新能源公交全生命周期使用成本及最关键项管理浅析

　　在9月1日结束的2019天津泰达汽车论坛上，交通运输部运输服务司副司长蔡团结透露，现在全国公交车新能源汽车的比例已经超过50%(具体见下图)，有些城市公交车已经实现了全部电动化。在政策驱动下，新能源公交车成为各地采购需求的首选。可见，公交客车新能源化是大势所趋。而分析新能源公交全生命周期使用成本及其关键项管理，可以给新能源公交客户---公交公司在采购各类新能源公交产品时综合测算分析及使用中的最关键项成本管理提供参考，具有一定的现实意义。

(数据来源公开资料统计整理)

　　那么新能源公交产品有哪些类型?都有哪些优缺点?其全生命周期的使用成本如何?全生命周期中，管理的最关键项是什么?请看以下具体简析。

　　一、目前正在市场运营的新能源公交客车产品类型分析

　　众所周知，目前正在市场运营大的新能源公交客车主要有纯电动和插电式混合动力等种类，细分起来大致有以下类型：

　　1、长续驶里程慢充式纯电动公交车

　　技术特征：设计续驶里程300公里左右;

　　典型商业模式：整车销售、融资租赁;

　　充电方式：夜间慢充为主，白天补电;

　　主要优点：运行零排放，一次充电续驶里程较长;

　　主要问题：整车成本较高，运载效率较低，夜间需要较大充电场地;

　　典型生产厂家：比亚迪、安凯、五洲龙等。

　　典型应用城市：深圳、南京、合肥、西安、长沙等

　　2、换电式纯电动公交车

　　技术特征：行驶约100-150公里，快换电池箱;

　　典型商业模式：车电分离、电费含电池成本;

　　充电方式：换电站为备用电池充电;

　　主要优点：运行零排放，换电时间短;

　　主要问题：换电站投资较大，需要额外电池，综合成本较高;运行中故障率高，电池掉电虚电多

　　典型生产 厂家：安凯、申沃、福田等;

　　典型应用城市：青岛、天津、中山等。

　　3、快充式纯电动公交车

　　技术特征：电池充电倍率在3C或以上，采用高比功率电池(三元、钛酸锂、锰酸锂等)、快充、电池容量根据线路长度设计;充电方式主要以接触插电为主。

　　典型商业模式：整车销售;

　　充电方式：站内快充(目前银隆新能源的“银隆钛”快充时间一般为6分钟);

　　主要优点：运行零排放，少装电池，运载效率较高，电池寿命长，综合成本较低;

　　主要问题：单位能量电池成本较高;

　　典型生产厂家：银隆新能源、重庆恒通等;

　　典型应用城市：重庆、北京、包头、鞍山、珠海、齐齐哈尔等。

　　4、在线充电式纯电动公交车

　　技术特征：利用城市无轨基础设施，约一半里程边行驶边充电，剩余里程依靠车载储能系统供电，储能装置有功率型和能量型两种;

　　典型商业模式：整车销售;

　　充电方式：在线充电;

　　主要优点：运行零排放，可利用现有城市无轨电车基础设施、投入小，少装电池，运载效率高，综合成本较低;

　　主要问题：无现有无轨电车系统的城市，需要新建基础设施;

　　典型生产厂家：福田、青年、东风扬子江等;

　　典型应用城市：北京、杭州、上海、武汉等。

　　5、插电式混合动力公交车

　　技术特征：油(气)电深度混合，纯电行驶里程50公里左右;

　　典型商业模式：整车销售;

　　充电方式：夜间慢充，白天补电;

　　主要优点：燃料消耗量低;

　　主要问题：有排放，部分车辆充电无保障;

　　典型生产厂家：宇通、金龙、中车、中通等;

　　典型应用省市：郑州、杭州、广东、江苏、辽宁、北京等。

　　6、增程式电动公交车

　　技术特征：一次充电续驶里程80~100公里，增程器补电或为空调系统供电;

　　典型商业模式：整车销售;

　　充电方式：夜间慢充为主，増程器补电;

　　主要优点：増程器补电可延长续驶里程，减少电池数量，降低成本;

　　主要问题：増程器工作时有排放;

　　典型生产厂家：中车时代等;

　　典型应用城市：湖南、海口、贵阳等。

　　第七种、移动是充电，目前规模较少，在此不做介绍。

　　二、 不同技术路线的新能源公交客车全生命周期使用成本简析

　　1、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，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90%，之所以新能源客车尤其是纯电动和插电式混动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。

　　2、各类技术路线的新能源公交客车全生命周期使用成本简析

　　权威部门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

　　简析：

　　1)在新能源公交的全生命周期中，慢充式(非快充)纯电动公交客车购车成本最高，但能源使用成本较低，基础设施成本一般，营运中管理成本也较高，因此总成本最高，但目前应用场景比较多，同时大部分充电桩可为非快充类公交提供充电服务，线路适应性较好。

　　2)换电式电动公交车型能源使用成本最高，基础设施建设成本也最高(换电站投资较大，需要额外电池，综合成本较高)，车型购置成本不太高，总成本位居第二，但由于运营中故障率高，电池虚电多，服务效率不高，对运营线路影响较大。

　　3)快充式电动公交客车，基础设施成本也不高(实际上只要购买一个便携式快速充电设备就行)，购车成本居于第二，营运中管理成本也较高，能源使用成本不高，故总成本居于第三高。

　　4)增程式公交客车总体成本与快充式电动公交客车基本一样，只不过基础设施投入成本稍高于快充式电动公交客车。

　　5)插电式混合动力公交客车基础设施基本没有什么投入，购车成本也不高，不过能源使用成本高。

　　6)在线充电式公交客车，是利用城市现有的无轨系统充电设施，因此基础设施投入少，不过一般中小城市没有现成的无轨系统充电设施，因此在一般中小城市无法实现，只有在大城市(如北京、上海、武汉等)可以实施。总体成本属于较低的新能源客车技术路线。

　　7)柴油类公交客车能源使用成本最高。

　　可见，新能源公交在使用成本方面具有一定优势，尤其是在能源使用成本方面具有优势，在全球能源十分紧张的现在，在加上环保，因此新能源公交客车具有较好的发展前途。

　　三、加强动力电池充电管理是新能源公交全生命周期中使用成本管理的最关键项

　　众所周知，“安全指标”是新能源公交使用成本中具有一票否决的最关键项。换句话说，新能源公交如果在安全方面出了问题，其生命周期中再低的使用成本都将毫无意义。根据市场调研，近年新能源客车发生事故的原因主要是动力电池不安全因素引起的。而动力电池充电是引起新能源公交安全问题的最大隐患。根据欧阳明高院士介绍，电动车充电时发生事故的比率较大。2018年，充电时发生纯电动汽车事故占比达到了29%，接近三成。而静置、行驶、涉水发生事故的比例分别为14%、14%、10%。动力电池引起电动汽车事故的各种因素及概率占比具体统计见下表：

　　可见，充电原因导致电池温度过高，零部件故障等是导致新能源能源客车发生事故较高的原因，可见电池充电管理应是新能源公交全生命周期中使用成本管理的重中之重，因此公交公司在新能源公交的全生命周期管理中，最关键的一项就是动力电池充电管理，否则就会造成“一失万无”，当然其他项管理项也很重要，由于篇幅关系，在此不做赘述。