跳出慣性思維桎梏 談發(fā)展純電動(dòng)公交車(chē)

 

筆者參加了中國(guó)汽車(chē)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)電動(dòng)車(chē)分技術(shù)委員會(huì)2015年8月17日在江蘇無(wú)錫召開(kāi)的《電動(dòng)汽車(chē)用充放電式電機(jī)控制器技術(shù)要求》的汽車(chē)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)審定會(huì)。筆者認(rèn)為這一標(biāo)準(zhǔn)的制定，可以終結(jié)混動(dòng)公交車(chē)或純電動(dòng)公交車(chē)的發(fā)展之爭(zhēng)。下面進(jìn)行介紹，供同行參考。

 

一、發(fā)展混動(dòng)或電動(dòng)新能源公交車(chē)的正反方的理由

 

①發(fā)展混動(dòng)公交車(chē)的正方觀點(diǎn)是：混動(dòng)公交車(chē)技術(shù)已經(jīng)成熟，節(jié)油效果明顯，公交公司用得放心；反方觀點(diǎn)是：混動(dòng)公交車(chē)兩套系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜，增加用戶(hù)維護(hù)難度，如果地面的充電設(shè)施沒(méi)有跟上，節(jié)油效果并不理想，汽車(chē)尾氣PM2.5沒(méi)有解決到位，整個(gè)生命周期成本不低。

 

②發(fā)展純電動(dòng)公交車(chē)的正方觀點(diǎn)是：汽車(chē)尾氣PM2.5一步到位解決好了，整個(gè)生命周期成本不高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，目前碰到困難，要去克服，不能退卻；反方觀點(diǎn)是：由于動(dòng)力電池比能量離汽車(chē)的要求距離較大，汽車(chē)充電一次持續(xù)里程與傳動(dòng)車(chē)相比，差距太大，而充電十分困難，且充電設(shè)施的投入大。推廣應(yīng)用可能性不大。

 

二、不要在“先建充電站（樁）還是先發(fā)展純電動(dòng)車(chē)”里出不來(lái)

 

我國(guó)新能源汽車(chē)發(fā)展的技術(shù)路線(xiàn)是純電驅(qū)動(dòng)為為主，這是國(guó)家層面戰(zhàn)略。而基層對(duì)開(kāi)發(fā)混動(dòng)還是純電動(dòng)之爭(zhēng)，是相當(dāng)激烈的，尤其在新能源公交車(chē)領(lǐng)域，意見(jiàn)不統(tǒng)一。筆者主張發(fā)展純電動(dòng)新能源公交車(chē)，理由有許多，但是也不充分；主張堅(jiān)持發(fā)展混動(dòng)新能源公交車(chē)的人理由也有許多，更為現(xiàn)實(shí)。

 

為什么人們對(duì)發(fā)展純電動(dòng)公交車(chē)依然有擔(dān)心、有顧慮呢？一是許多專(zhuān)家一再提醒，目前電池比能量不能滿(mǎn)足公交車(chē)一天的運(yùn)營(yíng)里程，二是充電（補(bǔ)電）極其不方便，

 

“比能量低”是一個(gè)電池技術(shù)問(wèn)題，對(duì)實(shí)際運(yùn)營(yíng)是一個(gè)問(wèn)題。但是智能手機(jī)也面臨同樣的問(wèn)題，人們卻從能早上用到晚呢？其解決的基本方法是，或自帶充電器；或自帶一個(gè)充電寶；或是在高鐵候車(chē)室、機(jī)場(chǎng)候機(jī)室等公共場(chǎng)合設(shè)有手機(jī)自助充電服務(wù)臺(tái)，供那些沒(méi)有自電充器（充電寶）的人們用。

 

我們?cè)谕茝V純電動(dòng)公交車(chē)時(shí)，是不是搞反了？把公用地面充電站（充電樁）建設(shè)放到第一位了且成了發(fā)展純電動(dòng)公交車(chē)的前置條件了。

