本報(bào)刊發(fā)的《中外對(duì)無(wú)軌電車為啥態(tài)度迥異》一文受到國(guó)際公共交通聯(lián)合會(huì)和歐洲智慧城市無(wú)軌電車2.0項(xiàng)目組的關(guān)注。國(guó)際公共交通聯(lián)合會(huì)城市公交委員會(huì)主管Arno Kerkhof在社交媒體上表示，近年來(lái)北京現(xiàn)代無(wú)軌電車的規(guī)模化發(fā)展有目共睹，車輛技術(shù)方面也有不小的提升。他認(rèn)為，北京及瑞士蘇黎世在現(xiàn)代無(wú)軌電車方面的發(fā)展值得肯定。

同時(shí)，他還表示，采用在線充電技術(shù)的無(wú)軌電車在經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)方面具有很好的發(fā)展前景，不失為是城市公共交通實(shí)現(xiàn)電動(dòng)化，替代柴油城市客車的一劑良方。

北京無(wú)軌電車發(fā)展獲歐洲同行點(diǎn)贊

2013年12月19日，北京公交首條“油改電”線路127路開通運(yùn)營(yíng)，替代由柴油動(dòng)力客車運(yùn)營(yíng)的104路快車。從這條線路開始，北京公交陸續(xù)擴(kuò)充無(wú)軌電車線網(wǎng)和車輛規(guī)模，使得12年規(guī)模未有增長(zhǎng)的北京無(wú)軌電車再次煥發(fā)生機(jī)。

彼時(shí)，北京公交集團(tuán)為貫徹落實(shí)《北京市2013～2017年清潔空氣行動(dòng)計(jì)劃》，加快了從燃油車輛向電驅(qū)動(dòng)、天然氣車輛的轉(zhuǎn)換。

在推廣電驅(qū)動(dòng)車輛的進(jìn)程中，北京公交選擇優(yōu)先發(fā)展技術(shù)相對(duì)成熟的雙源無(wú)軌電車。計(jì)劃到2017年，實(shí)現(xiàn)五環(huán)內(nèi)中心城區(qū)運(yùn)營(yíng)的公交客車全部為清潔能源車型(以電和燃?xì)鉃閯?dòng)力)，核心區(qū)內(nèi)全部采用電驅(qū)動(dòng)公交客車，達(dá)成三環(huán)路以內(nèi)行駛的公交客車為零排放的目標(biāo)。

回顧北京公交在無(wú)軌電車領(lǐng)域的發(fā)展，武漢客車新能源科技有限公司總經(jīng)理鄭健介紹稱，北京的無(wú)軌電車技術(shù)發(fā)展一直走在全國(guó)前列。2005年前后，北京公交集團(tuán)與青年客車開始測(cè)試、開發(fā)新一代無(wú)軌電車，這批車輛已具備現(xiàn)代無(wú)軌電車(在線充電技術(shù))的諸多特征。

當(dāng)時(shí)，青年汽車與北京公交共同開發(fā)的新車型采用了不少新技術(shù)。IGBT電控系統(tǒng)、交流異步牽引電機(jī)，采用鉛酸電池的輔源可實(shí)現(xiàn)車輛8公里左右的脫線運(yùn)行。“由于鉛酸電池的充電倍率受限，這些車輛在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，95%左右的路段依舊需要依靠架空線網(wǎng)來(lái)提供運(yùn)行動(dòng)能。”鄭健說(shuō)。

針對(duì)當(dāng)時(shí)的“油改電”方案，時(shí)任北京公交集團(tuán)保修分公司副總工程師的黑洪波表示，北京公交近年來(lái)一直在深挖無(wú)軌電車供電系統(tǒng)的潛力。此前，北京的無(wú)軌電車接觸線網(wǎng)采用90平方毫米規(guī)格的銅線，進(jìn)入2000年后，為提升線網(wǎng)供電能力，逐步采用100平方毫米規(guī)格的接觸線。在“油改電”進(jìn)程中，北京公交一方面通過(guò)分析供電系統(tǒng)的容量，延長(zhǎng)既有線網(wǎng)里程;另一方面為快速公交和“油改電”線路架設(shè)了新線網(wǎng)，運(yùn)用箱式變電站，并在新供電網(wǎng)絡(luò)上采用750V系統(tǒng)，進(jìn)一步提升了線網(wǎng)性能和充電功率。

