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影响中国客车业 上海超级电容公交车十年应用经验分享

  2016年4月1日,5辆超级电容公交车从上海运往以色列第二大城市特拉维夫,为当地公共交通服务;

  2015年9月,以色列特拉维夫M5路公交线开始采用“上海造”的超级电容客车载客运营;

  同年,约20辆“上海造”新能源公交车,驶上白俄罗斯明斯克市的公交线月,保加利亚首都索菲亚11路公交线开始采用“上海造”的超级电容客车载客运营;

  随后,同样的600辆装有全套上海核心技术、苏州金龙装配的超级电容公交车,陆续出口到欧盟国家。

  这些国家和地区之所以一致相中“上海造”超级电容客车,都是缘由从2006年开始运行的上海巴士集团的11路、26路和920路超级电容公交车。经过长期实践工作的证明,上海超级电容电动城市客车公交运营系统的整体技术已达国际先进水平。

  超级电容公交车是以超级电容为动力电源的新型节能环保的城市无轨、无线纯电动快充公交客车。据中国客车网了解,超级电容器是一种介于普通电容器和蓄电池之间的电化学储能器件,其至少有一个电极利用双电层或赝电容实现储能,在恒流充电或放电过程中的时间与电压的关系曲线通常近似于线性。超级电容器功率密度是蓄电池10倍,容量是传统电容器106倍,据公交用户反馈,超级电容公交车具备无环境污染、可在-40℃下使用、充电快寿命长等优点。

  作为中国开办最早的城市公交之一,上海公交多年来一直领先于国内同行业发展步伐,并且在很多方面成为国内同行楷模。目前上海已经发展为国内一线城市中功能较全、规模较大、技术较先进的城市公交之一,全市目前拥有数千条公共汽车和电车线路,是市民主要交通方式之一。截至2015年1月,上海公交线条(不含区间车)。

  2006年8月,上海11路超级电容公交车上线投入运营,这是目前世界上唯一经过大规模长时间商业化运营考验的纯电动公交车;节省燃料费用65%以上,已累计行驶超过1200万公里,完成载客6000万人次,现全线年上海世博会期间高强度运营的考验:61辆超级电容城市客车在6个月内累计运行120万公里, 平均每天4800公里,共运送国内外游客4000万人次。

  2012年12月采用高能量超级电容器系统对整车进行技术升级并在上海11路、26路投入运营后,至今累计营运里程4120401公里,电容单体故障发生率为零。其中26路超级电容公交车线路高能超级电容公交车上线KM,全线辆。

  2016年10月26日,由中国土木工程学会城市公共交通学会、新能源客车专业委员会、电车专业委员会主办,杭州公交集团承办的“中国新能源客车应用交流大会”在杭州召开,上海巴士公交集团总工程师蔡夏英详解介绍了上海十年来应用超级电容公交车的经验和问题。蔡夏英认为,超级电容电动城市客车公交运营系统是解决核心城区公共交通的最佳方案,是实现城市公交电动化的最佳选择;同时,超级电容电动城市客车具备的安全性、可靠性和在城市运营条件下的适应性得到了充分的验证,随着有机高能量超级电容器的问世,对超级电容电动客车进行优化升级的时机已经成熟。

  蔡夏英向中国客车网介绍:根据运营情况变化,集团会不定期调整线路和车辆,上海三条高能量超级电容车路线多辆,最近线网运营间隔时间调整,车辆数有所下调,目前共计45辆,另有3辆备车。

  上海巴士集团在实践中发现,超级电容公交车可以减小电源体积和重量,从1.4吨降至0.6吨;车辆一次续驶里程提高到8~10km;高能量超级电容器能量效率高,散热优化;10km以下线路在起点站一次充电后跑完全程,较长线路只需少量充电点;新建线个充电站,大幅度减少充电站基建投资;通过GPRS系统实时监控,数据自动统计,故障预判,大幅提高运营管理水平。

  据蔡夏英介绍,超级电容信息远程监控系统的功能分为:以利用现有网络技术对电容、车辆状态进行实时监控、跟踪、记录;采用GPS和GPRS网络传输信息;监控电容电压、电流,温度,车辆位置、车速、轨迹等;通过远程终端了解到车辆和电容状态信息,及时发现隐患与故障,确保运营可靠性。即使在夏季的高温天气下,高能超级电容公交车内超级温度也可以控制在40度左右,效果非常理想。

