在线充驶向春天？

王兰

价格、电池容量以及充电便利性等问题成为制约我国纯电动汽车发展的瓶颈。王秉刚表示，纯电动在线充城市客车可以改变这种境遇，是我国较佳的电动汽车产品路径。

今年两会，对于汽车圈来说，新能源汽车无疑是焦点中的焦点。国家政策的扶持，市场的日渐成熟，促使我国车企纷纷加大了新能源汽车的投入。预计，近几年，我国新能源汽车依然会保持强劲发展趋势。而电池成本高、续驶里程不够长、充电不方便的问题，阻碍了我国新能源汽车的大发展。

如何突破发展瓶颈？纯电动在线充城市客车为什么是我国电动汽车的最佳产品路径？纯电动在线充城市客车实际运营情况如何？

日前，在武汉举办的《纯电动在线充公交车推广经验交流会暨2015第三届全国公交驾驶员节能技术大赛第一次工作会议》上，与会专家与公交车代表就中国纯电动公交车推广应用经验与技术进行了热烈的讨论。国家863节能与新能源汽车重大项目监理咨询专家组组长、原中国汽车技术研究中心主任王秉刚，国家863电动车重大专项动力电池测试中心主任王子冬，北京理工大学博士周辉均对我国纯电动在线充城市客车的综合表现给予了充分肯定。

发展前景如何？

国家863电动车重大专项动力电池测试中心主任王子冬指出，我国新能源汽车推广工作将迎来新阶段。“2014-2020年是我国新能源汽车发展的历史机遇期。近期，财政部、科技部、工业和信息化部、发展改革委启动了2013-2016年新能源汽车推广工作。申报的城市与地区近40个，包括的城市约70个。期望推广新能源汽车数量约30万。已确认38个城市或区域为新能源汽车推广应用城市。”

2014年4月23日，在中国汽车论坛上工信部部长苗圩曾进一步明确，中国将坚持发展新能源汽车战略不变，以纯电驱动为发展战略取向不变，政府扶持政策趋向不变，中国政府将进一步加大支持力度，健全法规标准，完善财税政策，推进节能与新能源汽车的发展。

而且，继去年国家密集出台多项政策支持新能源汽车发展后，今年的《政府工作报告》中也有三处提到新能源汽车，并将其作为经济新的增长点。

回顾2014年的汽车市场，可以说新能源汽车实现了“大跃进”式的发展，新能源汽车累计生产8.39万辆，同比增长近4倍。在客车细分市场，新能源客车更是逆势上扬，表现强劲，在客车行业整体下降的环境下，全年共计销售新能源客车18637辆，同比增长80.54%。新能源客车的高热，很大原因是借助了政策的东风，无论是从环保民生角度，还是从能源战略角度，我国推广新能源汽车的政策依然值得期待，因此，这几年，新能源客车需求持续增长的确定性较高。业内相关人士预测，2015年，新能源客车的市场增幅依然可观。

从国际上新能源汽车技术和产业化水平的比较来看，我国新能源客车技术产业化规模居世界第一位。涵盖了插电式、增程式、纯电动等多种技术路线，以及慢充、快充、电池更换、在线充电、双源快充等多种能源补给方式。北美国家推广的新型能源动力汽车主要采用了混合动力系统，总保有量达到1万辆；欧洲主要采用混合动力系统与插电式混合动力系统，开始应用在线快充系统（钛酸锂负极电池与超级电容），推广数量约2500辆。日本主要以混合动力客车为主，推广数量约1万辆。从国际新能源汽车发展趋势来看，新型锂离子电池和新体系电池技术发展迅猛，以新一代电力电子器件为基础的电机驱动控制将在2020年实现规模产业化，智能化电动汽车技术下一个十年将有可能大大改变整个汽车工业格局，燃料电池汽车高端技术已开始进入市场。

存在哪些新挑战？

我国电动汽车发展前景一片光明，现阶段还存在哪些新挑战？

王子冬的答案是，第一，电动车动力电池遭遇低温充电难。目前的电动车，特别是电动公交车、电动出租车、私人电动车等大部分使用的是锂电池。北京、青岛、长春、唐山、包头的新能源汽车示范运行工作，都不同程度遇到了冬季充电困难的问题，使得冬季电动公交车的运力下降，很难保证正常运行。“一方面，低温环境下电池性能下降，好一点的下降10-15%，差一点的下降35%，这与材料状态、电池结构、生产工艺、外壳结构、热管理系统功能有关。另一方面，低温充电容易产生析锂现象，发生不可逆反应，使得电池容量和能量大幅度下降。严重的锂枝晶会刺穿隔膜，使电池短路，发生安全事故。”王子冬着重强调低温充电的弊端。第二，电池安全性较差。动力电池的安全对于电动汽车产业的发展至关重要。近年来，随着各种节能与新能源汽车试点和实际运营数量的增多，安全事故时有发生，事故的分布从纵向看在加工、制造、化成、搁置、运输、测试、使用、充电维护、回收各个环节上，都出现过问题。从横向看国内外在手机、电脑、电动自行车、电动摩托车、电动轿车、电动公交车、混合动力车等领域应用过程中，也都出现过问题。第三，充电难、电池成本高。第四，电动车开发、使用、推广的商业模式还未成熟。第五，电池不能长寿命使用，一致性、可靠性略差。

