調研 | 疫後重構新能源公交營運效率的八項舉措

2020年3月,國家發改委、工信部、中宣部、財政部、商務部等23個部門在《關於促進消費擴容提質加快形成強大國內市場的實施意見》中提出,要落實好現行中央財政新能源汽車推廣應用補貼政策和基礎設施建設獎補政策,推動各地區按規定將地方資金支持範圍從購置環節向運營環節轉變,重點支持用於城市新能源公交客車,並著重強調要提高新能源公交車輛有效運營。

近年來,新能源尤其是純電動公交因節能減排效果良好、噪聲明顯低於燃油車發動機、無級變速及駕駛操作更加舒適簡單等優勢,成為了我國實現“淨零”排放路徑上的重要組成部分,也成為各地公交公司採購的主要車型(見下圖)。

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然而,目前要實現公交全面電動化仍然面臨不少問題。其中最主要的是很多地方新能源公交車輛運營效率低下。根據世界資源研究所發佈的《中國純電動公交車運營現狀分析與改善對策》顯示,如果能最大化提高純電動公交車的使用率,實現純電動公交車與燃油公交車1:1替換效率,可節約110萬元的生命週期成本。在此條件下,即使沒有政府購置和運營補貼,純電動公交車8年生命週期成本已低於燃油公交車。但目前由於充電樁規劃建設不到位、運營組織優化不及時等原因,多數城市純電動公交車運營效率低下,這已引起了國家重視。

2020年初突如其來且至今尚未結束的疫情,使得公交客運蒙受了巨大損失。疫後如何降低營運成本、提升能源公交車輛的運營效率、最大程度降低疫情給公交市場帶來的損失,顯得尤為重要。

那麼,目前影響新能源公交客車運營效率的因素有哪些?根據市場調研,主要有以下幾方面:

一、車輛性能與運營要求不匹配。

主要是車輛前期購置中沒能妥善處理的問題在運營中浮現,包括車輛性能不滿足運營要求,有些動力電池的比能量在實際運營中存在不足,離公交公司滿意度要求有差距。

比如,目前運營中的純電動公交大客車用的主流電池是磷酸鐵鋰電池, 12米純電動大客車按行駛1公里需消耗1度電,一天運營200公里里程,需消耗200度電。如果要求開空調,一天要多消耗70度電。具體地說,要想達到公交公司對動力性滿意度要求,那麼12米車的電池容量轉載重量就要到達3.5噸,即整車整備質量會超過15.5噸,這對公交公司而言在實際營運效率會大打折扣。

目前在市面上,超常規的整車整備質量較多,新車裡程長度能滿足公交公司的要求。動力電池超重導致大客車運力大大降低,由於動力電池容量過了臨界點,其一致性無法保障、衰減嚴重,給公交公司在運營中帶來苦惱。

二、充電樁配套不到位,影響了車輛運營效率。

按交通部數據,2019年新能源公交車已突破30萬輛,但很多城市由於土地資源不足,制約了充電設施的建設。比如根據《深圳市大氣環境質量提升計劃(2017-2020年)》,100%實現公交純電動化,需要充電樁近6000個,而目前仍然缺口2000多個。從交通部分析來看,各地方的充電壓力不能迅速改善,因為現有的公交充電場站大多依賴公交公司原有的公交場站,一些地區的公交入場率不高(大約只有50%-60%),從物理條件看完全解決充電站建設用地不足問題有困難。

三、動力電池充電時間過長,離公交公司的滿意度有差距。這對公交公司而言,大大降低了新能源車輛的運營效率。

四、動力電池充電比加油安全性要求高很多。

公交公司每天運營任務是剛性的,對電能充(補)的方式,一要安全絕對保障,二是越方便越好,即最好採用信息化時代的在線工作模式。目前,很多車型採用的換電模式遠遠達不到公交公司運營的基本要求。

五、公交公司更關心的是新能源公交車推廣應用的經濟性、便利性,而實際應用中的新能源公交車輛有差距,經常普遍低於理論值,影響了公交公司的經濟指標。

六、運營組織優化不到位。

具體表現為有些公交公司在管理新能源公交方面,新老運營兩層皮現象仍然存在。 新能源公交車與傳統公交車運營特徵差異大。一些公交公司原本是“一人一車”,上了新能源公交車後改為“兩人三車”,甚至更浪費車輛人力排班表,極少數才能做到“人停車不停”的“四車五人制 ”。

七、新能源公交維保體系不健全,維保不及時影響了車輛使用,降低了車輛效率。

八、新能源公交車在運營過程中,各公交公司對電動車輛的安全運營管理水平有差異,加大了安全隱患。

有哪些切實可行的舉措,可提升疫後新能源公交車輛的運營效率?

