摘 要：廣州市城市公交車(chē)輛，在2004年開(kāi)始全面推行LPG清潔能源，到目前LPG單燃料車(chē)輛已經(jīng)逐漸退出市場(chǎng)，目前使用的車(chē)型，大部分是LPG和LNG氣電插電式混合動(dòng)力車(chē)型。國(guó)家近幾年在大力提倡和補(bǔ)貼使用電能這一清潔能源車(chē)輛，廣州市公交車(chē)輛的發(fā)展方向也是純電動(dòng)公交車(chē)，本文重點(diǎn)研究、解決純電動(dòng)車(chē)輛充電時(shí)，動(dòng)態(tài)功率合理分配的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：純電車(chē)；功率；優(yōu)先；分配

隨著經(jīng)濟(jì)、科技的飛速發(fā)展以及人們生活水平的提高，人們對(duì)公交車(chē)的要求越來(lái)越高。隨著人口的膨脹，公交車(chē)的作用日益突出。公交車(chē)為人們的出行提供了方便、快捷，現(xiàn)階段的公交車(chē)是貫穿于人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚闹匾獦蛄?。但現(xiàn)在，公交車(chē)在消耗能源的同時(shí)，又排放出對(duì)人們有害的氣體。這不僅對(duì)資源和環(huán)境造成了無(wú)與倫比的影響，更對(duì)人類(lèi)本身造成了很大的影響。所以，在公交車(chē)未來(lái)發(fā)展路線(xiàn)上，環(huán)保的純電動(dòng)公交會(huì)逐漸取代現(xiàn)在高能耗高污染的公交車(chē)，并會(huì)成為未來(lái)發(fā)展的主流。

1 廣州市純電動(dòng)公交車(chē)現(xiàn)狀

廣州市目前共有約12000臺(tái)公交車(chē)，純電動(dòng)公交車(chē)所占的比例非常少，最前投產(chǎn)是電車(chē)公司使用的比亞迪純電動(dòng)車(chē)，于2015年投產(chǎn)在582路線(xiàn)。隨著國(guó)家加強(qiáng)對(duì)新能源車(chē)輛政策支持，廣州市及下屬各區(qū)都在2016年制定了純電動(dòng)車(chē)和混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)相應(yīng)的補(bǔ)貼，從而促使各公交企業(yè)都從2016年開(kāi)始，車(chē)輛報(bào)廢更新的時(shí)候，優(yōu)先考慮置換為純電動(dòng)公交車(chē)。在今后一段時(shí)間內(nèi)，廣州市公交車(chē)輛將大批量陸陸續(xù)續(xù)更新為純電動(dòng)公交車(chē)。

2 純電動(dòng)公交車(chē)優(yōu)點(diǎn)

純電動(dòng)車(chē)最大的優(yōu)點(diǎn)是環(huán)保，除此之外，還有低噪聲、經(jīng)濟(jì)、易保養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

（1）環(huán)保：電動(dòng)汽車(chē)采用動(dòng)力電池組和電機(jī)來(lái)提供動(dòng)力，他們運(yùn)行的時(shí)候，不會(huì)像其他燃?xì)狻⑷加桶l(fā)動(dòng)機(jī)一樣產(chǎn)生廢氣，從而不會(huì)造成排尾氣污染，對(duì)環(huán)境的保護(hù)和空氣的潔凈作用非常明顯，可以說(shuō)幾乎是“零污染”。

（2）低噪聲：純點(diǎn)動(dòng)車(chē)輛不會(huì)像傳動(dòng)汽車(chē)那樣發(fā)出噪音，它所產(chǎn)生的噪音幾乎可以忽略不計(jì)。

（3）經(jīng)濟(jì)：電動(dòng)汽車(chē)使用成本低廉，只有汽油車(chē)的五分之一左右。而且能量轉(zhuǎn)換效率高，同時(shí)可回收制動(dòng)、下坡時(shí)的能量，提高能量的利用效率。在夜間利用電網(wǎng)的廉價(jià)“谷電”進(jìn)行充電，起到平抑電網(wǎng)的峰谷差作用。

