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(一)純電動公交車
1.運營情況分析120輛純電動公交車于2010年2月陸續出廠投入試運行,5~10月世博會期間,主要在世博大道越江線和國展線上營運,閉幕后陸續投放到中國館班車線路上使用。世博會期間,120輛純電動公交車平均每日行駛里程21740公里,載客490105人次;每車日均行駛181公里,載客23人次/公里;總用電量5885200千瓦時,平均電耗1.47千瓦時/公里;快換電池58999輛次,故障頻率5.14次/萬公里,車輛完好率99.86%。世博會后,主要用于新開的3條線路運營。從各項指標上看,較世博期間運營狀況基本持平。2.技術性分析車輛總體安全可靠,具有零排放、低噪聲特點,不依賴傳統燃料,電池可用“谷電”,也可用風電、水電等。采用快換電池模式,最快耗時5分鐘,運營中車輛利用率較高。車載電池可儲存電量約140千瓦時,充電時間較長約需3小時,車輛續駛里程80公里左右,有待進一步提高。純電動公交車動力裝置中,電池箱、電壓控制器、變速箱的故障相對較多。從線路選擇上看,適宜運營強度較高的線路,線路的站間距不宜過短(不小于500米);首末站(其中之一)距離充電站不宜過長,首末站與充電站宜配套建設。3.經濟性分析在沒有任何政府補貼情況下進行車輛成本核算,常態化下純電動車綜合運營成本超過3000元/百車公里。此外,純電動公交車基礎設施投資較大。純電動公交車配套基礎設施包括專用充電站廠房、維修廠房、檢修廠房和綜合辦公房等。充電站由電池快速更換系統、電池充電系統及電池監控系統三大系統組成。
(二)超級電容公交車
1.運營情況分析第一批10輛超級電容公交車于2006年8月開始投入上海11路公交線上營運;第二批7輛車于2008年4月也投入上海11路公交線上營運;第三批61輛車于2010年3月陸續出廠,自2010年5月始陸續投入到上海世博園區內的世博大道線上營運。上海世博會期間,61輛超級電容公交車每車日均行駛里程118公里,載客2784人次,平均電耗2.1千瓦時/公里,故障頻率18.05次/萬公里,車輛完好率達到84.03%。世博會結束后的過渡期間,對第一批10輛超級電容公交車進行技術改造,并投放到11路和26路公交線上運營使用。2.技術性分析與純電動公交車基本相同。另外,超級電容具有大電流快速充放電特性,具有循環壽命長、工作電壓范圍寬、電能回收等優點。從車輛日均充電量和每公里充電量等數據來看,氣溫對超級電容車電耗的影響較大,8月份車輛每公里耗電量為3.13千瓦時,而10月份僅為1.47千瓦時。從線路選擇上看,適宜中等運營強度的線路,適宜道路交通比較順暢、路況較好,平行車流量、公交線路較少的線路;不適用于站間距大于2公里的特殊線路,如BRT線路、旅游線路等。3.經濟性分析在沒有任何政府補貼情況下對車輛進行成本核算,常態化下純電動車綜合運營成本近2000元/百車公里。超級電容公交車配套基礎設施投資規模也較大,配套設施主要由整流站、充電支架、電纜電箱以及電力監控系統(SCADA)組成。
(三)電-電混合電動公交車
1.運營情況分析電-電混合電動公交車是從2007年7月開始陸續投入上海市公交線路運營的,截至2011年6月底,共有12輛電-電混合電動公交車在市內公交路線上營運。根據相關數據顯示,電-電混合電動公交車日均行駛里程109公里,平均電耗為1.72千瓦時/公里,故障頻率19.6次/萬公里,車輛完好率達83.43%。經過技術改進,實際線路運營中車輛故障頻率有所降低,車輛平均電耗也有所下降。2.技術性分析電-電混合電動公交車可提供瞬間大電流,整車的動力性能較好,且車載電容可對回饋電流加以吸收,有利于電能的反饋及再利用,有效延長了電池組的壽命。電動公交車的續駛里程取決于車載動力蓄電池的總容量。由于當前最先進的動力蓄電池的能量密度尚不能滿足車輛的要求,因此,在車輛設計中采取了適當增加車輛自重、犧牲載客數量和續駛里程的方法。從線路選擇上看,適宜較高運營強度的線路,可以利用夜間進行充電。若對電控和電池進行技術改造,續駛里程可進一步提高,則可適應更長公交線路的運營要求。首末站距離充電樁不宜過長,首末站與充電站宜配套建設。3.經濟性分析在沒有任何政府補貼情況下進行車輛成本核算,常態化下電-電混合電動車綜合運營成本約2000元/百車公里。電-電混合電動公交車還需配套建設充電站、充電樁、機房、監控室、維修車間等基礎設施。據初步估算,設施投資約20萬元/車。
