新能源公交车快、慢充技术路线选择

重庆市公共交通控股（集团）有限公司 廖 涛

新能源汽车的发展到底是走快充路线还是慢充路线，是一个广泛争议的话题。笔者认为：快充应是新能源汽车的主要发展方向，慢充是补充。主要体现在几个方面。

1 便利性

城市公交客车日平均行驶里程200km左右，一次燃料加注应能满足运行一天的燃料要求，为了保证早晚高峰时段运力，车辆通常会利用中午营运空闲时段或晚上收班后的时间加注燃料。充电是对新能源公交车“加注燃料”，新能源车为动力电池充电有快充和慢充，是采用快充还是慢充，要看具体情况。

（1）快充。以重庆两江公交公司666线路为例，该线路从软件园渝兴广场—互联网产业园，全程5km，运行一圈10km，上、下午各运行5圈，一天共运行10圈，全天运行100km；虽然线路短，但由于该线路起、终点站均在产业园区，除高峰时段客流非常集中，平时的人流也非常多，车辆使用频率较高，两江公交公司为这条线路投入15辆8.5m的纯电动公交车，该车配置有596V /108A·h的64.3kW·h 多元复合锂动力电池，电机额定功率80kW，平均耗电量0.8 kW·h/km左右，上午运行5圈、50km的耗电量约40 kW·h，SOC余量为37%左右；中午低峰时段各车陆续前往充电站补充电量，由于装备多元复合锂动力电池，可以2C—3C的倍率快速充电，充电电流为216—324A，每分钟充电可达2.15 —3.22 kW·h，40 kW·h不到20min即可充满，一个充电桩一小时可为3台车充电，国网康庄美地的充电站配置450kVA大功率充电桩6个，5用1备，一小时即可完成15台营运车的充电。可以看出，使用快充电池的纯电动公交车，充电过程对营运生产的影响非常小；为保证第二天上午的运行，车辆在晚上收班后会再充一次电，同样在不到20min的时间内即可完成，既不会影响车辆归场，也不会影响驾驶员正常下班。

（2）慢充。如果使用充电倍率只有0.5C—1C的慢充电池，充电时间将会翻倍甚至更长，给营运生产组织带来困难，如通过增加车辆电池配置量和增加车辆数量的方案来解决，既增加了购车成本，也增加了人工成本，给企业经营带来压力。

不难看出，无论是家用还是公交客车，使用快充新能源技术，在便利性方面更有优势。

2 经济性

（1）当前技术发展水平下的纯电动公交车经济性分析。我们测算一下慢充和快充纯电动新能源车在购车成本方面的差异，以10.5m纯电动城市公交客车为例，现阶段国内10.5m纯电动公交车电量单耗平均在1 kW·h /km左右，由于大多数城市公交客车每日运行里程在200km左右，为满足运行需要，使用慢充电池的纯电动公交车，国内主要客车厂家配置的电量通常在250 kW·h左右，而对于使用快充电池的纯电动公交车，因为中途可快速补电，配置的电量通常在140 kW·h左右，慢充电池以磷酸铁锂电池为代表，约1500元/ kW·h，250 kW·h电池共需37.5万元，准快充电池以锰酸锂电池为代表，约2200元/ kW·h，140 kW·h电池共需30.8万元。因此，就10.5m纯电动公交客车作比较，采用快充电池比慢充电池的电池费用要节约6.7万元，在新能源客车补贴逐年退坡、而车身配置等价格差异不大的情况下，电池的价差将直接体现在用户的购车成本中，让用户受益。