王子冬在分析我国电动汽车存在哪些新挑战的时候，尤其强调了电动车安全的重要性。“目前，动力电池出现问题多数是在充电时发生，低温充电增加了出现问题的概率。如何提高动力电池的可靠性与安全性成为当前业界关注的焦点。”他认为，所谓电池的一致性和可靠性是指，生产过程中对电池一致性的控制能力，可以通过自动化生产设备和“正确的生产工艺”得以控制（寻找到能够控制产品质量的工艺方法这点很重要）。另外电池的结构设计要符合大规模机械化生产设备的要求。而且，在使用过程中对电池一致性的控制能力也同样重要。比如，合理的电池结构减少低温环境下的电池自身温度不平衡。或者采用尽可能减小电池接触电阻的连接方式，提高电池组的功率性能，同时减少电池的局部升温。或者注重每一个电池表面的冷却效果，选择科学、合理的通风结构，使整个电池组的温度场得以均匀，以保证电池组在低温环境中使用过程中的环境一致性等。

对于被提及最多的电池成本过高的问题，王子冬认为需要客观看待，他对《汽车观察》记者说：“汽车电池的问题是个永久话题，而不是根本问题，技术进步会不断有新电池问世，而刚出来的新电池成本一定比较高，所以动力电池的成本会经常出现由高到低，再由低到高，周而往复循环下去的规律。”

如何突破发展瓶颈？

近年来，对于我国新能源汽车产业的大发展，被诟病最多的就是电池成本高，续驶里程短，充电不便利的问题，它已经成为制约我国纯电动汽车发展的主要瓶颈。该瓶颈如何突破？

王子冬说：“纯电动在线充城市客车是当前最好的新能源产品路径，可以大大缓解电池成本高，续驶里程短，充电难等各种挑战。”他建议，我国新能源汽车的推广要有一个轻重缓急的顺序，新能源汽车可先从公交大巴、出租、租赁包括一些城市的轻型物流，邮政等细分汽车起步。甚至有条件的话，进入到部分单位用车，包括政府用车，或者其他用车领域，来加强私人消费者对新能源汽车的认识，然后再进入私人购买领域。

“电动公交车是我国新能源汽车最活跃的创新领域。无论节能，还是减排，电动公交都是最佳选择。”王秉刚与王子冬的观点一致。会上，他对我国正在运营的慢充式、换电式、插电式、增程式、快充式、在线充电式共六种不同电动公交技术路径方式进行了综合比较。“通过比较这六种电动公交车的技术方案发现，在安全性、环保性、经济性、方便性四个方面，只有在线充电式电动公交的表现最佳。”

“治理雾霾成为公交车电动化的强劲动力与压力，缓解交通拥堵公交优先是唯一的选择。”王子冬说。

“推广纯电动公交车有利于降低碳排放。国四柴油车每年7万公里里程，在城区内直接排放污染物1.1吨，纯电动客车排放为零。首先，公交车承担着城市客运的主要任务，约承担城市客运60%的运力。我国城市公交客车的总量大约50余万辆，并呈逐年增长的趋势。而且随着城镇化的进程，公交车的保有量将会实现持续增长。其次，机动车的尾气排放已成为城市空气的主要污染源，其中公交车占有显著比例，尤其对PM2.5的贡献非常突出。通过比较各类车型的污染物排放发现，大客车是氮氧化物和PM2.5的重要的贡献者。车辆排放对PM2.5的贡献，北京是36%，上海是25%。其中公交车又占着很重要的比重，所以说改善空气品质，公交车电动化势在必行。”王秉刚用数据证明了公交优先，纯电动公交优先的论点，他对纯电动在线充城市客车的推广表现出非常肯定的态度。“在线充电模式如果可以进一步普及，不仅有利于节能减排的实施，也能有效降低运营成本。与普通纯电动车相比，在线充电式汽车可以减少电池组用量，而且电池使用方式更合理，从而大大降低电池成本。”

