清洁能源客车在公交系统的应用情况分析

石勇　赵伯鸾

摘 要：清洁能源汽车的种类繁多，不同的能源具有不同的特点。LNG公交车辆由于技术相对比较成熟，随着LNG加气站的不断普及，现已在大部分客运系统进行使用。燃料电池在使用中不会释放有害气体因此燃料电池客车也是理想的清洁能源车辆，同时具有加满燃料的速度快，行驶的距离远的优点，但燃料的安全性和电池寿命问题也影响广泛的推广应用。纯电动汽车能量转换效率更高、没有排放污染。因此也是一种理想的城市运营车辆。本文就结合上述几种清洁能源车辆的特点和部分地区使用情况进行详实分析。

关键词：清洁能源汽车;优势;应用

1 清洁能源汽车简介

清洁能源汽车，又称为新能源汽车，是全球汽车产业的根本发展趋势，也是技术攻关的难题。清洁能源车辆具有低排放、低能耗、低污染的特点。清洁能源车辆一般有四大类：第一类是使用天然气、生物质燃料，煤基燃料等替低污染、环保型替代燃料的汽车。第二类是使用在传统汽、柴油车辆上增设电动系统一同驱动车辆的节约燃料型的混合动力汽车。第三类是可充电式车载蓄电池作为能量来源并由电动机驱动的纯电动汽车，第四类是氢燃料电池作为能源的电动汽车，即燃料电池汽车。清洁能源车辆分类见图1所示：

2 替代燃料汽车

2.1 燃气汽车

燃气汽车用燃气代替燃油，和电动车一样同样有油燃混动两种模式，目前在出租车等里程大的车辆上普遍装备。和一般燃油车相比，燃气汽车具有显著的优势经济效益突出，提供同样的能量时，成本一般仅为燃油车的一半;和燃油车相比，污染较低，制备能力损耗低，能值效率公安。和电动车相比，天然气车辆设计制造技术国内较为成熟，不存在冬季电池续航不足的问题，且我国天然气资源储备丰富。因此天然气公交车在城市公交运行中已占用一席之地。

天然气车辆的缺点是运输性能比液体燃料差、发动机的容积效率低、着火延迟较长及动力性有所降低。天然气是气态燃料，不容易储存和携带，需要加压或液化以便装瓶。而LNG车辆已经完全解决了液化天然气的存储和携带问题，并且在技术上加以改进和优化。因此LNG客车较CNG客车更具有推广优势。随着国家西气东输的战略部署已经完成，我国西部地区丰富优质的天然气可以达到发达的东部地区，成本的降低和品质的提升都将为LNG公交车辆的发展提供巨大的优势。

2.2 醇类汽车（甲醇、乙醇）

汽车采用醇类燃料时，通常其方式是比较灵活的，可以采用纯汽油燃料，也可以运用汽油和醇类燃料进行混合，还可以利用纯醇类燃料。现在普遍采用的都是汽油与醇类燃料混合形式，而在运用大比例混合醇类燃料时，此时必须要优化发动机的燃烧参数才能保证发动机正常运行。而采用醇类燃料不仅仅是发动机燃烧，同时还要考虑醇类燃料的储存，以及对发动机燃料供给系统的腐蚀性，并且在采用甲醇时，无论其燃烧是否完全，其产生的废气都具有较强的腐蚀性，燃烧产生的一些酸性物质，对发动机机体等都有一定影响，所以需要采用专用的润滑机油。而我们国家目前使用的醇类燃料为10%的乙醇，其技术在汽油车上面是完全可以的，对汽车不需要进行任何的改装。

2.3 生物柴油汽车

目前柴油发动机采用的清洁燃料是生物柴油，生物柴油可以通过植物油、动物油、废弃油脂等制造产生，它是一种非常理想的代替燃料。与普通柴油相比，燃烧产生的热值基本一样，但是其燃烧后有害气体含量远远小于普通柴油，碳氢化合物减少55%～60%，颗粒物减少20%～50%，CO减少45%以上，多环芳烃减少75%～85%。传统柴油机在采用生物柴油时无需任何改装，而且生物柴油比柴油的运动黏度稍高，更易于在气缸内壁形成一层油膜，提高润滑性能，防止缸内机件的过渡磨损。生物柴油的原料来源广泛、并能再生循环利用，具有极高的环保价值。

