摘要：文章从纯电动汽车快速充电技术类型分析入手，论述了基于快速充电技术的纯电动公交运营方案。期望通过本文的研究能够对促进纯电动公交车的运营发展有所帮助。
关键词：纯电动公交车；快速充电技术；运营方案
1. 纯电动汽车快速充电技术类型
纯电动汽车是一种完全凭借可充电电池，来提供满足车辆运行动力需求的节能环保型汽车。由于此类汽车仅以蓄电池作为动力源，所以从投运到报废的全过程，对环境的污染非常小。正因如此，使得纯电动汽车的市场前景一片大好。纯电动汽车需要蓄电池提供充足的电能才可以保持稳定的工作，为了不影响车辆的正常使用，应当在相对较短的时间内使蓄电池充满电量。快速充电技术的出现，使这一目标的实现成为可能。目前，纯电动汽车常用的快速充电技术有以下几种类型：
1.1脉冲充电
这种快速充电方法是以蓄电池本身所固有的充电接受率为基础，通过提高充电接受率，突破蓄电池充电接受曲线的限制，达到在短时间内完成充电的目的。在脉冲充电方式下，借助脉冲电流，对蓄电池进行充电，一次脉冲结束后，充电中断一定的时间，然后再进行下次脉冲充电，如此循环往复，直至蓄电池充满为止。之所以需要中断，是为给氢氧化合提供时间，从而消除欧姆和浓差极化，减轻蓄电池内部的压力，提高电池充电接受率。
1.2间歇充电
这种快速充电方式在对蓄电池进行快速充电的过程中，通过采用短时停止充电的方法，从而使电池的极化效应得到有效缓解。间歇充电可以细分为以下两种情况：
1.2.1变电流间歇充电。在变电流间歇充电的情况下，充电前期的充电电流能够持续加大，由此会获得大部分充电量；当进入充电后期时，利用定电压的形式，则可获得过充电量，这样能够使蓄电池恢复到完全充电的状态。
1.2.2变电压间歇充电。在变电流间歇充电的基础上，业内一些专家学者经过研究之后，提出变电压间歇充电，与变电流间歇充电相比，变电压间歇充电在充电前期采用的是间歇恒压，因为通过恒压对蓄电池进行充电，所以电流会按照指数规律下降，由此能够使蓄电池的电流可接受率随着充电的进行而逐渐下降，从而达到快速完成充电的目的。
2. 基于快速充电技术的纯电动公交运营方案
2.1制约纯电动公交运营的主要因素
纯电动公交车以噪音小、运行稳定性高、零排放、无污染等特点，成为城市公交运输业的主流发展趋势。然而，在推广纯电动公交车上线运营的过程中，却受到一些因素的制约，主要体现在如下几个方面：
2.1.1技术因素。对于纯电动公交车而言，电池是核心技术，并且也是制约纯电动公交车运营与发展的关键因素。从国内目前的总体情况上看，纯电动汽车蓄电池的制造水平与国际水平仍然存在一定的差距，由此导致纯电动公交车使用中出现很多问题，如持续行驶里程不够、环境适应性较差、电池成本高等等。
2.1.2配套设施。纯电动公交车以电能作为动力源，当蓄电池的电量不足时，便需要进行充电，由此使得充电设备成为纯电动公交车运营中，不可或缺的配套设施之一。正常情况下，充电设备与纯电动公交车的保有量应当相匹配，这样才能满足纯电动公交车运营推广要求。但是很多大中型城市的建设用地非常紧张，没有多余的土地建设充电设备。而且不同型号和品牌的充电设备无法通用，这在一定程度上制约了纯电动公交车的运营与发展。
2.1.3充电时长。纯电动公交车上线运营后，需要为广大乘客提供点到点的运输服务，如果充电时间过长，必将影响车辆的正常运营，由此，会对乘客的正常出行造成影响。如果能够加快纯电动公交车的充电速度，缩短充电时长，则可以保证车辆的有序运营，并且随着充电时长的缩短，还能使蓄电池持续行驶里程不够和充电设备不足等问题得到解决。
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2.2基于快速充电的运营方案设计
2.2.1项目背景。某一线城市的一家公交公司，对旗下108路公交线路的实际运营情况进行现场考察，结果显示，该线路单边运营里程为28.5km，每天每台公交车需要运营4趟，即8个单边，总里程数为228km。该线路采用的公交车辆为10.5m纯电动公交车，电池储能量为148kWh，充电功率为300kW，8min可充入的电量为40kWh，电池充电8min的持续运行里程约为47km，电耗为0.85kWh/km。按照该线路的客流量统计数据，配备纯电动公交车20辆。