有关专家曾指出，在当前环保形势严峻及世界石油资源匮乏的情况下，解决大气污染问题，须改变交通工具结构，无轨电车应成为城市绿色公交的首选。据了解，纯电动在线充城市客车是现代意义上的汽车，具有纯电动汽车的全部特征，但不是无轨电车。纯电动在线充城市客车已经包含了纯电动汽车的核心组件即大三电：电机、电控、电池，小三电：电动空调、电动转向、电动刹车。无轨电车与纯电动汽车的最大区别是，无轨电车没有车载动力电池；纯电动在线充城市客车与其他类型纯电动城市客车的区别是，纯电动在线充城市客车的补电方式由过去的两种（固定的电桩充电、换电）的基础上又增加了一种利用架空线网取电方式。

“在线充电、固定的电桩充电、换电模式都有自己的特点、有自己的不足，有自己的适宜条件和范围。现阶段，对于“点对点”式城市公交的实际情况而言，10米-12米纯电动城市客车的取电方式，在线充电比固定的电桩充电、换电模式更适宜、更方便、更节约一些，公交用户的接受度要高得多。”北京公交代表发表了自己的观点。

“纯电动在线充城市客车技术是纯电动城市客车技术与无轨电车技术的结合，能够利用无轨电车线网为车辆进行在线充电，克服了现有电池技术瓶颈和充（换）电设施不足的缺点。纯电动在线充城市客车符合公交运营需求，是城市交通电气化可持续发展的有效解决方案，符合国家节能环保新能源汽车发展方向。”武汉公交公司代表表现出积极的态度。

实际运营怎样？

无论是国家政策的扶持，还是专家有力的数据分析，纯电动在线充城市客车的发展已然迎来了春天。我国实际推广运营情况如何？

据了解，通过在线充电、无线电池组供电方式，可以积极有效地扩大城市公交服务的覆盖面，实现城市公交体系的智能调控，实现城市公交车辆运行的零排放，为降低城市雾霾做贡献。由于有了在线充电，电池组的温度可以始终保持在10℃以上，解决了冬季锂电池不能充电的问题，延长电池组的使用寿命，降低运营成本。在线充可以利用城市直流电网体系建设小型电动车充电站，解决电力基础建设投入过大的难题。

“武汉结合自身特色，发展纯电动在线充模式，是城市公交较为科学的模式，这条路选对了。”周辉博士说。

王子冬认为，目前我国城市公交系统采用电动车是工作的重点和难点。他建议，各地根据自身实际情况选择并探索适合本地区新能源汽车尤其是纯电动公交车推广应用的技术路线和商业模式。探索降低电动公交成本方案，使用安全快充的电池例如短距离快充、在线充电等。以确保安全，对公交车实施100%监控。

可喜的是，我国纯电动在线充城市客车的研发已经取得商业化成功，扬子江牌纯电动在线充城市客车已经投入运营。2014年，武汉市公交集团投入200台“在线充”公交车，分别配置在电8路、电5路、电9路、530路上。2015年还将增加800台纯电动公交车。“武汉市发展纯电动在线充城市客车，在国内已经引起广泛的关注，北京、上海、杭州、济南也正在借鉴和发展这种模式。扬子江纯电动在线充城市客车的运营，标志着公交电动化运营模式的新发展时期。”武汉市公交集团电车公司负责人自信的说。

据扬子江汽车在线充项目组徐作琴介绍，纯电动在线充城市客车具有如下技术特点。一，充电方式灵活，电池浅充浅放。浅充浅放的充电模式使电池容量始终保持在一个良好区间，从而维护电池活性，延长电池使用寿命。二，采用制动能量回馈策略。电池供电模式，回馈电流直接回馈到电池组中；线网供电模式，回馈电流通过高压充电机回馈到电池组。三，储能系统和线网耦合方式。储能系统和线网通过共阴极二极管模块耦合，保证线网供电模式和电池供电模式无缝切换。

纯电动在线充城市客车具有哪些运营优势？东风扬子江汽车（武汉）有限责任公司销售公司总经理云家棋指出，在线充车辆具有良好的公交运营适应性。车辆日行驶里程（≥200公里），满足公交各种线路运营需求。车辆座椅布置数量达到38座，站立区承载面积可达到8.7m2，最大承载人数达到107人，车辆运营能力超过传统车辆。“电池可保证使用8年，同车同寿命。车辆动力性能满足满载状态下在20%的坡道上正常运行的要求；适应城市公交道路条件，满足公交频繁起停工况的要求；能够全天候、全年候地正常运行，并适应各类气候条件。车辆故障率低于传统车辆故障率，车辆日常维护保养费用为传统车辆的一半，无需增加专业充电操作及管理工作人员。”云家棋对纯电动在线充城市客车充满自信。

“纯电动在线充城市客车是目前新能源产品技术路线路径之一，有其明显的区域特点，需要结合当地条件推广应用。汽车电动化是未来发展方向，能源的提供方式会有许多种，在线充电式是其中的一种方式。”王子冬对纯电动在线充城市客车给出了专业的解读。