電動客車的發(fā)展面臨電池技術(shù)的挑戰(zhàn)，而電池技術(shù)所面臨的瓶頸主要集中在充電時間長短和續(xù)航里程的長短上。充電時間的長短會直接影響電動公交車的日常運行，如果能應(yīng)用快速充電技術(shù)，電動公交車不僅能擺脫頭頂高架電線的無軌電車時代，也會相對減弱電池續(xù)航里程短對電動公交車正常使用的影響。因此，國外科研機構(gòu)和客車企業(yè)紛紛展開了對快速充電技術(shù)的研究，記者查閱國外相關(guān)的報紙和論文，了解國外在快速充電技術(shù)研究和應(yīng)用方面的進展情況。
鈦酸鋰電池快速充電技術(shù)成熟
美國加州大學(xué)戴維斯分校交通研究所去年披露的一篇報告介紹了鈦酸鋰電池快速充電技術(shù)的實驗情況。據(jù)這篇報告介紹，鈦酸鋰電池技術(shù)作為有效延長電動汽車續(xù)航里程，減少充電時間的一種途徑，已經(jīng)在學(xué)術(shù)界引起廣泛討論。
據(jù)報告稱，本次實驗使用3塊鋰離子電池，主要目的在于觀察在充電速率大幅提升的情況下鋰離子化學(xué)成分的特性會出現(xiàn)哪些變化。實驗結(jié)果表明，鈦酸鋰化合物相比其他化學(xué)物質(zhì)（尤其是鎳、鈷、錳類化學(xué)物質(zhì)）在適應(yīng)快速充電方面有更大優(yōu)勢。
這篇論文公布了來自于美國阿爾泰技術(shù)公司的50安培小時低溫氧化物電池和24伏電池組的大規(guī)?？焖俪潆妼嶒灲Y(jié)果。在實驗中，電池組被安裝在特殊機械裝置上，以便能時刻監(jiān)測單個電池的電壓和內(nèi)部溫度的變化，對電池組的冷卻是通過安裝在電池組一端的冷卻板實現(xiàn)的。對24伏電池組的全生命周期實驗仍在進行過程中。
整個實驗過程包括高速率充電和低速率放電兩個過程，充電過程持續(xù)10分鐘，放電過程持續(xù)80分鐘，充電過程在200安培單位電流環(huán)境中進行，放電過程在 25安培單位電流環(huán)境中運行，10分鐘充電后的電壓相當于電池組存儲電量為90%時的電壓，80分鐘放電后的電壓相當于電池組儲電量為24%時的電壓，整個放電過程消耗電池組的電量為33.3安培小時。
整個實驗周期完全仿照電動公交車實際運行過程中的快速充電環(huán)境，經(jīng)過285個周期的實驗，電池組在安培小時電容量和電壓反應(yīng)方面沒有出現(xiàn)任何明顯退化跡象，被固定的電池組在沒有任何風扇冷卻的情況下，電池組內(nèi)部溫度最高記錄為40攝氏度。
這篇論文表明，雖然針對鈦酸鋰電池的全生命周期實驗仍在進行過程中，但電池組285個充放電周期的實驗結(jié)果證明，鈦酸鋰電池快速充電技術(shù)在儲電量、電壓、溫度方面沒有明顯缺陷，鈦酸鋰電池快速充電技術(shù)理論研究已趨于成熟。
ABB集團15秒快速充電
據(jù)報道，瑞士電力和自動化企業(yè)集團ABB研發(fā)的新型高容量快速充電技術(shù)，可讓電動公交車告別頭頂高架輸電線進行供電的時代，電動公交車將會進入全新的快速充電技術(shù)時代。
“借助這種全新的快速充電技術(shù)，我們能嘗試使用新一代電動公交車來為城市公共交通運輸服務(wù)，而這種電動公交車將不需要依賴高架輸電線供電。”ABB集團代理首席技術(shù)官克萊斯在一次新聞發(fā)布會上說。據(jù)他介紹，這項快速充電技術(shù)將為建設(shè)更加靈活、廉價的公共交通設(shè)施鋪平道路，同時可以降低公共交通設(shè)施在運行過程中產(chǎn)生的污染，減少公共交通設(shè)施帶來的噪聲。
這項全新的充電技術(shù)將會被應(yīng)用在公交班線沿線的快速充電站中，電力供應(yīng)來源于公用電網(wǎng)。電動公交車的快速充電系統(tǒng)通過一個激光控制的移動臂與快速充電站連接進行充電，不再需要依賴傳統(tǒng)的高架電線和電車觸輪桿進行供電。使用這項全新的快速充電技術(shù)，充電僅需耗時15秒，可確保公交車正點運行。