（4）易保養(yǎng)：電動(dòng)汽車(chē)采用電動(dòng)機(jī)及電池驅(qū)動(dòng)，無(wú)需傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)哪些繁瑣的養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目，比如：更換機(jī)油、濾芯、皮帶等。電動(dòng)汽車(chē)只需定期檢查電機(jī)電池等組件即可。

3 純電動(dòng)公交車(chē)大批量投產(chǎn)后充電的難題

目前困擾廣州市公交車(chē)輛純電動(dòng)化的一個(gè)難題就是充電樁的建設(shè)相對(duì)落后，各個(gè)公交企業(yè)由于場(chǎng)地、資金和報(bào)批手續(xù)等因素的制約，充電樁的建設(shè)進(jìn)度較慢。而在純電動(dòng)車(chē)輛大批量投入使用，占比不斷增加后，車(chē)輛由于班次問(wèn)題，存在早停、晚停、單班等情況，從而使得每臺(tái)車(chē)需要的充電時(shí)間和功率不盡相同，從而優(yōu)化充電樁的充電效率顯得尤為重要。

4 如何高效地分配純電動(dòng)車(chē)充電功率

傳統(tǒng)的燃油、燃?xì)廛?chē)輛，都是采用到加油、加氣站排隊(duì)加氣，在?；赝?chǎng)點(diǎn)。而純電動(dòng)車(chē)輛的充電樁，都是建設(shè)在停場(chǎng)點(diǎn)的，即在停場(chǎng)點(diǎn)充電。由于每臺(tái)車(chē)輛營(yíng)運(yùn)狀況不同，電池剩余電量不同，造成每臺(tái)車(chē)所需充電要求也不相同，這就需要建立一種充電功率動(dòng)態(tài)分配方法，結(jié)合公交排班調(diào)度系統(tǒng)，提供多種充電策略，提高電力負(fù)荷和充電設(shè)施利用效率。

4.1 現(xiàn)有充電技術(shù)的特點(diǎn)

目前的充電技術(shù)支持對(duì)車(chē)輛進(jìn)行輪充和平均分配功率兩種充電模式，無(wú)法根據(jù)車(chē)輛的工作需求自動(dòng)分配功率，對(duì)電池保護(hù)意識(shí)較差。車(chē)輛充電完成后充電功率無(wú)法分配給其他車(chē)輛使用，設(shè)備利用率低?，F(xiàn)有充電技術(shù)只能實(shí)現(xiàn)車(chē)輛即插即充，無(wú)法預(yù)約充電時(shí)間，如利用低谷電量對(duì)車(chē)輛進(jìn)行充電時(shí)，需人工值守干預(yù)。

4.2 對(duì)現(xiàn)有充電技術(shù)的改進(jìn)

改進(jìn)目的是提供一種公交新能源純電車(chē)充電功率動(dòng)態(tài)分配方法。使得在滿(mǎn)足車(chē)輛第二天運(yùn)營(yíng)的前提下，對(duì)車(chē)輛用較小充電功率進(jìn)行充電，達(dá)到對(duì)電池保護(hù)的目的。

4.3 具體改進(jìn)方法

改進(jìn)后的公交新能源純電車(chē)充電功率動(dòng)態(tài)分配，包括車(chē)載蓄電池檢測(cè)裝置和充電功率動(dòng)態(tài)分配系統(tǒng)，通過(guò)安裝的車(chē)載蓄電池檢測(cè)裝置來(lái)檢測(cè)蓄電池實(shí)時(shí)電量Q，同時(shí)見(jiàn)車(chē)蓄電池工作時(shí)的性能參數(shù)組C；并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將蓄電池實(shí)時(shí)電量Q和性能參數(shù)組C實(shí)時(shí)傳輸給充電功率動(dòng)態(tài)分配系統(tǒng)；利用充電功率動(dòng)態(tài)分配系統(tǒng)檢測(cè)并記錄各充電樁的輸出功率，對(duì)各充電樁的不同輸出功率由大到小排序，并根據(jù)發(fā)車(chē)次序表對(duì)發(fā)車(chē)緩急的公交車(chē)進(jìn)行充電先后排序X1；根據(jù)各公交車(chē)蓄電池實(shí)時(shí)電量Q計(jì)算所需充電量和時(shí)間進(jìn)行充電排序X2；根據(jù)蓄電池工作時(shí)的性能參數(shù)組C計(jì)算合理充電量和充電時(shí)間進(jìn)行排序X3；對(duì)所述排序X1、排序X2和排序X3結(jié)合不同充電樁功率排序再進(jìn)行綜合排序X，計(jì)算出在保護(hù)蓄電池性能的條件下的最快充電發(fā)車(chē)次序，并將不同功率的充電樁切換分配給相應(yīng)次序的公交車(chē)進(jìn)行充電。