3 混合动力公交车

油电混合动力车辆能改善发动机低速时的排放和节约能源消耗，混合动力的形式主要有串联、并联及混合联，三种传动形式各有优劣。而混合动力公交车辆主要以插电式混合动力为主。

插电式混合动力汽车由于可以插电充电既可以像纯电动也可以在电力不足的情况下使用内燃机提供动力进行行驶。且由于插电式混动汽车增大的电池容量，充电动续航里程也就明显增加，因此节省燃料和降低污染的同時，能够不同的动力输出模式更加适应城市道路复杂的形式工况。可持续发展能力强，技术提升空间大。

基于以上优点，插电式混合动力特别适合应用到城市公交车上，其运行效率高、整车造价相对于纯电动较便宜、燃料经济性及排放性好、使用及维修成本低等优点，并且可以利用现有加气加油站无需增加基础设施建设，符合我国清洁能源公交车的发展方向。但是由于政府补贴不断降低，制造成本持续偏高，车载电池寿命及其容量等问题也是不能不容忽视，况且城市规划中对充电设施的建设忽视也是制约其发展的主要因素。

4 燃料电池公交车

刚刚发布的“中国制造2025”规划，明确了燃料电池汽车的战略目标，即第一，在关键材料零部件方面逐步实现国产化;第二，燃料电池和电堆整车性能逐步提升;第三，燃料电池汽车的运行规模要达到1000辆。

氢是宇宙总元素存储量最丰富的元素，同时氢的燃烧又具有清洁、高效、便于携带的特点，作为替代能源相当理想。即可以在内燃机内作为燃料进行燃烧也可以作成燃料电池产能发电。我国主要发展趋势以氢燃料电池的形式进行推广应用。

燃料电池车辆具有续航里程长、无需充电、零排放等优点，但现阶段我国燃料电池电池还处于攻坚阶段，车辆制造还处于起步阶段，技术成本和制造成本较高，还没有进行批量化生产，因此燃料电池汽车产业还需不断学习发展进步。

5 纯电动公交车

公交车在电动车领域应用很广泛，国内很多企业引入了德国等技术，在此基础上进行改造，发展电动公交车。同样，电动公交车也是分为两类，混合和纯电动。[2]目前根本的技术难题在于纯电动公交车的电池续航，和新的发电技术问题还有待攻克。

纯电动汽车由于完全取消内燃机机构改为电驱动电机为动力源，运行过程中丝毫没有尾气排放的污染，而电机控制系统的灵活性和快速的响应更适合于复杂且拥堵的城市道路，频繁的起停也变得简单方便，安静舒适的环境同样给乘坐者提供不一样的公交体验，同时还起到一定的提倡环保的宣传作用。

纯电动客车的推广与使用正如雨后春笋，发展势头迅猛，无污染、零排放、低噪音、高性能、舒适、节能、环保等等已经成为纯电动汽车的代名词。从全国形势来看纯电动课程俨然成为各地公交系统购置车辆的首选。虽然如此我国纯电动汽车还应在技术研发、行业规范等方面，积极与国际接轨，汲取国外先进的技术和严格的标准，深化技术改革，从电池、动力、续行里程、充电量与充电时间及其充电方式等方面不断提升，优化，完善。同时建立和健全充电设施真正使纯电动课车成为未来国内清洁能源公交客车的主流车型。

参考文献：

[1]王乐.插电式混合动力成新能源客车推广主力军[J]，交通世界，2014.04.

[2]仁保宽，任秀苹，李晓霞.国内新能源公交车发展状况及问题探析[J]，交通节能与环保，2013年4期，31.