到總牽引能量的25%以上）。汽車運行時，不僅有加速、爬坡，也會遇到制動、下坡等情況，當運行在制動、下坡狀況時，純電動車可以通過再生制動實現能量的部分回收。由于汽車在行駛過程中，道路情況千變萬化，將勢能、動能轉化成電能、再回傳至動力電池組存儲的情況，通常發生突然且能量較高，對控制系統、逆變系統、動力電池組的瞬時響應速度、短時過載能力都提出了很高的要求，在這些方面，能以3C及以上倍率充電的快充電池較慢充電池無疑更有優勢，也就是說，隨著技術的進步，快充式純電動公交車節能效果更好，經濟性更佳。

3 充電場地利用方面

新能源車的推廣離不開充電場地、充電設施的配套跟進，但在一些地形條件復雜、土地資源緊張、土地經濟比重較高的城市，短期內全面落實這些新能源配套環節有諸多難處。以重慶為例，三山夾兩江，丘陵地形為主，平地少，渝中半島、沙坪壩區、九龍坡區、江北區等主城核心區域，人口密度超過2000人/km2，土地資源非常緊缺，拆遷還牽涉到社會穩定等敏感問題。而快充純電動公交車在充電設施和土地資源的利用上明顯更加高效。根據重慶公交快充式新能源車的使用經驗，采用快充新能源技術，樁車比可達1:6，而配置慢充電池的新能源公交車，樁車比通常只能是1:2；也就是說，一個功率滿足要求的充電樁，在一個時間段內，可以完成對6輛配置快充電池的新能源公交車充電；而同等條件、同樣時長，則僅能完成對2輛配置慢充電池的新能源車充電。顯然，采用慢充技術路線，對充電場地和設備數量的要求都更高。在場地和設備設施的利用上，快充式新能源車更具優勢。

我們從便利性、經濟性和場地要求等三個方面，對新能源車快、慢充技術路線進行了比較和綜合評估，快充技術更具優勢。尤其是在大中型城市的核心區域，發展快充式新能源公交客車更加適宜。

但在一些規模較小的縣市、電力基礎設施薄弱的鄉村和班線客運車輛上，采用什么樣的新能源技術路線，則要具體問題具體分析。在一些縣市、城鄉結合部和鄉村，土地資源相對較好，具備建設充電站的場地條件；鄉村班線客運客流主要集中在早晚，其他時段客流極少，車輛全天班次較稀、站場停放時間較長。這種運行特點，使配置慢充電池的新能源公交車充電時間得到了保障，只要合理選擇配置的電池容量，就可以滿足運營需求。

綜上所述，筆者認為：發展新能源公交客車，應因地制宜，優先考慮發展快充技術，將慢充作為有益的補充。