據(jù)悉，這項新技術(shù)將用于一批大容量電動公交車上，這種電動公交車最多可運載135名乘客，這批電動公交車計劃在日內(nèi)瓦機場和日內(nèi)瓦國際展覽中心之間的班線運行。這項快速充電技術(shù)按如下模式使用，首先，電動公交車攜帶充滿電的電池從起點站出發(fā)，每隔3~4站，就會設(shè)立一個快速充電裝站，車輛頂部的快速充電裝置可通過一個激光控制的移動臂自行調(diào)節(jié)高度，使之與快速充電站的插座連接。快速充電系統(tǒng)與充電站連接之后，充電站可向電動公交車傳輸15秒長400千瓦的電量，而這15秒快速充電過程完全發(fā)生在車輛在站牌?？繒r乘客上下車之間。因此，這項快速充電技術(shù)不會對電動公交車的正常運行造成任何影響。當電動公交車駛?cè)虢K點站后，需要耗時3~4分鐘對電池進行完全充電。
據(jù)ABB集團相關(guān)負責人介紹，這項高功率電動公交車快速充電技術(shù)是為適應(yīng)城市地區(qū)交通任務(wù)繁重的公交班線而研發(fā)的。在這些地區(qū)，對高架電線的擔憂已經(jīng)影響了電動公交車的發(fā)展。例如，在很多歷史文化名城，高架電線引起很大爭議，爭議主要集中在高架電線是否會影響城市美觀度，在部分地區(qū)，高架電線需要架設(shè)在居民樓上，無軌電車的運行會給生活在這里的居民的日常生活帶來很大困擾。但現(xiàn)在隨著ABB集團高功率快速充電技術(shù)的應(yīng)用，這些問題都將迎刃而解，這項全新的技術(shù)也將會帶動電動公交車的進一步發(fā)展。
沃爾沃新款公交實現(xiàn)快速充電
不久前，沃爾沃新型7900插電式混合動力公交車在哥德堡市中心的充電站成功進行首次充電。為這款新型插電式混合動力公交車進行充電的是哥德堡能源公司。該款公交車將會運行于60路公交班線上，哥德堡能源公司在60路公交班線的兩端分別設(shè)立快速充電站，單個快速充電站可同時為3輛沃爾沃7900插電式混合動力公交車進行充電，單車充電僅需耗時5~8分鐘。哥德堡能源公司相關(guān)負責人稱：“為這款插電式混動公交車提供的電力來源于充電站附近的風力渦輪機，相較于傳統(tǒng)化石燃料，全新的可再生能源渠道為建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的公共交通模式提供了一種令人振奮的模式，在這種模式下，城市公共交通將真正實現(xiàn)零排放。”據(jù)悉，一臺大功率風力渦輪機10轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的能量就可以滿足1輛7900插電式混合動力公交車單程線路所需的能量。
7900插電式混合動力公交車是在7900混合動力公交車的技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，相較于7900混合動力公交車，新型7900插電式混合動力公交車增加了一塊大容量能量優(yōu)化電池和快速充電性能。傳統(tǒng)的沃爾沃混合動力公交車在進站停車時關(guān)閉柴油發(fā)動機，出站時經(jīng)過短暫幾秒的運行，柴油發(fā)動機就會重新啟動，在公交車運行過程中，大部分時間都要依靠柴油發(fā)動機提供動力，電動模式僅僅起到在剎車時進行能量回收、在啟動時進行能量助推的作用。而新型的7900插電式混合動力公交車由于安裝了大容量能量優(yōu)化電池，可以依靠電動模式完成大部分的路程，在電動模式下真正實現(xiàn)零排放、安靜運行。而快速充電技術(shù)則為公交車的正點運行提供了有效保障。
國外快速充電技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用對國內(nèi)的電動客車行業(yè)來說是一個很好的激勵和督促。如何抓住電動客車發(fā)展的良好契機，在規(guī)模和技術(shù)上做大做強是我國電動客車行業(yè)應(yīng)該思考的一個問題。
