中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:把電池充電次數(shù)提高十倍、電池壽命提高一倍、充電時(shí)間縮短70%甚至更高、車(chē)輛續(xù)駛里程提高數(shù)倍,這些對(duì)很多研發(fā)純電動(dòng)汽車(chē)的人來(lái)說(shuō),是夢(mèng)寐以求的事情。
重慶恒通電動(dòng)客車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)有限公司(以下稱(chēng)恒通電動(dòng)客車(chē))經(jīng)過(guò)數(shù)年積累,將這一設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。日前,在2013中國(guó)(南京)國(guó)際客車(chē)及零部件展覽會(huì)上,該公司系統(tǒng)向外界介紹了這套客車(chē)快速充電技術(shù)。如今,這種技術(shù)在重慶的運(yùn)行已經(jīng)逐漸走向成熟。
純電動(dòng)客車(chē)發(fā)展受阻
2008年以后,我國(guó)新能源汽車(chē)的推廣和使用熱情高漲。純電動(dòng)汽車(chē)被確定為新能源汽車(chē)的發(fā)展方向后,幾乎所有的客車(chē)企業(yè)都推出了自己的電動(dòng)客車(chē)。磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鈦酸鋰以及超級(jí)電容等各種電池紛紛登場(chǎng);串聯(lián)、并聯(lián)、增程、純電各種電驅(qū)動(dòng)模式爭(zhēng)相斗艷;慢充、快充、換充、增程各種方法都投入了大規(guī)模試驗(yàn);150公里、200公里、250公里、300公里,各廠家標(biāo)定的充換電一次續(xù)駛距離也越來(lái)越長(zhǎng)。北京奧運(yùn)、上海世博以及25個(gè)試點(diǎn)城市不斷傳來(lái)電動(dòng)客車(chē)投入運(yùn)行的消息。
經(jīng)過(guò)數(shù)年的推廣和探索,電動(dòng)客車(chē)的產(chǎn)銷(xiāo)并沒(méi)有像人們想像的那樣出現(xiàn)井噴,電動(dòng)客車(chē)購(gòu)買(mǎi)后的續(xù)駛里程一年比一年甚至一月比一月更短。為了增加續(xù)駛里程,客車(chē)生產(chǎn)企業(yè)給客車(chē)裝上越來(lái)越多的電池,導(dǎo)致車(chē)輛越來(lái)越重,甚至影響到載客數(shù)量。在充電站建設(shè)上,也面臨土地、人力資源、資金補(bǔ)貼等多方面投入的困難。
對(duì)純電動(dòng)客車(chē)影響最大的,還是電池的技術(shù)問(wèn)題。恒通電動(dòng)客車(chē)執(zhí)行副總經(jīng)理田野告訴記者,鋰電池昂貴的價(jià)格和大量的裝載決定了電動(dòng)車(chē)的價(jià)格處于絕對(duì)高價(jià)位置,商業(yè)行運(yùn)不可能接受目前的電動(dòng)車(chē)價(jià)格,即使拿到國(guó)家補(bǔ)貼后仍有很大差距。
目前使用比較多的磷酸鐵鋰單體電池充電循環(huán)次數(shù)僅能達(dá)到2000次,成組后1000次,只可以使用三年。一輛電動(dòng)車(chē)裝容量400安時(shí)電池,一天續(xù)駛里程不到200公里,一組電池價(jià)格不會(huì)低于100萬(wàn)元,三年一換。這樣的價(jià)格和壽命,讓公交公司難以承受。
要解決純電動(dòng)客車(chē)面臨的困境,就要在電池和充電方式上找出路。恒通電動(dòng)客車(chē)選擇快速充電。
快速充電解決純電動(dòng)客車(chē)瓶頸
恒通電動(dòng)客車(chē)總經(jīng)理鄧平告訴記者,快速充電是國(guó)際電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域的方向,讓充電像加油一樣方便、快捷,電動(dòng)汽車(chē)才能夠快速發(fā)展和普及。
2011年5月,在美國(guó)洛杉磯第26屆世界電動(dòng)車(chē)大會(huì)上,“美國(guó)快速充電協(xié)會(huì)”正式成立,并召開(kāi)了第一屆快速充電大會(huì),同期歐洲也成立了“歐洲快速充電協(xié)會(huì)”。2012年7月,豐田、日產(chǎn)、三菱、富士重工四大日本車(chē)企與東京電力聯(lián)手成立了“電動(dòng)汽車(chē)充電協(xié)會(huì)”,隨即推出了“電動(dòng)汽車(chē)快速充電標(biāo)準(zhǔn)”;國(guó)際汽車(chē)工程師協(xié)會(huì)(SAE)已經(jīng)確定了“快速充電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”,奧迪、寶馬、克萊斯勒、福特、通用、大眾等八大汽車(chē)公司共同使用“快速充電標(biāo)準(zhǔn)”。