人們陷入到了“先建充電站（樁）還是先發(fā)展純電動(dòng)車(chē)”的慣性思維里而出不來(lái)了。

 

我們?nèi)绻Х轮悄苁謾C(jī)的做法，把電動(dòng)公交車(chē)車(chē)載充電機(jī)放在第一位，這是客車(chē)廠和零部件廠家自己能做事情；再生產(chǎn)一些移動(dòng)充電車(chē)，這是電池廠家與車(chē)廠要做的增值服務(wù)；三是在一些公共場(chǎng)合少許建一些地面直流充電站（樁），這是一些投資商（第三方服務(wù)商）要做的一些事情。

 

三、邏輯上理清了，驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器也可以當(dāng)車(chē)載充電機(jī)用

 

1．驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器是什么？其功能及作用？

 

電機(jī)控制器是放在一個(gè)鋁、銅等材質(zhì)制造的密封盒中控制電動(dòng)車(chē)行駛的主要功能零件。為了避免控制器進(jìn)水和防塵，對(duì)電機(jī)控制器進(jìn)行保護(hù)，如圖1所示。其主要功能及作用。

 

圖1電機(jī)控制器實(shí)物圖

 

①電機(jī)控制器能驅(qū)動(dòng)電動(dòng)的運(yùn)轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)；

 

②電機(jī)控制器能改變電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)速度的轉(zhuǎn)換；

 

③對(duì)蓄電池電壓進(jìn)行檢測(cè)，如電機(jī)的電壓或電流過(guò)低，電機(jī)控制器就會(huì)進(jìn)行檢測(cè)，并將數(shù)據(jù)傳送到顯示器上；

 

④電機(jī)控制器能過(guò)流保護(hù)，當(dāng)電機(jī)中流量過(guò)大，會(huì)使電機(jī)停轉(zhuǎn)，避免電流過(guò)大給電機(jī)過(guò)大的損傷。

 

2. 驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器與電源、電機(jī)的邏輯關(guān)系

 

（1）目前主要三大驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要有直流電車(chē)、永磁電機(jī)、交流電機(jī)?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)與電源、電機(jī)的邏輯關(guān)系，如圖2所示。

 

圖2 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與電源、電機(jī)的關(guān)系圖

 

電機(jī)控制器的關(guān)鍵技術(shù)是逆變器的功能?？梢钥闯?，電源要給電機(jī)供電，要經(jīng)過(guò)逆變器這個(gè)環(huán)節(jié)。大家知道，交流電網(wǎng)要給車(chē)載電池充電也要用到逆變器。這個(gè)逆變器的啟到了一個(gè)橋的功能。

 

3. 公用一個(gè)電機(jī)控制器，可以開(kāi)發(fā)出軟硬件高度集成的多功能產(chǎn)品

 

理論上講，公用一個(gè)電機(jī)控制器，可以開(kāi)發(fā)出一個(gè)軟硬件高度集成的產(chǎn)品，可以實(shí)現(xiàn)一臺(tái)車(chē)對(duì)其他車(chē)充電，電動(dòng)車(chē)輛對(duì)公用電網(wǎng)饋電、對(duì)其他用電負(fù)載供電。具體做法：

 

①在傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器基礎(chǔ)上，整合了交流充電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)交流大功率充電，使電動(dòng)汽車(chē)不依賴(lài)地面直流充電機(jī)，實(shí)現(xiàn)隨處便捷充電；

 

②規(guī)避目前多種充電標(biāo)準(zhǔn)不同的約束，可實(shí)現(xiàn)在我國(guó)供電大環(huán)境（標(biāo)準(zhǔn)）下給電動(dòng)汽車(chē)充電；

 

③發(fā)揮電動(dòng)汽車(chē)平衡電網(wǎng)、削峰填谷，可向外輸電的功能，將電動(dòng)汽車(chē)成為有多用途的的移動(dòng)儲(chǔ)能電站。

 

四、我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的充放電式電機(jī)控制器已具有世界級(jí)領(lǐng)先水平

