深陷五大困惑
南京的首批纯电动公交车把“停运”当成了家常便饭,南昌的10辆电动公交车有4辆因当地充电设施不足而“赋闲”,郑州的12个充电桩有11个已生锈,武汉的电动公交车在运行一年内干脆全部“回老家”了。天津在早年运行慢充纯电动公交车失败后,按照“竞技选购”原则再选出的换电公交车仍不理想;北京更是在奥运期间投放50辆纯电动客车后的近5年里不曾更新过纯电动公交车……
“十城千辆”示范工程收官之年,方得网一份《纯电动客车全国市场调查报告》将各城市纯电动客车的真实运营情况和各种问题集中暴露出来。有数据表明,近3年来此类客车推广总量不到1500辆。一度让国家、厂家积极出钱出力、各方人士及普通市民欣喜期待的纯电动客车仿佛山穷水尽,前路茫茫。
“5年过去了,我们陷入了深深的困惑。”恒通电动客车(简称“恒通”)总经理邓平语调低沉,“国家投入那么大力量,电动车的产销没有我们想象那样出现井喷。”他在2012年底某大型论坛上的发言道出了众多业内人士的困惑。
困惑一:纯电动客车的核心问题――电池
“5年过去了,电池寿命有明显提高吗?电池价格有大幅度下降吗?为什么锂电池制造大国,比如日本、韩国,不用或者很少用磷酸铁锂电池?”邓平发出一连串疑问,在他和业内很多人士看来,“电池问题有很多值得思考的地方”。
调查显示,目前在国内运行的电动公交车中,一年甚至几个月内就出现非常严重的电池衰减现象,反复补电已司空见惯,有的达到“随时可能停在路边”的程度,充电时间也越来越长。由于技术没有显著突破,加上电池材料等原因,电池的成本依然居高不下,各城市选购的纯电动公交车的价格通常在200万元左右,有的近300万元。
目前,国内的纯电动客车多采用磷酸铁锂电池,厂家看重它的循环寿命长、结构稳定、安全性能好、成本低廉、无污染等诸多优点。但是它的导电性能相对较差,且制造成本偏高,在电池生产加工上难度更大。由此带来的问题是装载磷酸铁锂电池的客车通常采用慢充模式,耗时一般4~6小时,很容易影响公交车的出勤率。让人质疑磷酸铁锂究竟是不是最适合电动客车电池使用的材料。
困惑二:续驶里程问题
作为纯电动客车的制造商,邓平毫不讳言真相:“客户在购买电动车后,行驶里程并不是像厂家讲的一样,现实是一年比一年更短,甚至是一个月比一个月更短!”据报道,国内不少城市的纯电动公交车已经到了跑一两圈(一圈通常为20~40公里)就必须回充电站“加餐”的程度,如果开空调则跑得更短。所谓一次充电4~6小时能跑200~300公里多为宣传数据。为了增加续驶里程,不少厂家的做法是把电池越装越多,车内可搭载的乘客少于普通公交车,有的车辆甚至不安装或者不开空调,惹来乘客骂声一片。对此,邓平又发出了一连串反问:“还能装多少乘客?100多万元的客车没有空调公交公司能接受吗?乘客乐意吗?很多使用了一两年,没到三年就不能再用了的车辆谁来买单?”
困惑三:配套设施建设问题
邓平介绍:“作为制造厂家,我们与客户讨论电动车运行时,有一个很大的困惑,就是充电站建在哪里?”由于纯电动车一般在大城市的繁华市区使用,可在这样的地区,批出20亩地建一个充电站非常困难,“即使有也买不起”。如果在郊区建,另一个问题是“电动车来回充电,已经耗了很多电。这些电动车是节能还是耗能,公交公司很困惑,制造厂家也非常困惑”。这一问题在全国主要城市都不同程度地存在。北京公交集团有限公司副总经理冯幸福曾对媒体表示,北京市新能源汽车发展“忧的就是其配套问题,特别基础设施建设滞后”。因为北京土地资源奇缺,纯电动需要相应的充换电站,“这方面建设慢一些”。
困惑四:***府部门的支持问题
在纯电动客车这一新生事物发展初期,***府部门能给予多大的支持是生产厂商最关心、也备感困惑的问题。比如针对充电站建设,如何兼顾线路与土地位置?纯电动客车的综合成本(包括土地、人力价格,设备投入费用、电价、电池等)是不是比油品更便宜?这种价格公交公司能否持续承担?地方***府能够给予多大支持,如何进行规划协调?用邓平的话说,“这正是我们非常关注和关心的问题”。因为尽管在“十一五”期间,国家给了新能源客车很多补助支持,但充电等问题仍需要有统一的规划,包括国土以什么价格划拔,充电站是否设在街边,消防如何安排等。
困惑五:用电价格等问题
邓平等许多纯电动客车制造商对此的疑问是:“每个城市的价格不一样,国家会不会有统一的价格?***策方面怎么配套、怎么支持还有很多问题。”例如:在全国较早运行纯电动客车的北京市,充电站由国家电网进行具体建设工作,当地也出台了关于结算方式、电价等一系列***策,但据冯幸福介绍,在实地运行中还是出现了一些问题,包括国家电网购买电池与客车厂配套衔接等仍需改进。
峰回路转
种种困惑下,再大谈特谈“推广新能源汽车是响应国家应对未来能源危机的***策”、“是未来汽车发展的必然趋势”等显得有些苍白无力。很多厂家出于迎合当地***府和不甘落后同行的心理在现实面前纠结地“走一步是一步”。“这么多问题,说实话弯道超车确实是难。”邓平再次道出了实情。
那么,有没有一条路可以让纯电动客车真正走出当前的困境,让其推广变成真正响应国家号召、又实现经济效益的好事?
