论文部分内容阅读
城市空气污染已经成为公众与政府高度关注的问题,而汽车的排放约占城市PM2.5总量的20%以上,对城区的空气质量有重要影响。因此,推动城市公交电动化也已经成为大家公认的方向。
城市公交的电动化是人类一直追寻的目标。历史悠久的有轨电车在我们许多人心里留下过不可磨灭的记忆。1961年初我大学毕业,被分配到长春一汽工作,出了火车站,没有其他交通工具,人们告诉我,在那边有“磨电”,可以去汽车厂。“磨电”是本地人对有轨电车的称呼。是因为行驶时车轮与铁轨要发生摩擦而发出声响,还是行驶时左右摇晃,像个有魔怔的怪物?至今不得而知。冒着凌厉的寒风,“磨电”将我带到了我人生的第一个工作单位。
有轨电车由于它需要占用城市宝贵的路面铺设轨道,以及噪声大等原因,现在这种最古老的电动化公交车大部分已经被拆除。接替有轨电车的电动化公交车,就是我们熟悉的无轨电车了。当锂离子电池可以应用到电动公交车上时,很快就成为人们看好的城市公交电动化的技术方案。
至2012年底的统计,我国25个示范城市其投入示范运行的电动公交车总数达到2526辆,总体表现运行基本正常,技术上有很大进步,尤其让人高兴的事情是磷酸铁锂电池的安全性总体水平良好。在我国北方许多城市普遍遭受雾霾天气困扰的情况下,人们都希望电动公交车能够担当更好的角色。但是,各地资料反映的最大问题是电动公交车成本过高,如果没有国家高额财政补贴,难以持续发展下去。因此探索一条降低总成本的技术方案变成了业界专家们苦思冥想的事情。
经过分析,成本高的主要症结在于数量庞大的电池。粗略统计,一辆12m的电动公交车,每行驶1km约耗费一度(kWh)电。按目前磷酸铁锂电池组的状况考虑,比能量约为80Wh/kg,比价格约为4元/Wh,一辆名义续驶里程300km(实际可用约260km,如考虑开空调,还要减少约20%。)的电动公交车需要装约300kWh容量的电池组,重量约为3800kg,价格约为120万元。3.8吨的重量当然也太重了,而仅120万元的电池价格就比普通的两辆12m燃油公交车还贵许多。
降低成本的主要途径有两个,一是降低电池的成本;二是减少电池的数量。这几年我国的锂电池的价格已经有了明显下降,随着电动汽车应用数量的增长,电池的价格有望继续下降。电动汽车装用电池数量是与设计的续驶里程相关。例如将续驶里程设计为50km,电池重量便可减少到600余公斤,电池成本也会明显降低。但是这么短的续驶里程如何满足使用要求?人们想到了电池的快充技术,还想到了无轨电车。这就有了重庆市采用的“钛酸锂电池快充技术”,就有了上海市利用改造废弃的无轨电车供电网线开发的“电-电混合”公交车,这些都是极好的创新实例!
可以肯定,公交车电动化是必要的,也是可以实现的。在纯电动公交车普及过程,不妨可以因地制宜,采用多种电动化的方案,让公交车的电动化给城市带来更加清洁的环境。
城市公交的电动化是人类一直追寻的目标。历史悠久的有轨电车在我们许多人心里留下过不可磨灭的记忆。1961年初我大学毕业,被分配到长春一汽工作,出了火车站,没有其他交通工具,人们告诉我,在那边有“磨电”,可以去汽车厂。“磨电”是本地人对有轨电车的称呼。是因为行驶时车轮与铁轨要发生摩擦而发出声响,还是行驶时左右摇晃,像个有魔怔的怪物?至今不得而知。冒着凌厉的寒风,“磨电”将我带到了我人生的第一个工作单位。
有轨电车由于它需要占用城市宝贵的路面铺设轨道,以及噪声大等原因,现在这种最古老的电动化公交车大部分已经被拆除。接替有轨电车的电动化公交车,就是我们熟悉的无轨电车了。当锂离子电池可以应用到电动公交车上时,很快就成为人们看好的城市公交电动化的技术方案。
至2012年底的统计,我国25个示范城市其投入示范运行的电动公交车总数达到2526辆,总体表现运行基本正常,技术上有很大进步,尤其让人高兴的事情是磷酸铁锂电池的安全性总体水平良好。在我国北方许多城市普遍遭受雾霾天气困扰的情况下,人们都希望电动公交车能够担当更好的角色。但是,各地资料反映的最大问题是电动公交车成本过高,如果没有国家高额财政补贴,难以持续发展下去。因此探索一条降低总成本的技术方案变成了业界专家们苦思冥想的事情。
经过分析,成本高的主要症结在于数量庞大的电池。粗略统计,一辆12m的电动公交车,每行驶1km约耗费一度(kWh)电。按目前磷酸铁锂电池组的状况考虑,比能量约为80Wh/kg,比价格约为4元/Wh,一辆名义续驶里程300km(实际可用约260km,如考虑开空调,还要减少约20%。)的电动公交车需要装约300kWh容量的电池组,重量约为3800kg,价格约为120万元。3.8吨的重量当然也太重了,而仅120万元的电池价格就比普通的两辆12m燃油公交车还贵许多。
降低成本的主要途径有两个,一是降低电池的成本;二是减少电池的数量。这几年我国的锂电池的价格已经有了明显下降,随着电动汽车应用数量的增长,电池的价格有望继续下降。电动汽车装用电池数量是与设计的续驶里程相关。例如将续驶里程设计为50km,电池重量便可减少到600余公斤,电池成本也会明显降低。但是这么短的续驶里程如何满足使用要求?人们想到了电池的快充技术,还想到了无轨电车。这就有了重庆市采用的“钛酸锂电池快充技术”,就有了上海市利用改造废弃的无轨电车供电网线开发的“电-电混合”公交车,这些都是极好的创新实例!
可以肯定,公交车电动化是必要的,也是可以实现的。在纯电动公交车普及过程,不妨可以因地制宜,采用多种电动化的方案,让公交车的电动化给城市带来更加清洁的环境。