中国新能源公交客车技术走向预判

　　2016年6月14日，中科院发布《中国宜居城市研究报告》，报告从直辖市、省会城市、计划单列市中，选取40个代表着中国经济社会发展最高水准的城市，并从城市安全性、公共服务设施方便性、自然环境宜人性、社会人文环境舒适性、交通便捷性和环境健康性6大维度的29个具体评价指标对城市宜居进行评价，交通便捷性成为其中一个重要维度。

　　新能源客车，自2009年国家“十城千辆”节能与新能源汽车示范推广试点工程以来，快速实现电动化(图1给出了公安部上牌的新能源客车占上牌客车总数的比例)，尤其是在新能源公交车细分市场，以10米以上公交车为例，新增或替换的车型中，采用新能源公交车的比例已经超过60%(图2给出了2015年1-9月上牌的10+米公交车车型分配比例)。

图1  公安部上牌的新能源客车占公安部上牌客车总数的比例

　　注：鉴于2015年下半年新能源客车市场的非理性增长，尤其是6米纯电动客车的野蛮增长，2015年10～12月相关数据在2015年数据统计中未列入，后续图表，如涉及2015年数据，只统计前3季度。

图2 2015年1-9月上牌的10+米公交车车型分配比例

　　之所以新能源客车尤其是混合动力客车(包含插电式和非插电式)能够在公交领域快速推广，得益于以下几个方面：

　　1)新能源客车尤其是混合动力客车，在早期推广过程中，不需要大规模新建能源加注基础设施;

　　2)公交领域的购车行为非完全市场化，公交购车费用基本上由政府承担;

　　3)公交领域的定线运营，容易形成有效运营及服务体系;

　　4)我国在新能源客车领域，培养了若干创新团队，探索并自主创新出若干动力系统构型，掌握了一些关键技术，如采用超级电容作为能量储存单元，率先实现发动机怠速停机，从技术和产品上满足公交车辆需求;

　　5)新能源公交车应用，无论是政府、公交公司、公交司机、整车企业、零部件企业均在其中得到了相应的收益(显性或隐性的经济价值、社会价值、技术价值等)，价值链分配体系相对合理;

　　6)新能源公交车系列技术尤其是动力系统技术创新水平，走在了国际前列，能够让新能源公交车全生命周期使用成本具有一定优势(图3给出了不同类型新能源公交车全生命周期使用成本对比)。

图3 不同类型新能源公交车全生命周期使用成本对比（2013年数据）

　　随着《节能与新能源汽车产业发展规划》的深入实施，随着《中国制造2025》将节能与新能源汽车列入，随着新能源客车在实际应用中的不断技术积累和进步，随着新能源客车市场应用范围的扩展，新能源客车技术需求关键词正处于新一轮调整期，新能源客车发展关键词由2009年-2012年的“节能”、“可靠”、“耐久”、“适用”逐渐发展到2013年-2016年的“可靠”、“耐久”、“成本”、“定制”。2016年-2018年，新能源客车技术需求关键词正逐渐向“可靠”、“低成本”、“简单”、“系列”、“定制”转变。

　　围绕新能源客车技术需求，新能源客车尤其是动力系统的技术路线也正发生着变化：

　　混合动力客车：动力系统中驱动总成在部分细分市场采用双电机直驱同时，正往着电机+变速箱集成一体化发展，动力系统中的能量存储单元功能由早期以能量缓存功能为主的功率型，逐渐演变为能量功率平衡考虑的能量功率兼顾型，动力系统控制由早期的动力和能量管理综合控制逐渐向动力、能量管理、安全综合控制的动力学控制。

　　展望2020年，混合动力客车技术，在未来将逐渐出现以AMT变速箱、行星齿轮变速箱为动力分流单元的主流动力传动总成实现方式，并随着用户对车辆驾驶舒适性要求的提升，AT变速箱有可能成为2018年以后混合动力传动总成的动力分流的重要实现形式之一，而且随着行星排技术、AT技术的导入，国内整车及零部件企业面临着新一轮技术竞争压力，毕竟我们在行星排设计及生产工艺技术、AT变速箱的控制技术上，存在和传统汽车类似的通病，总体技术水平和生产制造基础比较弱。

　　纯电动客车：动力系统驱动总成由早期的电机直驱，逐渐发展为电机直驱和电机+自动变速箱集成的两种驱动形式，并结合车辆低地板、操纵稳定性或安全性发展需求，市场开始接受分布式驱动形式(采用轮边/轮毂电机);动力系统中能量储存单元出现快充型、在线充电、增程式等形式，随着燃料电池发动机寿命达到15000小时，燃料电池增程式客车将在若干地区进一步示范推广应用。

　　作为纯电动客车类型之一，燃料电池客车，不改变现有纯电动客车动力系统配置，通过额外增加一套APU增程器，解决了目前锂电池续航里程问题，以及电池快充引起寿命衰减问题，且其低温存储环境温度可达到零下40度，优于目前市面上任何形式的锂电池。此外，燃料电池发动机的成本已经下降很多，在小规模生产条件下，燃料电池客车动力系统的总成本可降到和相应财政补贴额度不相上下，随着氢气供给能力的增加，以及燃料电池发动机对空气质量、氢气纯度要求的降低，燃料电池客车在可以预见的5-10年内，在若干有丰富氢气资源的地域批量应用。

　　近期，通过国家正在征求有关电动客车安全技术条件事件，我们也可以大胆判断：围绕新能源客车的电安全、氢气存储安全、结构安全、网络及运营安全都将成为未来新能源客车的技术预演和产品实现的重点。

　　随着无线充电技术在工业消费电子产品中的应用、氢气加注技术成熟、氢气存储方式改变、城市发展对高架及线网的态度、利益及价值再分配博弈，不同能源加注和存储方式也将构成现阶段技术创新和产品实现的重点。

　　当然，随着计算机视觉技术进步、交通基础设施的智能化、车辆执行单元的电动化，新能源客车技术也逐步接受了车辆智能辅助驾驶概念，甚至开始探索无人驾驶可行性。