純電動公交客車推廣應用中的技術保障的研究

陳寶華

摘 要：隨著傳統能源的枯竭與環境污染的日益嚴重，世界各國紛紛加大了新能源汽車的推廣力度。純電動公交客車是新能源汽車中的一種，具有節能、環保、低噪音等優勢，逐漸應用到城市公交系統中。但是由于純電動車輛投入使用的時間較短，面臨著新模式、新技術、無標準等現狀，限制純電動公交客車的應用。文章對純電動公交客車推廣應用技術保障展開了研究，并對純電動公交客車應用過程中的故障類型與原因進行了分析，提出一些技術保障的措施，為行業的發展提供參考。

關鍵詞：純電動公交客車 故障 技術保障

隨著環保意識的增強及新能源技術的發展，純電動公交客車在城市公交系統中得到了廣泛的應用。截至2023年底，我國電動公交客車保有量高達數十萬輛，占全國公交車總量的50%以上[1]。但是純電動公交客車在使用的過程中受到電池續航能力、充電樁等技術難題的限制，給純電動公交客車的推廣應用帶來負面影響。文章對純電動公交客車推廣應用中的技術保障展開研究，探討其在實際運營中所面臨的問題，并提出了一些解決的方法，為純電動公交客車推廣應用，提供技術的支持。

1 純電動公交客車推廣應用的背景

1.1 環境污染嚴重

隨著我國經濟水平的提高，我國家庭中汽車保有量逐漸上升，不僅給道路交通帶來了很大的壓力，還給生態環境、傳統能源開采帶來了壓力。眾所周知，傳統汽車主要以石油為能源驅動，在運行的過程中產生一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物、二氧化硫、含鉛化合物、苯并芘及固體顆粒物等污染物，容易造成空氣污染以及光化學煙霧，不僅影響人們的身體健康，還給生態環境帶來巨大的壓力[2]。為了降低傳統能源對氣候、環境的影響，發展新能源車輛成為當務之急。純電動公交客車作為新能源車輛中的一種，受到了社會各界的廣泛關注。

1.2 石油能源形勢嚴峻

石油作為汽車的主要能源面臨著枯竭的嚴峻形勢。我國的石油資源主要分布在東海、珠江口、渤海灣、柴達木、塔里木、準格爾、鄂爾多斯、松遼等地區，可開采的資源量約為172億噸，占全國石油資源的81.13%[3]。這個數值看似龐大，但是隨著汽車保有量的持續增長以及其他領域石油需求量的增加，遠遠不能滿足我國對石油資源的需求。為了不斷滿足國內石油資源的需求，我國每年需要從其他國家進口大量的石油。早在1993年，我國已經成為一個石油資源進口國家，并且每年石油進口量持續增加，2023年中國原油凈進口量約5億噸。并且隨著國民經濟的發展，我國對石油的需求量將持續增長，進一步加劇石油進口的缺口?？梢哉f，我國石油能源形勢是非常嚴峻的，新能源汽車的研發和使用迫在眉睫。

1.3 汽車保有量持續增加

汽車是人們出行的主要交通工具，也是商業活動的重要運輸工具，近些年來汽車保有量逐年增長。根據相關統計顯示，我國民用汽車保有量呈逐年上升的趨勢，根據2005-2015年的相關數據，我國2005汽車保有量約3159.66萬輛，而2015年汽車保有量則增加到了17228萬輛，翻了5倍。而隨著汽車保有量的增加，汽車尾氣成為城市空氣污染的主要來源。

1.4 汽車能源消耗嚴重

隨著居民經濟水平的提高以及企業生產規模的擴大，汽車保有量、使用量持續增加。而汽油或柴油是汽車的主要驅動能源，其能源消耗日益嚴重。據相關統計，2017年石油能源消耗中，工業汽油占5.0%，建筑業占3.4%，生活占21.7%，住宿餐飲、批發零售占2.2%，交通運輸、倉儲、郵政業占47.7%[3]，從這個數據中可以看出交通運輸類汽車能源消耗是柴油與石油消耗的第一大戶。

1.5 新能源汽車的發展

為了降低汽車行業對石油的依賴以及環境保護、可持續發展戰略的落實，促進汽車制造業的發展，我國將目光投向了新能源汽車的發展上。

“十五”時期，我國將“新能源汽車”列為“863”重點科研專項，提出了以燃油車為基礎、以新能源為發展方向的戰略。2009年度，財政部和科技部聯合下發了《節能與新能源汽車示范推廣財政補助資金管理暫行辦法》，進行新能源汽車的試點，嘗試在全國13個城市中投放新能源汽車。2010年，國家擴大了節能與新能源汽車的試點范圍，地方政府也紛紛出臺了新能源汽車的補貼政策。2015年3月24日，中共中央、國務院常務會議通過了《關于加快推進生態文明建設的意見》，并提出了“堅持當前長遠相互兼顧、減緩適應全面推進，通過節約能源和提高能效，優化能源結構，增加森林、草原、濕地、海洋碳匯等手段，有效控制二氧化碳、甲烷、氫氟碳化物、全氟化碳、六氟化硫等溫室氣體排放。[4]”的要求。習近平同志于2017年10月18日在十九大中提出：“要堅持人和自然和諧共生?！币笤谌珖秶鷥蓉瀼芈鋵崱熬G水青山就是金山銀山”的理念，堅定不移地踐行“節約、環?！钡母痉结?。

