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1、雷洪钧：发展在线充纯电动公交客车湖北省城市客车工程技术研究中心主任/博士雷洪钧一、背景1、空气质量“脏”得要命、石油对外依赖已超过了 60%2013 年 1 月 11 日，多地发布雾霾空气严重，部分城市突破了测量上限。华北的京津冀、东北三省、中部陕西、河南、湖北、湖南、安徽，以及东部沿海省市的部分城市，空气质量都出现了重度或严重污染，一条深褐色的“污染带”由东北往中部斜向穿越我国大部地区，小半个中国的空气质量都“脏”得要命。随着我国经济持续发展，导致石油需求的快速增长，中国石油安全面临严峻的形势。石油和原油对外依存度均接近 60%，目前我国石油需求增速为 4.8%左右，需求总量将突破5 亿吨，
2、其中交通运输系统消耗了 60%的燃油，而公共交通系统又占了其中的 60%。2、“十城千辆”工程 25 个试点推广目标仅完成 38%由科技部、财政部、发改委、工业和信息化部于 2009 年 1 月共同启动的“十城千辆”工程，计划用 3 年左右的时间，每年发展 10 个城市，每个城市推广 1000 辆新能源汽车开展示范运行，力争使全国新能源汽车的运营规模到 2012 年达到汽车市场份额的 10%。截止2012 年 12 月底，“十城千辆”的 25 个试点城市的新能源汽车目标，只有海南、北京、合肥等少数城市对外宣布完成了，其他城市没有完成，有的差得很远。如深圳目前离 2009 年制定的，到 2012
3、 年末新能源汽车运营数量达到 3.4 万辆的目标还相差甚远。未能达标的基本原因，一是没有符合市场要求的新能源汽车，二是没有便于新能源汽车电能补给的配套实施。3、发展新能源汽车方向不变，纯电驱动技术路线被进一步明确工信部 2009 年 6 月 17 日发布的新能源汽车生产企业及产品准入管理规则中明确了，新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括插电式混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车及其他新能源汽车等各类产品。但产品发展路径
4、之争一直没有停过，是发展混合动力汽车？还是发展纯电动汽车？意见很多，尚不统一。2013 年 9 月 18 日财政部、科技部、工信部和发改委发布了关于继续开展新能源汽车应用推广工作的通知明确，纳入中央财政补贴范围的新能源汽车车型应是符合要求的纯电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池汽车。2014 年 1 月 11 在合肥，马凯副总理主持召开了座谈会，他强调了国家对新能源汽车发展的四个不变原则：一是国家发展新能源汽车战略不变；二是以纯电驱动为新能源汽车发展和汽车工业转型的战略取向不变；三是确定的节能与新能源汽车的规划目标不变；四是政府政策扶植的政策取向不变。工信部部长苗圩在 2014 年 04 月
5、 23 日的中国汽车论坛上进一步明确，中国将坚持发展新能源汽车战略不变，以纯电驱动为发展战略取向不变，政府扶持政策趋向不变，中国政府将进一步加大支持力度，健全法规标准，完善财税政策，推进节能与新能源汽车的发展。4、电池瓶颈短期解决可能性不大目前的动力电池技术瓶颈之说，是纯电动车辆发展的重要保障之一。2013 年 1 月 10日，全球新能源汽车大会在海南博鳌召开，目前的动力电池，没有一款，到达车用的基本要求。大家普遍认为，动力电池技术瓶颈突破，至少要 7-8 年的时间，甚会至更长。单体容量“低”是动力电池瓶颈的核心问题。要达到新能源汽车对电流、电压的要求，必然要求对现有的单体电池进行串联（或并联