所述綜合排序X的方法，包括以下步驟：

①取出該組充電車(chē)輛的發(fā)車(chē)時(shí)刻表A1[]，設(shè)A1[]的總供電電流總量為N；②采用二元選擇排序方法，按發(fā)車(chē)時(shí)間表的早晚排序，早發(fā)的在前重新組合發(fā)車(chē)時(shí)刻表數(shù)組集合A2[]；③取發(fā)車(chē)時(shí)刻表數(shù)組第i位數(shù)據(jù)車(chē)輛A2[i]，即A2[i]車(chē)輛首發(fā)時(shí)間；④選中車(chē)輛A[i]分配充電電流P=供電電流總量/充電時(shí)間，并向上取整，當(dāng)前剩余電量為N=N-P；⑤如果電流分配完畢即N=0，則等待前面車(chē)輛充電完成，釋放電流 至N；⑥轉(zhuǎn)④依次分配剩余車(chē)輛的充電電流；⑦前面車(chē)輛充電完成后，轉(zhuǎn)④，依次分配剩余車(chē)輛的充電電流；⑧充電完成。

4.4 改進(jìn)方法的效果

①結(jié)合公交排班調(diào)度系統(tǒng)，提供多種充電策略，提高電力負(fù)荷和充電設(shè)施利用效率；晚間充電時(shí)，可結(jié)合公交車(chē)輛部位數(shù)進(jìn)行主次充電工作，且系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定充電功率和充電時(shí)間，對(duì)早間首發(fā)車(chē)輛進(jìn)行優(yōu)先快速充電，滿(mǎn)足主要車(chē)輛的工作需求，提高充電工作效率。

②根據(jù)公交調(diào)度計(jì)劃及新能源車(chē)輛監(jiān)管平臺(tái)電池SOC，充分利用波谷充電，節(jié)約公交運(yùn)營(yíng)成本，利用那個(gè)低谷電、低價(jià)電，充電成本低，充電質(zhì)量高。

③可通過(guò)群充統(tǒng)管，動(dòng)態(tài)功率分配，結(jié)合公交營(yíng)運(yùn)調(diào)度，實(shí)現(xiàn)新能源公交車(chē)智能化無(wú)人值守充電。

4.5 改進(jìn)方法簡(jiǎn)單圖示

5 結(jié)語(yǔ)

城市公交推廣使用純電動(dòng)車(chē)輛是大勢(shì)所趨，而公交車(chē)輛的運(yùn)營(yíng)具有白天運(yùn)營(yíng)多，晚上運(yùn)營(yíng)少，凌晨運(yùn)營(yíng)更稀少的特點(diǎn)，同時(shí)，由于駕駛員配員以及請(qǐng)假的因素，車(chē)輛有可能早停、中停、晚停等。并且，早上首班車(chē)之后，呈現(xiàn)出依次出場(chǎng)的特點(diǎn)，很多地區(qū)的工業(yè)電價(jià)依據(jù)時(shí)間不同，費(fèi)率也有不同，但大體是深夜的費(fèi)率遠(yuǎn)低于白天正常工作的費(fèi)率。利用這些特點(diǎn)，通過(guò)這種公交新能源純電車(chē)充電功率動(dòng)態(tài)分配方法，使得新能源電動(dòng)車(chē)可以充分應(yīng)用夜里或低峰的谷電電價(jià)，并且以較小的充電倍率完成對(duì)電池的充電。達(dá)到蓄電池以更高效、壽命更長(zhǎng)的充電方式進(jìn)行充電。

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作者簡(jiǎn)介：嚴(yán)維（1980-），男，漢族，湖南人，碩士，工程師，畢業(yè)于廣東工業(yè)大學(xué)，就職于廣州市一汽巴士有限公司，研究方向?yàn)榻煌üこ碳夹g(shù)。