鑒于電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的形勢(shì),恒通電動(dòng)客車(chē)選擇了世界電池行業(yè)十分關(guān)注的鈦酸鋰電池和十分鐘快速充電技術(shù)。鈦酸鋰電池目前已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)單體電池在大倍率(6C)全充放電條件下,循環(huán)充電2萬(wàn)次,電池衰減小于20%,成組后可以達(dá)到1萬(wàn)~1.2萬(wàn)次循環(huán)。快速充電采用700伏500安雙槍充電,或者使用700伏500安集電弓自動(dòng)充電,每分鐘可充5度電,10~15分鐘可充電50~75度,續(xù)駛里程40~60公里,可滿足一般公交標(biāo)準(zhǔn)線路運(yùn)行。恒通純電動(dòng)客車(chē)僅裝載140安時(shí)電池,使用雙槍充電10分鐘,采用交流異步電機(jī)直接驅(qū)動(dòng),續(xù)航里程可達(dá)40~50公里。快速充電公交車(chē)每天運(yùn)行200~250公里,在線路起點(diǎn)站充電5~6次,電池使用壽命可以達(dá)到6年以上,由于大幅度減少電池,成本和車(chē)重明顯下降。
2011年4月,重慶公交公司購(gòu)入6輛恒通快速充電純電動(dòng)客車(chē)投入609線路示范運(yùn)行,這是世界第一條快速充電純電動(dòng)客車(chē)示范運(yùn)行線路。經(jīng)過(guò)1年多的運(yùn)行,行駛5萬(wàn)公里,充電2000多次,經(jīng)歷了重慶山地和44℃高溫的考驗(yàn)。運(yùn)行中的鈦酸鋰電池發(fā)熱情況較磷酸鋰電池低10℃左右,電池基本無(wú)衰減。2012年7月,重慶公交在空港地區(qū)再投入25輛快速充電純電動(dòng)客車(chē)開(kāi)始商業(yè)化運(yùn)行,線路長(zhǎng)度34公里,坡度較大,每天運(yùn)行170~200公里,充電5~6次,運(yùn)行狀況良好,故障率較低。據(jù)了解,重慶公交2013年計(jì)劃再投入50輛快速充電客車(chē),逐步加大電動(dòng)客車(chē)的使用量。
鄧平告訴記者,快速充電技術(shù)目前面臨的一個(gè)嚴(yán)峻問(wèn)題是國(guó)內(nèi)還沒(méi)有快速充電標(biāo)準(zhǔn),而國(guó)外已經(jīng)比較完善,如果國(guó)內(nèi)企業(yè)不抓緊制定,待快速充電技術(shù)在國(guó)際上成熟起來(lái)以后,就又會(huì)陷入受制于人的境地。
快速充電在公共交通業(yè)潛力較大
國(guó)家863計(jì)劃節(jié)能與新能源汽車(chē)重大項(xiàng)目監(jiān)理專(zhuān)家組組長(zhǎng)王秉剛曾經(jīng)考察過(guò)重慶公交公司的快速充電客車(chē)。他曾告訴記者,恒通快速充電客車(chē)為新能源客車(chē)的商業(yè)化運(yùn)行作出了很好的嘗試。“純電動(dòng)客車(chē)的推廣還面臨很多問(wèn)題,比如電池價(jià)格高、壽命短,續(xù)駛里程短,充電站建設(shè)力度不足等問(wèn)題。快速充電客車(chē)充電速度快,循環(huán)充電次數(shù)多,攜帶數(shù)量少,能夠滿足公交車(chē)運(yùn)行的需求。但是鈦酸鋰電池能量密度比較低,價(jià)格較高,是否具有商業(yè)推廣價(jià)值,這需要對(duì)各方面的成本進(jìn)行綜合考量。”
王秉剛告訴記者,快速充電一方面對(duì)電池的要求比較高,要求電池能夠承受高電流的沖擊,這方面鈦酸鋰電池能夠達(dá)到要求;另一方面,快速充電對(duì)電網(wǎng)的沖擊也比較大。“快速充電是國(guó)際上的發(fā)展方向,特別是對(duì)于出租車(chē)、公交車(chē)這樣運(yùn)營(yíng)強(qiáng)度比較大的車(chē)輛,商業(yè)潛力較大。純電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)該具有快速充電功能,但是對(duì)于私家車(chē)來(lái)說(shuō),我并不建議它們都在白天充電,而是應(yīng)該利用夜間的波谷電力,緩解電網(wǎng)負(fù)擔(dān)。”
據(jù)一位業(yè)內(nèi)人士介紹,快速充電技術(shù)看似簡(jiǎn)單,但若無(wú)高效穩(wěn)定的電氣設(shè)施和性能優(yōu)良的電池組配合,光是增加插孔、加大徑流并不能做到安全快充。鄧平說(shuō):“快速充電客車(chē)在重慶的運(yùn)營(yíng)情況表明,它的安全性沒(méi)有問(wèn)題,安全、快速的充電基本可以實(shí)現(xiàn)。”