2 純電動公交客車推廣應用概況

2.1 純電動公交客車的推廣情況

根據公安部的最新數據，截至2022年底，全國新能源汽車保有量達1310萬輛，占汽車總量的4.10%，扣除報廢注銷量比2021年增加526萬輛，增長67.13%。其中，純電動汽車保有量1045萬輛，占新能源汽車總量的79.78%。2022年全國新注冊登記新能源汽車535萬輛，占新注冊登記汽車總量的23.05%，與上年相比增加240萬輛，增長81.48%[5]。深圳市在新能源車輛推廣中遠遠領先于其他城市，在2017年底已經全部專營公交車輛的純電動化。

2.2 純電動公交客車推廣應用過程中遇到的難題

隨著環保意識的增強與新能源汽車技術的不斷提升，純電動空調客車作為綠色出行的代表，在城市公共交通中發揮出越來越重要的作用。強有力的技術保障是維持純電動公交客車正常運營的基礎前提。純電動公交客車和柴油公交客車相比，除了驅動機構和動力能源有本質的區別外，在電路和控制系統方面也有很大的不同。也就是說純電動公交客車控制系統的電子化程度更高，集成控制電路更為復雜。也就意味著想要實現純電動公交客車的廣泛應用，必須解決電池技術、充電設施、車輛維護保養等技術難題。

2.2.1 電池技術

在純電動公交客車推廣應用的過程中，電池技術的限制是現階段需要解決的技術難題之一。眾所周知，純電動公交客車是以電能為驅動的交通工具，往往采用蓄電池來為客車的運行提供電能。盡管電池技術不斷進步，但是電池的續航能力依然比較有限，不能完全滿足長時間運營的需求。并且蓄電池低溫條件下，容易發生電能的損耗，降低了蓄電池的續航能力，客車在運行一定距離后需要充電才能正常運行。純電動公交客車的頻繁充電降低了客車的運行效率。同時以現有的電池技術，蓄電池在高溫天氣下有爆炸、起火的風險，安全性得不到有效的保障。此外，純電動公交客車還存在充電時間長的問題。純電動公交客車在電量耗盡后需要進行充電，為了盡可能延長電池的使用壽命，多采用低流速充電的模式，充電的時間是比較長的，整個充電過程可能需要數個小時，充電的過程中純電動公交客車是無法正常運營，降低了客車的運營效率。

2.2.2 充電設施

隨著純電動公交客車在城市公共交通系統中的普及，對充電設施的需求量也日益增加。但是由于充電基礎設施建設與規劃的滯后，許多城市現有的充電樁不能滿足純電動公交客車的日常充電需求，導致純電動公交客車無法及時充電，不僅降低了純電動公交客車的運營效率，還影響了乘客的出行體驗。充電設施的限制主要體現在兩個方面，一是充電樁數量的不足。近些年來，雖然我國加快了充電樁的建設，在城市與周邊設置了一定數量的充電樁。但是一個充電樁只能同時為兩輛新能源車輛充電。由于純電動公交客車投放數量的增大，而充電樁建設的滯后性，如果同時有多輛純電動公交客車需要充電，現有的充電樁不能滿足其充電需求。而是充電樁布局的不合理。城市在充電樁規劃建設過程中可能存在某些不合理之處，導致部分地區的充電樁過于密集，而某些地區數量嚴重不足。充電樁布局的不合理，不僅不能滿足新能源車輛的充電需求，還可能造成資源的浪費。

2.2.3 維護保養難題

純電動公交客車由于控制系統高度集成、電路復雜性高、電池電機特殊等，增加了維護保養的難度。主要體現在以下幾個方面：（1）動力系統價格昂貴，專業性強，廠家為了保持自身的競爭優勢，往往不會對外公布相關參數，進而增加了維修的難度。（2）控制系統程序和電路資料保密，如果出現電路故障和控制系統故障，公交集團不能自行維修，只能由廠家調試。（3）電控部件規格不統一，很難在市場采購到可替代的部件。（4）缺乏檢測設備，維修人員只能摸索和積累維護保養的經驗。（5）純電動公交客車的維修成本較高，尤其是車輛相關部件保質期到期后，維護保養的成本將成倍增加。（6）純電動公交客車采用高壓電器、電源，增加了車輛維修過程中的安全風險。（7）我國在純電動車輛檢測、維護等方面沒有形成統一的標準，造成車輛維護保養的不規范，無法保障維修的質量。純電動公交客車在使用過程中可能出現動力電池類故障、驅動電機類故障、電控類故障和其他故障。純電動公交客車采用動力電池蓄能和電機驅動，電池、電機、電控的故障往往為故障維修的技術難點。