(四)油-電混合動力公交車
1.運營情況分析150輛油-電混合動力公交車由上汽商用車技術中心研制、申沃客車生產,并于2010年4月陸續出廠,6月份全部交付完畢。單從車輛油耗方面來說,與同路線的柴油車相比,油-電混合動力車比自動變速箱柴油車下降14%左右。與手動變速箱柴油車相比,不同線路的平均節油是不相同的。根據相關數據統計,在931路公交線路上,平均每月的節油可達4%~9%;在89路公交線路上,平均每月的節油僅為1%~4%;在205路公交線路上,油-電混合動力車略高1%以內;在43路公交線路上,平均每月要高4%~9%。2.技術性分析車輛機動性能好,無需配套新建基礎設施,相比其他節能環保型車輛,運營和維修成本較低。在中心城區等較擁堵線路上運營節油率相對較好,適宜線路較為廣泛,尤其在中心城區等較擁堵線路上布局,有一定的節能減排效果。由于受到國內車輛相關配套件產品質量的制約,部分零部件及器件質量還不夠穩定。在后續利用中,還需積極推進車輛的技術攻關,優化動力總成系統匹配及整車控制策略,優選質量可靠的零部件,并進一步研究發動機、電動機、發電機等相關參數匹配問題,切實提高混合動力汽車的節油率,提高車輛運營的可靠性和節能效果。3.經濟性分析在沒有任何政府補貼情況下進行車輛成本核算,常態化下油-電混合動力車綜合運營成本約1300元/百車公里。
(五)其他節能環保型公交車
1.無軌電車無軌電車節能環保無污染,易于控制,加速和制動平穩,爬坡能力強。但是相對汽車機動性差,電車線路在運營中受限于架空線網,電車不能超越其他車輛。2.二甲醚公交車使用情況10輛二甲醚公交車于2006年底制造完成,2009年12月出廠,于2010年1月投入巴士集團所屬一汽公司的147路公交線上運營。由于二甲醚獨特的分子結構和燃燒特性,二甲醚發動機可在采用國II排放控制技術的情況下達到國III排放標準,且在任何工況下不冒黑煙,可徹底解決柴油車的排氣黑煙問題。但該車型燃料系統的關鍵部件增壓泵目前尚需進口,不僅價格高,性能與可靠性也很不理想,是造成整車故障多和燃料消耗高的主要原因,也是該技術走向產業化的主要技術障礙之一。3.天然氣公交車天然氣(CNG)公交車從2003年4月就開始投入公交線路的運營,最多時達到244輛。由于CNG公交車發動機的開發滯后于整車,使上海早期投入運營的車輛不得不采用進口的奔馳單燃料多點噴射天然氣發動機。加之全市的天然氣加注網點較少,尤其進入冬季民用天然氣使用量大幅增加,對車用天然氣的保障供應帶來了問題。此外,公交運營企業近幾年建設的多層停車場不能滿足CNG公交車停車的安全要求,也制約了CNG公交車的應用。
二、發展建議
1.合理規劃,確定發展目標
節能環保型車輛種類繁多,使用不同燃料作動力的各種車輛環保性、能源利用性、可靠性、安全性、經濟性等方面都有所不同。建議首先采用技術比較成熟、可靠的節能環保型公交車替代傳統公交車。進一步提高節能環保型公交車技術水平,充分利用世博基礎設施,適當加大示范應用的力度。
2.推進車輛技術改進
從技術層面來說,節能環保型車輛不管是整車控制、動力系統集成,還是電池、電容等關鍵技術都不是很完善。政府要在節能環保型公交車發展領域加大政策扶持力度,全面引導汽車制造企業及零部件企業進行關鍵技術的研發,提升節能環保型公交車輛的開發能力和開發質量,提升關鍵零部件的性能與可靠性,從整體上提升本市節能環保型公交車的市場競爭力。
3.適度發展,形成規模,降低運營成本
節能環保型車輛大多對停車場、充電站、整流站、線網設置及維修設備等有特殊要求,前期投入及維護成本較大,導致車輛的運營成本較高。政府部門應根據節能環保型公交車的成熟程度,穩定和適度發展節能環保型車輛,逐步培養線路運營規模,在規模經濟效應的影響下,降低節能環保型車輛整體的運營成本。
4.落實政府政策扶持
政府相關部門應進一步明確節能環保型公交車輛的相關補貼政策,加大扶持力度。對新購車輛、基礎設施建設、維護保養、電價及節能減排方面給予補貼,并落實資金投入,推動節能環保型公交車輛新技術的研發。
作者:朱鯉單位:上海城市交通設計院有限公司