合肥公交新能源车推广使用中存在的问题及应对方法

合肥公共交通集团有限公司 王 涛

合肥公交新能源车推广使用中存在的问题及应对方法

合肥公共交通集团有限公司 王 涛

2010年元月，合肥公交集团首批30辆12米纯电动车投入运营，该批车辆采用磷酸铁锂电池+超级电容，装电容量270千瓦，部分车辆在未更换电池的情况下最高行驶里程达32万公里，总体运行情况良好。此后又陆续投入10米、12米纯电动车及12米插电式混合动力车，截至目前，合肥公交集团新能源车辆达到1340台，其中纯电动车1090台，插电式混合动力车250台（含增程式混合动力车100台），占营运车辆的31.32%。

1 新能源车辆推广使用存在的主要问题

1.1 续航里程短，车辆通过性差，载客容量小

纯电动车续航里程还不能完全满足公交全工况实际营运需求，是目前制约纯电动车推广使用的瓶颈。现有纯电动车理论上续驶里程可达250公里以上，但正常使用的纯电动车一次充电续驶里程只能在220公里左右。为满足这一要求，一般需增加车辆的电池装电容量，但车辆自重加大，乘客座椅布置方式改变会使车厢通道变窄，载客空间与载客量都将受限。据测算，10米纯电动车的载客量比传统同类车载客量降低15%-20%，同时也难以满足国家补贴对车辆的要求，增加了投入成本。

1.2 充电设施及充电形式单一

目前我公司在用和在建的公交充电站都选在公交现有的停保场或首末站，占用了车辆停放区域，一般充电站单车占用的停车面积约为传统车辆的1.5倍甚至更多。同时由于我公司现有的纯电动车辆电池种类单一，全部为磷酸铁锂，充电倍率低，均为慢充，且现有充电桩不能实现柔性充电，运行效率低，桩车比高。充电桩过于集中且多为单回路供电，给停电及突发事件的应急处置增加难度。

1.3 后台监控及车辆控制系统智能化水平有待提高

虽然理论上可实现智能充电，但由于电池管理系统（BMS）准确性不够、BMS及控制系统可靠性不高等影响，往往在充电过程中还需进行人工巡检，不能合理利用低谷充电及对电池进行有效保护。早期投入的车辆可靠性差，防护等级低，缺少电池预警及在线监控系统。充电设施后台监控平台系统不完善，计量准确性不高，不利于企业能耗管理。

车辆“三电”系统软故障较多，新能源车辆与传统车辆发展相比较，仍然处于探索和不断完善的初级阶段，新能源车辆“三电”系统故障频繁，尤其是电控系统故障，经常出现诸如绝缘故障、动力不足及BMS故障、电动空压机散热不良等，为此，我们维修人员与车企、电池企业技术人员组成技术组，通过多次试验和跟踪检查，不断总结改进完善，并在后期推广的新能源车型中加以改进，目前使用的纯电动车“三电”系统性能基本稳定，故障率明显降低。

1.4 车辆安全性有待提高

新能源车辆推广以来，其安全性一直是我们的顾虑，尤其是动力电池的安全性。因动力电池的特殊性质，其爆炸起火、涉水短路、漏电触电是新能源车辆安全性三个主要方面。

发生电池爆炸起火主要是BMS与充电过充保护不足、车辆控制策略设计隐患导致极端工况下过充、实时监控不到位等原因造成。早期使用的新能源车辆动力电池过充保护系统不稳定，过放保护系统只有总电压过放保护，不能有效保护单体电压过放。为此，我们加强充电过程中的巡检力度和电池日常点检和维保，同时加强驾修人员的维修使用安全教育，同时完善电池的在线实时监控。

电池涉水短路自燃是新能源汽车重大安全隐患，由于车辆进水导致动力电池短路、漏电，尤其在多雨季节危险更大。为此我们出台相关规定，教育驾驶员严禁车辆涉水行驶，避免驶入积水深度超过250毫米的区域，禁止用高压水枪或洗车台对车辆进行冲洗，对于电池舱密封性进行技术改造，以避免电池涉水短路。

触电危险也是新能源汽车推广中的一大类安全隐患。新能源客车上的超大电池组采用高电压、大电流的回路，一旦发生漏电，将对人身安全造成巨大伤害。要求驾驶员严禁触碰高压部分，纯电动车维修人员要经过培训并取得电工操作证后上岗。

1.5 维保服务能力及技术人才不足

新能源汽车作为新技术应用综合体，颠覆了常规燃油燃气车动力传递模式，使原先从事汽车维修技能的员工（包括车企售后服务人员）进入对新能源技术初始学习积累过程，维保服务能力及技术人才不能满足要求，尤其在新能源车辆推广初级阶段，故障频率高，排除故障时间长等问题最为突出。

我们经过加强维修人员特别是青年技工专项培训，充实公交新能源车辆维修队伍，逐步实现机械维修向电子技术维修转型。开展就车维修技术学习，逐步摸索熟悉新技术应用，通过点滴知识积累，掌握基本维修技能，逐步提升维修熟练程度和经验值。

2 对新能源公交车推广使用相关问题的思考

2.1 新能源汽车推广必须保证安全

新能源汽车安全问题，一直是新能源车辆推广使用过程中关注焦点和重点，近年来，国内部分新能源车辆电池爆炸起火、涉水短路自燃、漏电等安全事故触目惊心，新能源车辆的安全性越来越得到各界高度重视，个人认为新能源车辆安全问题应从产品开发、技术设计和运营维护等方面加以考虑：

（1）在产品开发上加强安全功能设计，从源头提升安全性，产品的开发设计阶段，需从整车控制、动力电池、高压安全等方面以高标准进行设计，产品的安全性关键是要用可靠的技术手段作保障。

（2）在动力系统方面，需从材料、电芯、模组和系统四个层面开展动力电池的安全设计，采用陶瓷涂覆隔膜和阻燃电解液等技术，降低电池短路和起火的风险，优化动力电池的热管理系统和在线预警系统设计。

（3）在高压系统安全方面，需从防水、防火、碰撞防护以及人员触电防护等方面周密设计，以最高标准强化安全功能。

（4）充分利用智能网联技术，对新能源车运行进行实时后台数据监控，建立事故预警、应急响应保证机制，为新能源车辆安全使用保驾护航。

2.2 新能源车辆使用需求和保障的思考

随着高充电倍率电池技术的发展，为公交行业提供越来越多的充电方式选择方案，如快充方式、慢充快补方式（包括微型撬装变电站+架空线网）、双源无轨方式等。现阶段纯电动车慢充不能满足公交车辆白天营运、夜晚进场充电的需求，我们正在研究使用高充电倍率电池和大功率充电桩对电动车进行快充慢补的充电方式，以解决公交的实际需求，或者利用大功率充电桩使用钛酸锂电池进行快充以满足公交的运营需求。

新能源车辆顺利推广离不开强有力的售后保障和技术人才，新能源汽车生产厂家应设立固定的售后服务点和服务人员，保证产品售后服务质量与水平，对其推广应用的新能源汽车定期定次地进行安全检查和性能测试，做好风险隐患的排查。相关维保人员做好纯电动车的日常维护，“三电”系统的清洁、防尘等基本要求。同时积极做好充电设施双电源规划建设改造，完善停电应急预案，做好停电防范。

（本文原载2017年《公交前沿技术展望与新能源公交车使用问题应对》交流研讨会论文集，刊发作了相应删改）