2.2.2运营方案设计思路。由于该线路采用的是纯电动公交车，因此，在对充电与运营方案进行设计的过程中，必须使二者满足公交线路的运营需求，除了要考虑公交车的运营时间、充电时间以及发车间隔之外，还要对现场资源的实际情况加以充分考虑，尽可能做到资源的高效利用，并最大限度地降低运营方案的实施难度，达到节约投资，提高经济效益的目的。除此之外，在纯电动公交车运营方案设计时，必须保证方案的可实现性，防止反复修改设计，对公交线路运营造成影响。
2.2.3设计方法。纯电动公交车运营方案的设计情况如下：按照108路公交线路每天的运营计划，所有纯电动公交车收车之后，在夜间进行一次集中充电，使电量充满，以便第二天正常运营。车辆在白天运营时，利用每个班次的间隔时间进行快速充电，将充电站建设在线路一端，每台公交车每天运营4趟，每趟充电一次，时间为8min，每天快充三次，也可利用午休时间，一次充电24min，这样便可满足当天的运营需要。白天对车辆进行充电时，采用的是当前较为先进的脉冲式快速充电技术，配备相应的充电设备，每台充电设备可以满足10辆公交车的使用要求，该线路共有20辆纯电动公交车，所以配置两台充电设备即可；在夜间对公交车进行集中充电时，采用的是150kW直流式充电机，一台充电机可以满足5辆公交车的使用需要，共配备4台直流式充电机。
2.2.4充电站的建设方案。在108路公交线路的首站停车场内，规划出一片区域，用于建设2台快充设备和4台直流式充电机。为提高充电设备的运行安全性和稳定性，修建牢固的基础，并搭设防雨棚，从而确保在恶劣天气下，公交车能够安全、顺利地完成充电。
2.3运营效益分析
2.3.1经济效益。按照传统柴油公交车百公里油耗40L进行计算，一柴油台公交车每天运营228公里，柴油每升的价格为6.46元，如果全年无休运营，一台柴油公交车一年的油费约为21.5万左右。108路公交线路全线投入纯电动公交车之后，按照百公里耗电100度，每度电1.0元计算，在同样的运营里程数和天数下，费用约为8.3万元左右，仅为柴油公交车费用的38.6%，由此产生的经济效益非常可观。
2.3.2环境效益。经过测算，每台纯电动公交车一年能够减少二氧化碳排放量约为92.4吨左右，能够减少PM2.5排放量14.1kg。纯电动公交车从上线运营到退役的时间为8年，由此减排的二氧化碳和PM2.5非常可观，产生的环境效益十分明显。
3. 结论
综上所述，公交车为城市居民的出行带来诸多便利，但传统的柴油公交车油耗高、污染大，与节能环保理念相违背。因此，推广纯电动公交车已经成为一种必然趋势。对于纯电动公交车而言，充电是制约其运营的关键因素之一，本文基于快速充电技术，提出纯电动公交车运营方案，该方案的实施，除了能够给公交公司带来巨大的经济效益之外，还能产生一定的环境效益，具有良好的推广价值。
参考文献
[1]高佳宁.考虑分时电价的纯电动公交行车计划编制方法研究[D].北京交通大学,2018.
[2]吴凡.国内首批“智能搭线快充”新型实用纯电公交车青岛开跑[J].运输经理世界,2017(10):102-105.
[3]刘勇.城市纯电动公交客车运营发展策略研究[D].长安大学,2017.
[4]杨泽宙.纯电动公交车充换电站经济效益研究——以薛家岛电动公交车充换电站为例[D].北京交通大学,2017.
[5]张璞,刘兆燕,余潇潇.北京市纯电动公交车充换电服务网络发展探讨[J].电气应用,2015(6):74-76.
论文作者:黄虹
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/25
标签：公交车论文; 蓄电池论文; 快速论文; 方案论文; 电流论文; 里程论文; 公交论文; 《基层建设》2019年第24期论文;