3 純電動公交客車推廣應用中的技術保障措施

3.1 電池技術保障

目前市面上純電動公交客車主要采用鋰電池作為驅動電源，理論續航里程可達到200km。但是受到環境因素、其他因素的影響，實際里程可能無法達到這個標準，在續航方面無法與傳統燃油公交客車媲美。電池技術是純電動公交客車整個車輛運行的核心，隨著電池技術研究的深入，不斷提升電池的能量密度與使用壽命。近些年來，新能源汽車制造企業在電池技術方面加大了研究的力度，推動了電池技術的進步。某些汽車制造企業通過增加蓄電池組的方式來增加純電動公交客車的續航能力。也有的汽車制造企業通過先進的電池管理系統來增加電池的能量密度，進而促進電池續航能力的提升。還有的汽車制造企業通過優化車輛能耗的方式來降低車輛使用過程中的能源消耗，進而促進續航能力的提升。在研究中發現，磷酸鐵鋰動力蓄電池在續航能力、安全性、制造成本、節能環保、大流量放電等方面展現出更多的優勢。例如某知名汽車制造企業同時通過高能量密度鋰離子電池與先進電池管理系統，將某款純電動公交客車的續航里程提升到300km，滿足目前城市公交的日常營運需求。

3.2 充電設備技術保障

隨著純電動公交客車數量的增加，我國加快了充電樁網的建設。一方面，我國相關部門通過稅收優惠，財政補貼等政策，鼓勵企業或個人參與到充電設施的建設中。另一方面，我國還強化了充電樁的規劃與布局，進一步提高充電樁布局的合理性、便利性。截至2022年底，我國公共充電樁數量已超過100萬個，覆蓋了全國主要城市和地區[6]。同時一些城市還通過建設智能充電站優化充電網絡布局等方式，進一步提高充電設施的便利性與利用率，不斷滿足我國純電動公交客車的充電需求。此外，我國在充電效率方面也加大了研究的力度。一般情況下，新能源小汽車主要采用交流電技術充電，而純電動公交客車則采用大功率充電。近些年來，部分汽車制造企業通過智能充電技術、快充技術等提高純電動公交客車的充電效率，有效縮短充電時間，進一步提高純電動公交客車的運營效率與乘客的乘坐體驗，有效減少電機、電池、電控系統的故障。

3.3 維修保養技術保障

純電動公交客車的維護與保養是非常重要的，及時有效的維護與保養能夠及時發現客車運營問題，避免小問題發展成大問題，維護客車正常運行的同時降低維修成本，甚至還能夠延長客車的使用壽命。目前，由于公交集團在“三電”維修方面技術薄弱，一般情況下為廠家提供維護服務。為了提高維修人員的技術水平，應該加快維修人員的教育培訓，不斷提高其知識水平和維修技能，使其在日常工作中能夠及時發現客車故障，并及時采取有效的措施進行處理，使客車能夠盡快恢復使用。同時還應該加強與汽車廠家的合作，共同溝通售后問題，滿足公交集團技術保障需求，進一步縮短維修的時間并提高維修的質量，確保公交系統能夠保持正常的運行，滿足乘客的乘坐需求。此外，還應該建立維護保養臺賬，記錄每次維護保養的時間、類型、故障原因、維修方法等，為后期的維護與保養提供數據的支持。另外，還應該不斷完善維護保養機制、售后保修與服務體系以及考核評價制度等，使純電動公交客車能夠正常運行。

4 結束語

總而言之，純電動公交客車是社會發展的必要需求，應該加快技術研究，為純電動公交客車的推廣應用提供技術保障，使純電動公交客車能夠正常安全運行，滿足人們日常出行需求的同時提高體驗感，減少傳統能源的依賴，真正實現節能環保的同時促進公共交通事業的可持續發展。

參考文獻：

[1]肖獻法，李浩東.北京興順達：走出新能源+微循環的公交運營發展之路[J].商用汽車，2020，（01）：77-80.

[2]江平.基于無線移動網絡的純電動公交車遠程監控與故障診斷裝置研究及應用[D].江蘇大學，2019.

[3]張卡.純電動公交客車推廣應用中的技術保障的研究[J].時代汽車，2019，（08）：55-56.

[4]廖濤.新能源公交車快、慢充技術路線選擇[J].城市公共交通，2019，（04）：22-23.

[5]曹昌勝.純電動公交客車高寒地區使用問題淺析[J].城市公共交通，2018，（07）：28.

[6]李靜，戶亞威，朱為文，石求軍.純電動公交客車再生制動控制策略研究[J].機械設計與制造，2017，（08）：202-205.