而用电成本则是采用慢充电池的纯电动车有一定的优势。仍以10.5m纯电动公交车为例，因采用快充电池的客车配置电量较少，运行中途必须补电一次，这次补电通常都会发生在营运生产的低峰期、中午时段，此时充电享受不到便宜的低谷电价，以1.1元/ kW·h、充电100 kW·h计算，中途补电将产生电费110元，夜间再补电时，享受低谷电价0.3元/ kW·h，充电100 kW·h，产生电费30元，全天共产生电费140元；而采用慢充电池的新能源车由于配置电量较多，基本能满足一天运行的要求，通常只需夜间充电一次，享受0.3元/ kW·h低谷电价，200km共产生电费60元左右；快、慢充两种方式在电费上的差异为80元/天左右，运行一年，配置慢充电池的纯电动公交车，其用电成本将节约近3万元，不到3年的时间，将追回购车时高出的成本。

经过综合测算，在当前技术水平下考虑经济性，则采用慢充电池的纯电动客车更实惠。

（2）从技术发展的趋势分析，快充纯电动公交车更有经济潜力。前面以10.5m纯电动公交客车为参照所做的经济测算，都是以平均电量消耗1 kW·h /km作为基准，但随着动力电池、半导体变流和控制技术的进步，纯电动公交客车电量消耗水平将会进一步降低，其主要原因是因为使用快充电池的新能源车在通过再生制动实现能量回收方面可以做到更高效（经实验，将质量1500kg的车辆从100km/h车速制动到零车速，消耗了0.16kW·h的能量；在典型的市区中，制动能量回收最高可达到总牵引能量的25%以上）。汽车运行时，不仅有加速、爬坡，也会遇到制动、下坡等情况，当运行在制动、下坡状况时，纯电动车可以通过再生制动实现能量的部分回收。由于汽车在行驶过程中，道路情况千变万化，将势能、动能转化成电能、再回传至动力电池组存储的情况，通常发生突然且能量较高，对控制系统、逆变系统、动力电池组的瞬时响应速度、短时过载能力都提出了很高的要求，在这些方面，能以3C及以上倍率充电的快充电池较慢充电池无疑更有优势，也就是说，随着技术的进步，快充式纯电动公交车节能效果更好，经济性更佳。

3 充电场地利用方面

新能源车的推广离不开充电场地、充电设施的配套跟进，但在一些地形条件复杂、土地资源紧张、土地经济比重较高的城市，短期内全面落实这些新能源配套环节有诸多难处。以重庆为例，三山夹两江，丘陵地形为主，平地少，渝中半岛、沙坪坝区、九龙坡区、江北区等主城核心区域，人口密度超过2000人/km2，土地资源非常紧缺，拆迁还牵涉到社会稳定等敏感问题。而快充纯电动公交车在充电设施和土地资源的利用上明显更加高效。根据重庆公交快充式新能源车的使用经验，采用快充新能源技术，桩车比可达1:6，而配置慢充电池的新能源公交车，桩车比通常只能是1:2；也就是说，一个功率满足要求的充电桩，在一个时间段内，可以完成对6辆配置快充电池的新能源公交车充电；而同等条件、同样时长，则仅能完成对2辆配置慢充电池的新能源车充电。显然，采用慢充技术路线，对充电场地和设备数量的要求都更高。在场地和设备设施的利用上，快充式新能源车更具优势。

我们从便利性、经济性和场地要求等三个方面，对新能源车快、慢充技术路线进行了比较和综合评估，快充技术更具优势。尤其是在大中型城市的核心区域，发展快充式新能源公交客车更加适宜。

但在一些规模较小的县市、电力基础设施薄弱的乡村和班线客运车辆上，采用什么样的新能源技术路线，则要具体问题具体分析。在一些县市、城乡结合部和乡村，土地资源相对较好，具备建设充电站的场地条件；乡村班线客运客流主要集中在早晚，其他时段客流极少，车辆全天班次较稀、站场停放时间较长。这种运行特点，使配置慢充电池的新能源公交车充电时间得到了保障，只要合理选择配置的电池容量，就可以满足运营需求。

综上所述，笔者认为：发展新能源公交客车，应因地制宜，优先考虑发展快充技术，将慢充作为有益的补充。