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公交企业谈纯电动客车快充与慢充的选择

2019-02-16 作者:潘毅勇 来源:中国客车网

  作者:湖州康达公交运输有限公司潘毅勇

  近期发改委出台了相关汽车产业投资管理新规定,其中明确将混合动力车列入了燃油车范畴,于是纯电动车辆将是行业的大势所趋,而谈起纯电动车,又绕不开电池的快充与慢充两种技术路线,企业在今后遇到纯电动车辆时,该如何选择快充与慢充,才能更符合企业当前以及今后一段时间的的运营需求?湖州康达公交运输有限公司从2015年开始使用纯电动车,目前已实现纯电动车全覆盖,笔者在接下来,浅谈一下自家企业在当时选择时遇到的问题,以及所做的选择。

  2015年下半年,在新能源汽车政策的扶持下,我们企业出于对成本与政策的考虑,决定以纯电动为公司未来发展的方向,当时摆在面前的首要难题就是,纯电动续航里程、快充与慢充的选择,充电问题,大家围绕着线路场地、采购车辆数量、运营里程、电池容量、充电时间、车辆采购维修成本等相关维度,结合当时的车辆产品和本企业营运的实际情况进行了探讨。由于我们企业主营城乡公交线路,单趟线路超50公里左右,日行程达350公里以上,每个班次间隔时间只有15-20分钟。在当时如果采用慢充:1、车辆配比需要达1:2(车辆购置成本翻倍,车辆利用率只有50%);2、大面积的充电场地难于解决。给企业带来车辆的购置和使用成本大幅度上升,这些都让企业在成本控制中难以接受,在这种情况下,作为民营企业,怎么用最小的成本满足使用需求,成为我们解决问题的焦点。我们通过综合考虑,决定以快充为突破,白天快充补电(利用班次间隔时间进行)来满足日行程350公里以上,夜间利用低谷电价进行慢充,合理规划车辆调度,降低企业的使用成本。

  关于快充慢充的选择,我们考虑的首要因素就是电池容量与续航里程方面。对纯电动客车来讲,每增加一组动力电池就意味着成本的增加,而且增加车辆的重量,如何科学选择,既能满足续航里程的使用需求又能兼顾成本,在这方面,我们寻求了车辆厂家技术的支持,厂家结合车辆产品分享了各个地方关于该问题的解决方案,给予我们合理的规划建议。对于慢充,如今车辆厂家多配置磷酸铁锂电池,但为了提高续航里程,不得不通过增加电池容量增加车辆采购成本,各个车辆生产厂家的慢充产品的续航里程基本覆盖到150-250公里以内,也基本满足一般公交线路的运营,但目前若要满足250-350公里的使用需求,只有增加电池容量,那就意味增加电池成本,车自重增加并减少了载客量,车重相应的电耗也增加了很多。

       对于快充,如果做好电池容量与续航里程的合理匹配,则运营里程可以很好地满足。但快充技术对电池性能和电池管理系统要求较高,在确定快充方向后,我们对电池厂家的选择很慎重,最终我们选择了行业内以快充电池技术见长的微宏动力电池合作。由于我们最长的线路单趟50公里,考虑到一边不能充电的情况下,车辆的来回续航里程,要满足最低100公里的使用需求,在选择电池容量时,我们根据厂家建议,考虑了道路拥堵、开空调对电耗的影响、及其电池的衰减等,我们把使用环境考虑到最极端的情况,按1公里1度电来考虑,来回一个班次消耗100度电,由于公交车辆配置的电池跟我们想象手机的锂电池放电是两个概念,手机电池可以消耗完,但公交车的电池要从技术角度留有总容量的约15%余量保护电芯,我们预计选择电池电量在140度电左右,刚好微宏快充有139度电量的产品满足我们的使用需求。对于电池容量与续航里程,我们建议以运营200公里来区分选择慢充快充,200公里以内假如说场地充裕,可以采用慢充,使用8年下来,用电成本也需要综合考量,峰谷补电具有成本优势,并且各个厂家的纯电动车基本上都能满足200公里的使用需求。200公里以上,如果电力资源与场地资源均充裕,建议采用快充,毕竟电池成本占购车成本的比重不低,车辆的重量降低,相应的电耗也降低,快速补电时间短,调度运营管理影响小。

  其次我们要考虑充电问题,假如说采用慢充,需要大约车比的50%充电车位。充电设备投资少,可以利用晚上低谷电充电,但毕竟不是1比1的车位晚上充电需要1-2名驾驶员移车。而快充对场地要求不高,基本可以利用公交企业现有的首未班场地或距首未点站1公里以内的场地进行建设充电设备,做一桩双枪二位,根据情况建几个300kW以上的充电桩进行快充补电。我们建议企业在选择时特别要注意的是不管选择那种充电模式最好是先咨询当地电力部门,一定要做好电力部门的咨询调研,综合考虑快充与慢充功率与现有电力资源匹配的问题,电力使用中增容是一个系统工程,且快充电站对电力基础设施改造投入较大,后期再增加配套设施协调难度较大。

  关于充电时间方面,厂家经常会引入充电放电倍率的概念来衡量,如充了多久的电,充了多少度电,充放电倍率可以简单理解为充放电的速率,充放电倍率C=充放电电流/额定容量,比如,产品技术讲1C充电倍率,指的是车辆1个小时将电量充满,充电电流与额定容量数值相等,指的是从满电到放电完全是用1C=1/1,1个小时;2C=1/2,1/2个小时,也就是30分钟。目前行业里,基本把充电倍率小于1.6C定义为慢充,1.6C-3C为小快充,3C以上为快充。充电时间取决于充电机的功率与电池的充电倍率之间的选择匹配。国标对充电技术要求单枪最大充电电流不高于250A,双枪最大充电电流不高于400A,例如,目前我们采购使用的宇通ZK6105BEVG19A,10.5米纯电动,配置的139度微宏快充电池,充电倍率3C,采用300kW以上的双充电桩,电流峰值400A,从SOC30%充到100%,在环境温度15度左右情况下,约20分钟充满电。从这个角度综合来看,慢充与快充的选择,还是取决于当地的电力资源是否能够满足使用需求,慢充的话,充电机的功率可以灵活选配,兼顾大功率与小功率结合,晚间峰谷电小功率慢充,白天受调度运营时间限制,可用大功率充电机快补。而快充选择,最佳就是选用大功率充电机,采用大电流充电,缩短充电时间,增大快充快的优势。

  不管慢充也好,快充也罢,各有各的优势,也有相应的劣势,企业在后期选择时都需要根据自身条件,基于产品使用的全生命周期成本的考虑,科学规划使用,我们把当初选择纯电动发展方向时,基于当时我们企业自身考虑的情况,分享展现出来, 希望能给予其它企业在纯电动的选择能够有所帮助,能够少走弯路,选择到适合本企业发展需要的产品。

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