  2012年12月,对11路、26路、920路公交车进行高能量超级电容器系统技术升级后,至今累计营运里程4120401公里,电容单体故障发生率为零。

  据上海巴士集团测算,一辆12米纯电动客车大约需要负重3.4吨锂电池,整备质量约16吨-19吨,座位为29个,限客49人,一次充电4-6小时只能续航120公里左右;而一辆同类型超级电容客车大约需要负重0.9吨超级电容,整备质量约12吨-18吨,12M,座位33个,能达到限客80人, 而且一次充电6-8分钟,续航里程为20公里左右。

  此外,锂离子电池纯电动客车大约每辆车需配备一个充电桩,每个8000KVA变电站和70个120KW充电桩的建设成本高达5000万元,平均每个充电桩的建设成本高达71万元。

  高能量超级电容公交车每条线个充电桩,每个充电站成本约为60万元(不含施工费)。

  当然,受技术影响,早期的超级电容公交车暴露出不少问题,尤其在散热、系统监控、一次充电续驶里程等方面的问题比较明显,据蔡夏英介绍,巴士集团升级为高能量超级电容公交车后,经过近几年的实践,其优势发挥明显:

  1、续驶里程大大提高。在减轻了电容组件重量近1吨的前提下,储存电能反而得到了成倍的增加,使公交车续驶里程成倍提高。

  2、有效提高了车辆的运行速度。26路行驶时间由原来的50分钟缩短为43分钟,提高了14%。

  3、车辆的机动性得到了充分的发挥。车辆离线行驶的半径范围增大,使车辆进出场可选择更为便捷的路线、运营成本降低。公交车故障率大幅度下降,运营支出明显下降。

  据介绍,巴士集团采用高能量超级电容公交车带给企业诸多实惠:首先,驾驶员精神压力得到了极大的放松,即使在车辆全程开启空调的前提下,遇道路交通阻塞和公交站台被社会车辆挤占时,也不必担心电能不够而造成的抛车现象。

  同时,改进后的车辆行驶中充电次数大幅下降,车速加快,尤其在上、下班高峰时段,行车人员与乘客的关系更加融洽,形成良好车厢氛围。最重要的是,改进后的高能量超级电容公交车续驶里程延长,营运持续里程达到5.5公里,续驶时间30分钟,车辆的营运周转时间减少,降低了企业的人力成本。例如:26路的营运计划配车已由原来的21辆减少到19辆,节省劳动力4名,就单一线路而言,对企业人力成本的贡献比较明显。

  蔡夏英认为,超级电容公交车是上海市自主技术创新的代表,该技术节能减排效果显著,对于减少汽车尾气污染排放,改善城市空气质量具有重要意义;与传统燃油车相比节约能耗费用65%以上,大幅节约运营维护成本,不仅实现“零排放”的社会效益,而且经济效益显著;围绕市场需求以商业化运营为目标开发的,技术成熟可靠,运营管理经验丰富,具备了大规模商业化推广条件。

  下一步,高能量超级电容公交车的运营模式还可以做更多的优化改进,据蔡夏英介绍,以线公里的公交运营线路为例,在起点与终点各建一个候车式充电站,通过车顶集电弓利用候车时间充电,全程无触网运行,途中无需充电即能满足全线公交客运任务。

  蔡夏英说,经过几年的努力,高能量超级电容公交车的技术性能有了很大的提高,特别是高可靠的安全运行性能,2012年底投入商业化运营以来,至今仍保持的单体无故障运行记录,这充分满足了公共交通所必须的安全运行需求。

  近年来,超级电容公交车及其运营系统在保加利亚、以色列等国的成功运营,也充分证明了超级电容公交车与不同城市公共交通运营特性的匹配度。 因此,她希望国家对新能源汽车的补贴政策进一步优化,以12米超级电容公交车为例,目前购车补贴是国补20-26万元/辆,上海市地补100万元/辆,运营补贴是每年地补3万+国补2万元/辆(逐年申请拨付),比同类型纯电动客车还是有一定差距,希望有关部门跟多关注超级电容公交车,了解其优势所在,让超级电容公交成真正成为每个城市的亮丽绿色公交风景线。

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