6、）组合连接。组合结果是，电池组一是体积大；二是质量重，三是一致性差；四是电池衰减快，寿命低。瓶颈如何解突破，观点众多。有学者提出，对新能源汽车产业进行“顶层设计”。但谁来顶层设计？无人回应；有些电池厂建议，要加大应用规模，尽快形成市场。如：山东、河南发展低速汽车，电池厂家赚到钱了，动力电池技术瓶颈突破，肯定会周期很短。但是，不能上（道）路行驶，这是硬性门槛的规定。公交公司认为，若纯电动汽车性价比，能与传统汽车基本相同，肯定会得到广泛使用起来。5、充电模式争之仍然没有定论供电公司坚持换电模式。理由是，一辆接一辆地排队式充电且每台车要充 4-6 小时，即使所谓“快充”方式也要 10 多分钟，这需要
7、多少“地”来建设充电站？公交公司认为，充电模式更符合用户的实际情况。最好一天充一次能跑 200 公里以上。但是 12 米的公交车要配 250 度电，一次性充满电需要 35 个小时以上，或者更长，这与燃油汽车加油只有 5 分的时间相差甚远。客车企业认为，车载电能补充无论是直接“充”电，还是“换”电，都是补充电能的方式，必须要有好的便利性。如果从技术上能保证车载电能补充便利性好，“充、换”模式都是可取的。但是要满足公交公司的要求，需匹配 250 度电，其电池的重量将达到 3000公斤以上，其体积将达到 0.6M3 以上，不仅质量严重超标，而且设计布置难度较大，同时这么大的电池重量，肯定减少载客量，
8、较大影响公交运营效能。6、发展无轨电车的呼声再起到 20 世纪 90 年代，无轨电车在我国运营近半个世纪，1989 年已发展到 26 个城市，拥有 4794 辆无轨电车，每年载客 30 亿人次。占公交车总量 6.7的无轨电车承担了 11的客运量。但是，一些城市因为其线网会造成“视觉污染”，影响城市景观；旧式无轨电车机动性差，容易造成交通堵塞的理由，相继实施“电改汽工程”，缩减电车规模，有的则干脆将线网拆除了，无轨电车在天津、沈阳、南京、成都、福州等城市相继退出公交舞台。目前，全国尚有无轨电车运营的城市已由 10 年前的 26 个减少到 10 个，车辆减少了70，占公交车的比重由 7.1减至 1
9、.5。无轨电车是纯电驱动车辆。无轨电车使用的是清洁、廉价的电能源，尾气零排放，无污染，低噪音，有显著的环保效应。有资料显示，无轨电车排放的一氧化碳等四项主要污染指标几乎为零，如果将广州市现有的 300 多辆无轨电车换成汽车，广州市民每年仅一氧化碳就要“享受”近 800 吨。21 世纪是生态环境的时代。寻求持久有序的发展和进步是人类永恒的目标，而发展绿色交通正是实现这一目标不可或缺的重要环节。出现“电车回归”热。在莫斯科、旧金山、米兰、温哥华等欧美许多著名城市，无轨电车成了城市公共交通的主力，如有无轨电车王国之称的俄罗斯，全国电车共有 8 万辆之多，美国如今已恢复了六七十年代淘汰的电车，日本广岛
10、明确提出“电车优先”。2000 年 6 月，由台湾中华运输学会主办，建设部交通工程技术中心、国家计委综合运输研究所等部门协办的“绿色交通行动计划”在我国正式启动，武汉、长春、厦门、西安等被选为示范城市。北京、上海、广州等城市开始重新评价和认识无轨电车，带头加大无轨电车的投资和建设力度。如武汉市 2000 年增加了 33 辆无轨电车，2001 年又投入 1500 万元用于电车更新和改造，并增加了 51 辆新车。另外，该市还计划在“十五”期间，发展电车线路 50 公里，新增电车 200辆。1999 年，广州市政府投入 7000 万元，发展无轨电车。同年，北京市政府投放新型高档辅源电车 50 辆，在
11、王府井大街开辟无轨电车专用道。1997 年洛阳市投入 1300 万元，改造线路，新增 45 辆无轨电车。1996 年拆除无轨电车的南京市，正计划复建。有关专家认为，在当前环保形势严峻及世界石油资源匮乏的情况下，解决大气污染问题，须改变交通工具结构，无轨电车应成为城市绿色公交的首选。建议城建和环保部门对于已有电车的城市用汽车代替无轨电车的做法，要按照节约能源、有利于环境的原则，除按城市规划法和环境保护法的有关规定严格审查外，还应通过听证会广泛听取社会各界的意见。政府在制定城市交通产业政策和技术政策时，对于无轨电车的建设和发展应给予必要的政策扶持和技术支持，以推动无轨电车的复兴。7、架空动力线取电