邓平说:“我们认为发展电动客车的关键条件有三个方面,一是基础设施,二是电动车价格,三是电池的寿命。”由此他和他所在的恒通提出一个方案,在公交车起点站设置充电桩,车辆运行一个来回后用10~15分钟快速充电,这样可以减少专程来回充电,通过公交客车快速充电的方法实现城市公交电动化的可行性。2010年10月,恒通自主研发的快速充电纯电动客车CKZ6127威龙问世,并先后投入湖州、重庆公交运营。有报道称,这早于通用汽车投入600万美元开发的3辆EcorideBE-35快速充电电动大巴,是全球第一辆快速充电纯电动客车。
这是不是一个可以一举攻克纯电动公交“充电时间长、电池寿命短、电池装载量大”3大难题的良方?
过长的充电时间一直是困扰整个电动汽车推广的重大障碍。4~8个小时的充电,不仅让普通消费者不耐烦,对公交运营公司来说,更不可接受的是其带来的客源流失与效益递减。据介绍,恒通的这种快速充电公交车第一大优点便是充电快,它配装的是能量为50kWh长寿命新型快充锂电池组,采用600V 250A双***充电,每分钟可充5kWh,10~15分钟就可充电50~75kWh,充电如加油、加气一样,续驶里程达40~60公里,可满足我国目前大多公交定线单程或来回行驶一趟的电能需求。司机在起点或终点站利用车辆周转时间即可完成充电,即充即用。充电效率的提升使采用快速充电的公交场站充电机数量远少于普通场站,却鲜有普通场站的排队等充电,甚至“司机等得睡着了”的情况不仅节省场地运营成本也相应降低。
值得一提的是,使用这种双***充电桩为车辆充电只要一插一拔,刷卡结算,对普通司机而言很容易学会。
在电池寿命方面,恒通则采用寿命长达6~8年的钛酸锂电池,可循环充电使用2万次,整车电池重量比普通锂电池减轻50%。恒通电动客车动力系统有限公司副总经理田野进一步解释:“假如电池用了一年,容量就衰减5%甚至10%,那2万次的循环寿命不可能实现。使用3年后如果只衰减2%~5%,那电池就不会有问题,因为该电池是线性衰减,可推断出其寿命能达到8年。”相比之下,一般慢充纯电动客车电池经过1000次充放电循环后,容量衰减到80%以下,续驶里程随之下降,电池使用寿命仅为2~3年。据报道,不少投入运营的慢充电动客车2年时间电池容量衰减50%,这就出现了很多乘客和司机抱怨的“连空调都不敢开,怕到半路就没电了”的问题。
从恒通纯电动公交车当前的运营情况看,数据显示,运行一年行驶里程超过4万公里,充电2500多次,电池衰减控制在1%以内。
使用寿命的延长对纯电动公交而言意味着更大的经济效益。因为传统的磷酸铁锂电池不仅价格高、重量大,而且电池寿命短,一旦损坏需付出高昂的代价购买新电池。
在电池装载量方面,恒通快速充电纯电动客车的电池数量比传统纯电动客车减少50%以上,而且电池重量轻,车辆减重可达1.5吨以上,这有利于提升载客量和动力性,既降低了购买价格(电池还可采用租赁方式),又有效解决了纯电动客车购置成本过高、后期更换电池成本过高而无法盈利的难题。一组电池最低50万元,即便国家对纯电动客车补贴50万元,没有经济效益只靠***府补贴,形成规模化目标依然遥远。
恒通推广自己的快充纯电动客车,在对充电设施的需求上有自己的特色。据邓平介绍:“与加油站相比,快速充电站优雅、洁净,操作简单安全,经营管理轻松。这么大一座充电站,仅需要2名员工。”一般充换电站的充电时间长,占地面积大,特别是换电站,规模大,投资更大,一般一个需投入5000万元以上。2012年4月在重庆建成的快速充电站投资不足1500万元,占地不到3亩,共设6个双***充电桩,可供40~50辆车充电。在这个充电站里,甚至“可以随便抽烟,随意接打电话”。
就此看来,推广纯电动客车的几个主要问题似乎已不成问题。采下“天边的玫瑰”
“纯电动客车是远在天边的玫瑰,短时期内实现产业化并不乐观。”力主我国应大力推广LNG(液态天然气)汽车的辽宁曙光汽车集团董事长李进巅曾这样形容国内的纯电动客车。而恒通正在凭借自己的快充产品要摘下这朵“天边的玫瑰”。
“天然气客车已经被我们做得太熟太透。”邓平表示,但在新能源客车特别是电动客车方面,恒通入手时间不算早,在技术路线方面和其他新能源客车企业一样迷茫。如果参加过2010年的论坛,大概都会记得当时的邓平公开发言抨击纯电动,“坚决***纯电动”,并指责当时的铅酸电池是环境污染的“重犯”。那么,恒通在当前应如何实现对这一领域的突破?
