“双电”公交车技术分析与管理方案

秦 瑾　文

“双电”公交车技术分析与管理方案

秦 瑾文

超级电容和动力锂电池相混合的“双电”新能源公交车，弥补了单电源新能源车辆的劣势，在实现车辆瞬间快速启动的同时，也提高了系统能量回收的稳定性，有效延长了动力锂电池的使用寿命。

Analysis of Dual E-drive Technology and Management Planning

Shanghai Pudong New Area Shangnan Public Transport Co., Ltd has been taking a great effort in exploring new alternative fuel R & D in the past few years, resulted in developing dual E-drive public bus powered by supercapacity and lithium battery, which had made up for the disadvantage of single E-drive vehicles.

随着传统能源逐渐枯竭，新能源汽车的发展已经引起了人们高度重视。近些年，上海浦东上南公司一直在新能源公交车领域进行尝试，采用了由上海瑞华集团提供的超级电容和动力锂电池相混合的“双电”技术，弥补了单电源新能源车辆的劣势，在实现车辆瞬间快速启动的同时，也提高了系统能量回收的稳定性，有效延长了动力锂电池的使用寿命。

“双电”模式延长电池寿命

超级电容是近几年随着航空航天技术的发展，研发出来的新型电能存储和处理器件，具有动态相应好、瞬间功率特性优良和循环使用寿命长等特点，因此在军事和空间技术上得到了广泛应用。后来，它被设计者作为单一动力电源，应用在了新能源公交车上。虽然使用初期，超级电容车辆表现出了能够迅速大量充电、运行成本低的优势，同时也呈现出一些问题，比如车辆充电时间长，早晚高峰期间乘客抱怨多；车站充电时应对复杂路况能力不足；恶劣天气运行保障低，等等。

相较于超级电容车辆，以磷酸铁锂电池作单一动力源的电动车同样有不少问题，其中最令用户不满的便是经过多次充放电后，电池储电量会大幅下降。而上南公交公司使用的新能源车辆采用了超级电容和动力锂电池相混合的“双电”技术，兼备2种新能源技术的优势。当车辆启动瞬间，由于电机需要输出较大的瞬时功率，此时系统将由超级电容提供能量，减少对动力锂电池的瞬间功率需求；当功率需求趋于缓和时，将由锂电池和超级电容同时提供输出能量。

与此同时，驾驶员踩下制动踏板，制动回收系统可将部分动能转化成为电能，导致负载会输出较大的反向电流。具有优良瞬间功率特性的超级电容承担了制动瞬间能量的回收，并将能量储存起来；当收集到的能量趋于饱和时，在耦合器的作用下，超级电容内的能量将自动输送给动力锂电池。因此，整车的动力性能得到了有效提高，比较适用于频繁起步和停车的交通拥堵公交线路。

“双电”新能源公交车在启动瞬间，不再受到电池启动特性限制的影响。其次，制动时能量回收效率得到了提高，避免锂电池受大电流冲击。车辆在正常行进过程中，超级电容与动力锂电池之间的能量可以互相流动，因此给予了动力锂电池更多的活化时间，从而有效地延长了电池的使用寿命。

先进技术应用提高车辆可靠性

多了一套系统，车辆的可靠性是否会受到较大影响呢？答案是：不会。因为“双电”新能源公交车的控制核心采用了美国TI数字控制器，以FPGA（现场可编程逻辑门阵列）构成逻辑控制部件。采用了高速数字处理技术和可编程的逻辑处理器件，因此，系统的处理能力和可靠性得到了有效的提高，一些组合的算法控制实现了具有模块化和结构化的特征和功效，整个系统结构趋于精简，车辆的可靠性得到了提高。

为了进一步优化控制系统，克服电磁干扰造成的损害，整车CAN总线采用了光纤通讯的线路，从而使EMC（电磁兼容性）的指标进一步优化。“双电”公交车的内部所有工作模块，包括电池管理系统模组，都是建立在CAN总线光纤通讯的架构上，所有的功能部件都经过模块化结构处理；而对外通讯功能，该车可借助远程终端设备，实现GPRS无线互联网构架下的动态监控监管模式。大量先进技术的应用，让“双电”新能源公交车的智能化、可靠性得到了进一步的强化。

自2013年，22辆上海万象大宇“双电”新能源公交车在787路上正式服役以来，车辆的可靠性一直表现出色。截至目前，公司共引进70辆“双电”公交车，分布在多条营运线路。

网上实时监测，保证车辆安全

新能源公交车还尚属于新生事物，它的安全始终牵动着用户的心。在安全方面，每一辆 “双电”公交车的电池电压、温度、里程等数据都能实时显示在仪表盘上，当电池出现温度过高、电压不稳时，车内会闪光、蜂鸣提醒驾驶员。另外，监测中心也能第一时间发现状况。整车在运行过程中，所有的部件动态过程都受数据中心平台监控，除了车辆运行轨迹能动态显示外，包括所有电池的性能特征、车载核心零部件的运行状态都能逐一清晰显示。

对于锂电池，数据中心可以对其进行动态监控和实时管理，后台数据功能模块经过分析，能给予最优的维护布局和建议。如果某块电池出现“亚健康状态”，系统将在第一时间作出响应，提示维护人员注意电池安全。

目前，上南公交高科西路新能源车停车场共有41个充电桩，可供70辆新能源车进行日常充电。在车辆充电泊位管理方面，上南公交针对电动公交车也开发出了一套集公交车辆充电管理、场地车辆精确停放、进出场管理、驾驶员管理、车辆维修管理等一体的智能公交停车场管理系统，大大提高了电动公交车停车场管理的效率。