一、公交企業要根據公交線路實際運營需要購置車輛,同時在招標技術需求和購車合同中增加保障性條款。

首先要保證車輛技術滿足公交公司的基本要求。比如磷酸鐵鋰電池比能量的提升,短期不會有顛覆性的可能。客車廠不能等、不能靠,必須要發揮自己的主觀能動性,滿足公交公司的基本要求。運力不能降低,運營里程(續航里程)要有保障。電池配重必須控制在合理範圍內,在動力電池配重有嚴格限制的條件下,解決這一難點基本模式是“晚充白補”,即晚上用慢充方式充電,白天用快充方式補電。

二、完善充電設施建設。

1)公交公司充電樁規劃和建設要提前到購車環節(即招投標之前)。

2)公交公司要申請政府提供充電樁建設、電網擴容相關補貼。

3)當地政府要完成任務必須要把充電設施建設到位。比如,地方政府可利用一些國有儲備用地和臨時用地建設臨時充電樁,以此來緩解充電樁供應不足的問題。

4)地方政府應發揮多源數據監測體系作用,做好充電設施佈局的整體規劃與應用評價。

三、可採用“雙槍同時充電模式”。

里程越遠要求其充的電量越多,充電時間要求越長。客車廠家已經研發出一把槍充1個單位時間,2把槍就是1/2個單位時間,大大縮短充電時間,目前技術也有安全有保障。同時要求客車廠家提供充電的方便性,這是客車廠家能做到的。

比如,開發一定容量的車載充電機,什麼地方有電就可以充電。如借用城市裡無軌電車供電的滑觸網電源,不僅安全可靠且自動化程度高,開闢了純電動公交車推廣應用新的技術路線。但此模式又涉及到充電樁功率加大的問題,所以還需要多方協調。

四、在管理新能源公交問題上,公交公司要主動轉型。

在充電場站運營方面公交公司可以嘗試新型模式。如有些公交公司自主經營部分充電場站,北京公交集團嘗試PPP模式交由第三方運營充電場站等。 在政府層面,監測體系應面向提升服務水平、服務行業發展,提高公交公司對新能源公交客車的運營效率。

五、優化新能源公交車輛運營組織。

這是新能源公交車引入運營後的必然要求,包括行車計劃的調整、運維能力和技術的提升等。比如公交公司可採用“錯班補電”的模式:具體操作方法是2個駕駛員配備3輛純電動車,在某一固定線路車輛行駛2個往返後一號駕駛員將車輛A停到充電站,駕駛已經充好電的車輛B離開;二號駕駛員的換車時間與一號駕駛員拉開間隔,也是在車輛還剩約40%的電量時返回充電站,將車輛C停到站內,並開走補好電的車輛A,從而形成一個循環。

此模式的實現需要調度協調,及充電站充電員、調車員輔助進行調車充電等工作。這種優化可提高車輛運營效率,縮減購置成本。

六、優化新能源公交車維保體系。

1、公交公司一般都有成熟完善的車輛保修管理制度、車輛保修技術規範和機務管理系統。機務管理信息平臺包含車輛管理模塊、車輛維修管理模塊、總成管理模塊、設備管理模塊等。

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以往通常行業現行的車輛保養規範為四級定程保養,一級保養1.2萬公里、二級保養3.6萬公里、三級保養7.2萬公里、四級保養14.4萬公里。

而現在往往車輛維護標準要根據廠家維修手冊,以及車輛品牌和道路狀況而定。另外,目前很多城市車輛只保留一級二級維護保養,其他視情修理,一級二級的保養里程也比以往有所下調,這很大程度要上考驗公交公司的運營和維修能力。

為優化維保體系適應新能源車輛的維保要求,在新能源車的使用和維護實踐,不斷開展新能源車的各項調研和數據統計分析,編制適合新能源車的保養規範,如制動系統閥類的適情修理可行性調研,廠家三電系統的維護與整車保養的銜接方式等。

2、加強“三電”系統管理。

通過新能源車監控大數據平臺的建設和客車廠服務站的建立,實現客運公司對新能源車三電系統的管理和監控。新能源車的電池、電機、電控,即大三電,由車輛生產廠家提供車輛全生命週期的維保,售後服務採取上門服務或車輛到客車廠售後服務站進行純電動車三電維修和保養。

這種方式的純電動車三電維護缺乏計劃性,維保作業數據不完整無法追溯,維保質量不能有效監控。通過和客車廠合作建立服務站,可使三電系統得到有效管理和控制,通過新能源車監控大數據平臺實時對車輛三電系統故障和安全報警信息進行監控。

七、加強動力電池充電的日常安全管理,避免起火等重大事故發生。

根據歐陽明高院士介紹,電動車充電時發生事故的比率較大。近年來,充電時發生純電動汽車事故佔比達到了29%,接近三成。而靜置、行駛、涉水發生事故的比例分別為14%、14%、10%。動力電池引起電動汽車事故的各種因素及概率佔比具體統計見下表:

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可見,充電原因導致電池溫度過高,零部件故障等是導致新能源車輛發生事故較高的原因,新能源客車也不例外,電池充電管理也應作為新能源客車的安全管理重點。因此,公交公司在新能源公交車輛運營中,必須加強電池的充電管理,避免重大起火等安全事故發生,這是提高新能源公交運營效率的重要組成部分。

八、建立新能源公交車性能的測試、打分、抽查、檢修與公告機制。

可定期檢測各種線路和管路,看看是否存在腐蝕或是鬆動的情況;加強充電接口的護理,保持充電接口清潔,不能有水漬或者異物進入充電器接口;杜絕過度充電、過度放電和充電不足情況;每天至少保持1到2次充滿電狀態等。

夏季將至,近年每逢酷暑電動公交車總會傳出各種熱失控事故,各客車企業與電池企業應當在暑天來臨之前,共同為各自的車輛做好檢修工作。如果由於電池企業存在售後風險的,應當提前上報相關單位做好電池安全或消防預案。

及時建立新能源公交車性能的測試、打分、抽查、檢修與公告機制,並把問題消滅在萌芽狀態,這會更有利提高疫後的車輛運營效率。

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