技术及电池材料的发展不仅改变了邓平的想法,最终也让恒通别出心裁地选择了“钛酸锂电池+快速充电”方式。2011年11月,恒通客车与以新型钛酸锂电池为杨心产品的湖州微宏动力系统有限公司成为合作伙伴,共同出资组建了重庆恒通电动客车动力系统有限公司。
2011年4月,6辆恒通快充式电动公交车在重庆609线路上投入示范运营,迄今单车最大行驶里程已有6万余公里。
一年后的4月27日,重庆市又投放25辆同类公交车,在市公交线路上实际运营车辆达到31辆。据邓平介绍,目前已有465辆快充式公交在重庆市的29条公交上线路上运行。今年将再投入150辆纯电动公交车和500辆混合动力公交车,届时新能源客车在重庆的实际运行数量将达到1000辆。
恒通快充公交车的推广不仅得到当地***府的大力支持,也得到运营方和乘客的肯定。据报道,不少乘客觉得这种车坐起来比较舒服,有空调且噪声小,在车上聊天、听歌、休息等均不受影响,甚至优于传统公交车,惟一的不足就是票价2元,比普通公交车的1元票价还是偏贵些。
对每天开车的司机而言,车辆减振良好,操作相对简单,而且在重庆这样“坡多、坡大、弯多、弯急”的山城路况运行,动力也很充沛,起步比传统车还平稳。尽管每跑一圈充一次电让不少司机觉得麻烦,但好在充电操作容易,且等待时间一般能控制在10分钟之内,让他们觉得可以接受,有些司机甚至明确表示“更愿意开这种公交车”。
国内外的各种关注及奖项荣誉也不断飞来。2011年3月,在以“清洁动力客车、新能源技术和绿色环保”为主题的世界客车联盟亚洲博览会BAAV2011颁奖盛典上,恒通快速充电纯电动客车一举夺得“年度巴士奖”、“年度最佳创新巴士奖”、“年度最佳环保巴士奖”三项大奖,成为BAAV评选史上获奖最多的客车。让邓平颇为骄傲的是,当时他们只申请了一个奖项,却连夺三奖。世界客车联盟亚洲客车周***马克先生盛赞其“代表了世界电动客车制造的先进水平”。在2012年底的(第三届)中国电动汽车全产业盛典上,恒通快速充电电动客车又荣获年度优秀纯电动汽车大奖,其威龙CKZ6127HBEV在第七届“影响中国客车业・2012~2013年度中国客车网读者调查评选结果公布暨颁奖盛典”上获得新能源客车推荐车型大奖。恒通的纯电驱动电动客车系列化产品研发及产业化项目已经列入国家科技部“863”计划。邓平欣喜地展望:“我们认为快速充电应该是电动客车的一个趋势。快速充电已经逐渐成为国际电动汽车产业的共识和努力的方向,让充电像加油一样方便、快捷,电动汽车才能够发展和普及。”他还表示,未来不排除向同行销售新能源动力系统及其监控系统的可能。据悉,恒通电动客车公司新基地计划今年4月左右投入使用,具备2000~4000辆新能源客车电池系统年生产能力。
眼前的一切,让这一新事物看起来前景无限美好。
新的挑战
通往美好明天的道路是否也如此美好?