 

8月17日在江蘇無(wú)錫召開(kāi)的《電動(dòng)汽車(chē)充放電式電機(jī)控制器技術(shù)要求》汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)審定會(huì)，是以我國(guó)主要開(kāi)發(fā)的充放電式電機(jī)控制器的實(shí)際產(chǎn)品為基礎(chǔ)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

 

工作原理是：利用電機(jī)控制器的IGBT既進(jìn)行電機(jī)驅(qū)動(dòng)又進(jìn)行交流整流、并通過(guò)DC/DC升降壓，來(lái)實(shí)現(xiàn)大功率交流充放電，是一款集交流充放電、車(chē)載充電、電機(jī)控制為一體的高度集成的多功能電機(jī)控制器。技術(shù)原理如圖3所示。

 

圖3 多功能電機(jī)控制器

 

電機(jī)驅(qū)動(dòng)：可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛電機(jī)的驅(qū)動(dòng)和控制，峰值功率最大可達(dá)310kw。實(shí)現(xiàn)四象限工作、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、回饋發(fā)電制動(dòng)等；

 

整車(chē)控制：集成了車(chē)輛綜合控制策略，將油門(mén)、剎車(chē)、檔位等信息和駕駛員的駕駛欲望進(jìn)行判斷、分析處理，再進(jìn)行綜合控制，以達(dá)到對(duì)車(chē)輛安全可靠控制；

 

大功率交流充電：可以直接三相/單相交流充電，峰值充電功率最大可達(dá)90kw；

 

離網(wǎng)帶載：VVE可以將車(chē)載電池的直流電逆變?yōu)榻涣麟?，作為?yīng)急電源。當(dāng)遇地震等自然災(zāi)害斷電時(shí)，可以有效為救災(zāi)提供臨時(shí)應(yīng)急電力；當(dāng)家庭停電或開(kāi)車(chē)戶(hù)外活動(dòng)時(shí)，VVE可以提供照明、微波爐等家用電器的正常用電；

 

并網(wǎng)放電：可以將車(chē)載電池的直流電逆變?yōu)槿?單相交流電，輸送到電網(wǎng)，成為智能電網(wǎng)的重要組成部分，削峰填谷，平衡電網(wǎng)。

 

車(chē)輛對(duì)車(chē)輛充電：當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)在路上沒(méi)電拋錨時(shí)，另一輛電動(dòng)汽車(chē)可以對(duì)該車(chē)輛進(jìn)行臨時(shí)救援充電，避免了需要拖車(chē)的麻煩。

 

五、總結(jié)

 

1.“比能量低”是一個(gè)電池技術(shù)問(wèn)題，對(duì)實(shí)際運(yùn)營(yíng)是一個(gè)問(wèn)題?；窘鉀Q思路是，一是車(chē)載充電機(jī)；二是配備移動(dòng)充電車(chē)；三是在公共場(chǎng)合少許建一些地面直流充電站、充電樁項(xiàng)目。

 

2. 要開(kāi)發(fā)立足目前供電公司供電標(biāo)準(zhǔn)（380伏、220伏）交流電對(duì)車(chē)載充電機(jī)，是我國(guó)發(fā)展純電動(dòng)公交車(chē)的主攻方向；

 

3.對(duì)10米以上純電動(dòng)公交車(chē)，要開(kāi)發(fā)立足目前供電公司供電標(biāo)準(zhǔn)（380伏、220伏）交流電，通過(guò)變換（升壓）直流600伏，用滑觸網(wǎng)對(duì)純電動(dòng)公交車(chē)的在線(xiàn)充電。

 

4.發(fā)展純電動(dòng)公交車(chē)，不要去想改變環(huán)境，車(chē)廠的精力要放在自己去適宜環(huán)境。

 

總之，智能手機(jī)面對(duì)“比能量低”這個(gè)電池的技術(shù)問(wèn)題，有較好的解決辦法，純電動(dòng)公交車(chē)也會(huì)較好的解決辦法。