12、技术成熟目前无轨电车行驶需要在架空动力线网采用了精美优质电杆，整齐、简明，是城市一道靓丽的风景线，新型无轨电车已完全改变了原貌，已经克服了以往差、乱、故障高的弊病。高效、节能的新型无轨电车，基本解决了机动性差、爱掉“辫子”的问题。目前无轨电车从空中取电技术成熟十分成熟。8、欧洲已经开展了在线充纯电动卡车的研发在线充纯电动车辆是现代意义上汽车，具有纯电动汽车的全部特征，而不是无轨电车的概念。在线充纯电动城市客车已经包含了纯电动车的核心组件即大三电：电机、电控、电池，小三电：电动空调、电动转向、电动刹车。无轨电车与纯电动汽车的最大区别是，无轨电车没有车载动力电池，在线充纯电动城市客车与其他类型纯电
13、动城市客车的区别是，在线充纯电动城市客车的补电方式由过去的两种（固定的电桩充电、换电）的基础上又增加一种在行驶过程中从架空动力线取电方式。在线充、固定的电桩充电、换电模式都有自己的特点、有自己的不足，有自己的事宜条件和范围。目前现阶段，对于“点对点”式城市公交的实际情况而，10 米-12 米纯电动城市客车的取电方式，在线充比固定的电桩充电、换电模式更适宜、更方便、更节约一些，公交用户的接受度要高得多。斯堪尼亚和西门子共同开发电动卡车产品，就是基于在线充的补电方式（如图）。目前斯堪尼亚和西门子正在针对这两项技术在商用车领域内的应用进行试验，可通过架空电线（传导）或通过道路表面（电磁感应）提供动力
14、。斯堪尼亚电动卡车与传统无轨电车有很大区别，可以在行驶过程中保持或断开与架空电线的连接。受电弓的长度与卡车宽度一致，均为 2.6 米，可保证驾驶员在车道中调整车辆位置时，卡车与架空电线保持良好连接。9、国内在线充纯电动城市客车研发已经取得商业化成功扬子江牌在线充纯电动城市客车）已经开发成功，已经投入 300 到 2014 年武汉公交线路上。其意义：扬子江牌在线充纯电动城市客车（1）它是中国新能源汽车发展史，特别是在世界公共汽车发展历史上具有时代意义的标志性事件；（2）它是 100 多年无轨电车发展历史上必然结果，同时它宣告无轨电车时代的已经终结；（3)100 多年无轨电车发展历史上积累的文明成
15、果，将被发扬光大，造福于全世界人们。（4）目前，在国内，太原、郑州、洛阳、长春、武汉、杭州、北京、上海、大连、济南、广州的滑触网都在运行。也就是说，这些城市将老式的无轨电车换上扬子江牌滑触网智能充电式纯电动城市客车即可。25 个示范城市中的武汉、广州、大连、杭州、长春、济南等城市发展新能源汽车目标在限期内都没有完成，也就是说，有了扬子江牌滑触网智能充电式纯电动城市客车，这些城市的政府只需做一件事，制订购车计划，落实购车资金，完成城市公交领域里发展新能源汽车目标就没有困难了。二、新能源汽车发展技术路线1、国外公司的技术路线欧美日是引领新能源汽车的主要国家，但是它们各有侧重。比如美国侧重解决石油依
16、赖，保证石油安全；欧洲侧重温室气体的减排；日本是既保证能源安全，又重视提高产业的竞争力。在技术路线的选择方面，欧洲、美国、日本经历类似，早期，这些国家主要以替代燃料为主，如欧洲发展生物质燃料，美国也曾经大力提倡发展生物质燃料替代燃油，但是金融危机之后，转向了电动汽车路线。截至 2009 年底，全球混合动力汽车已经超过了 200 万辆，主要是在发达国家，特别是日本和美国。日本丰田和本田主要推广混合动力汽车，而日产和三菱公司重点推广纯电动汽车。丰田公司的 Prius 具有目前最为完善的系统，但是，其结构复杂(行星齿轮)，且具有最为系统的专利保护，本田的 Insight 系统(中度混和)也有一定的技术难度和专利保护。日本丰田的 Prius 和本田的 Civic 已经实现了商业化的发展，但仍属于中度混合的动力汽车，还没有发展到插电式强混合动力的程度。美国把发展电动汽车，短期内插电式混合动力汽车作为发展新能源汽车规划的重要组成部分。基于当前的动力电池技术还没有实现更高的能量密度和功率密度，基本定位城市短距离使用，作为纯电动汽