恒通的快充产品从问世到上路运行,在充电模式上一直饱受业内外人士的误解和质疑。国内曾有过充换电之争,充电内部又有快、慢充之分。近年来,无论是业内专家的意见还是部分城市的规划都强调“慢充为主,中、快充为辅”,“在新能源汽车产业化的初期,考虑到电池的技术性能和新能源汽车的市场性质,建议充电方式以慢充电和分散式充电为主,不宜大规模建设集中式快速充电设备”。而且,即便在业内很多专家的眼里,快速充电也是“以严重消耗电池寿命为代价的,这一成本如果转嫁给消费者,新能源汽车的产业化将受到极大制约”。
邓平因此多了项任务:在各种场合忙着澄清“这实际上是一种错误和偏见”。邓平分析,这种指责的根源是对钛酸锂电池的陌生,对快充的理解都没有跳出当前主推的磷酸铁锂电池的范畴。
误会可以解释,产品自身的问题只能靠技术。恒通选择的钛酸锂电池也并非完美无瑕,它有受热易膨胀漏气,功率密度和能量密度不够等缺点,恒通还有一系列关于电池的问题已经或正在攻克。比如:据恒通的工作人员介绍,在首批车辆运行之初就出现过因为地形起伏导致电阻增大发热等问题,好在现已基本解决。
“目前,快充电池的技术短板是比能量低”,这容易导致电池体积偏大,“比磷酸铁锂电池大35%左右。”田野如是介绍。这也是钛酸锂电池目前尚不能满足乘用车长距离行驶的需求,主要应用在对电池能量密度不太敏感的电动公交车上的原因之一。为改善这种状况,与恒通合作的微宏动力正在开发更高电位的正极材料。微宏动力市场部经理宋寒表示,当前公司通过对正负极材料的改进、隔膜的研制、电解液的匹配等方面全方位提高电池快速充电的能力,不将单个材料作为唯一的突破点,“我们是把电池当成体系来看的,达到某一个特性需要进行全面开发”。
除了电池的能量密度,其可靠性正在由时间验证,这关系着恒通的新产品能否在经济效益上取得突破。田野曾算过一笔账,一辆普通公交车运行所需费用为2.7元/公里,按现在电价1元/kWh计算,纯电动公交车只需1.6元/公里,公交车一年至少跑6万公里,这样一年一辆公交车可省6万元,3年省18万元,对成本高达50万元的电池仍无经济效益可言。
为了认证电池性能,恒通计划用3~5年通过技术攻关将电池成本降低一半,与磷酸铁锂电池持平,在此期间能验证电池寿命是否达到8年。从目前来看,一年充电次数达2000多次,电池容量并无衰减。恒通计划在2013年投放200辆车,将充电次数提高到4000次,2014年上升到6000次,进一步加大对电池性能的验证。如果仍无衰减,从理论上就可推断电池循环寿命达到2万次。
还有一种本质上并不新鲜的挑战。由于采用大功率的快充模式,充电设备以及电网建设的跟进和改进同样重要。快充的充电负荷大,一个充电桩需要450kW。而目前电力公司的做法是建设集中快充站,邓平对此并不认同。他担心,这样对电网会有影响。但老问题又摆在眼前,“目前没有人来做统筹工作,充电站的布点牵涉到场地、消防等诸多方面,谁来协调?”邓平表示,不能单靠电力公司或者整车厂。重庆公交集团则认为,充电站都建在公交站场里,没有站场但需要充电的地方就无法建设。电动汽车充电站肯定需要由***府统一协调。但首先要协调的是重庆市***府内部,因为当地的新能源汽车推广应用主要由科委负责,规划、充电站等方面由其他部门各负其责。现实中整车厂商不得不担起很多协调工作。除此之外,据田野介绍,一千多万元的建站资金不是最大问题,“土地、房保等审批手续非常麻烦,这才是关键。如此一来,充电站的建设难免跟不上造车的速度”。
针对以上种种问题,恒通在探索自己的解决方案。
对于电网问题,与恒通合作的微宏动力正在研发储能站系统,由此平抑快速充电对电网的影响,并且更有效地利用峰谷电力。对于当地充电站的建设,恒通准备根据其建设速度调整自己纯电动与插电式电动客车的上路比例。如果这一问题近两年得不到有效解决,就加大对插电式电动客车的投放。
恒通的快充电动公交车面临的挑战依然不少,推广的步伐并未因此而停止。邓平表示,除了重庆本地,今年将向其他省市地区推广混合动力公交车,会“先以西部市场为主”。但对于纯电动客车的推广则更为谨慎。邓平认为,“不能把自己忽悠了”,应该实实在在地花一两年把技术研究透、可靠性研究好,“自己感觉踏实了,再大规模推向市场”。
恒通的这场“快充+钛酸铁锂”突围之战正在等待时间和市场宣判胜负。如果成功,中国乃至世界的电动客车推广又多了条可靠可行的阳光大道。
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