根據(jù)北京公交集團(tuán)公布的數(shù)據(jù)，截止到2017年底，北京無(wú)軌電車運(yùn)營(yíng)線網(wǎng)達(dá)235.66線對(duì)公里，固定式變電站15座，箱式變電站35座。2014～2017年間，無(wú)軌電車線網(wǎng)增加105.66線對(duì)公里，大幅增長(zhǎng)81.28%;箱式變電站增加35座，90%的變電站實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化遠(yuǎn)程監(jiān)控管理。此外，2016年9月，北京公交還與保定市政府簽訂合作協(xié)議，推進(jìn)保定無(wú)軌電車項(xiàng)目，在供電系統(tǒng)、線網(wǎng)架設(shè)、車輛設(shè)計(jì)、人員培訓(xùn)等方面給予一定幫助。

北京公交基于實(shí)際情況出發(fā)，發(fā)展現(xiàn)代無(wú)軌電車，實(shí)現(xiàn)城市公交車輛電驅(qū)化的做法，得到了歐洲同行的認(rèn)可與推崇。可以說(shuō)，北京公交對(duì)無(wú)軌電車是有感情的。選擇發(fā)展無(wú)軌電車，而非“一盤棋”上馬純電動(dòng)客車，也是出于現(xiàn)代無(wú)軌電車“即充即用”，無(wú)需額外建設(shè)充電站、樁的考慮，加之北京自1956年便擁有無(wú)軌電車系統(tǒng)，這些年來(lái)在無(wú)軌電車的制造、運(yùn)營(yíng)、維保等方面積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。

打造充電走廊無(wú)軌電車將發(fā)揮更大作用

從城市發(fā)展和管理的角度來(lái)看，架空線網(wǎng)的合桿與入地?zé)o疑是發(fā)展趨勢(shì)。所以也不難理解，為何前段時(shí)間北京、上海等地均提出要對(duì)無(wú)軌電車線網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化。

從今年二季度開始，北京市對(duì)中心城區(qū)的部分無(wú)軌電車線網(wǎng)進(jìn)行拆除。那么，拆除線網(wǎng)是否會(huì)對(duì)目前北京使用的在線充電無(wú)軌電車造成影響?為探究真相，記者近期對(duì)北京無(wú)軌電車駕駛員和工作人員進(jìn)行了采訪。

北京公交的一位工作人員介紹稱，目前他所工作的線路中，降桿脫線行駛里程占線路總里程半數(shù)以上，所使用的BJD-WG120FN型無(wú)軌電車配裝34kWh動(dòng)力電池。為保護(hù)動(dòng)力電池，車輛在日常運(yùn)營(yíng)中的SOC使用范圍設(shè)定在20%～85%，當(dāng)SOC低于20%后，車輛便無(wú)法正常行駛。

“線網(wǎng)拆除的確有些快，我們用的這款車在起步和加速時(shí)，電力只夠供驅(qū)動(dòng)電機(jī)使用。在勻速行駛和小負(fù)載工況時(shí)，才會(huì)為動(dòng)力電池充電。”北京一位無(wú)軌電車駕駛員告訴記者。

同時(shí)，也有工作人員表示，目前他們所使用的無(wú)軌電車擁有集電桿自動(dòng)降桿、自動(dòng)捕捉技術(shù)，電控系統(tǒng)和電源管理方面均進(jìn)行了集成化設(shè)計(jì)，如果在線運(yùn)營(yíng)和脫線運(yùn)營(yíng)比例得當(dāng)，無(wú)軌電車的性能是值得肯定的。不過(guò)，他也指出，目前一部分車輛的動(dòng)力電池出現(xiàn)了衰減現(xiàn)象，同3年前相比，當(dāng)車輛充滿電后，電池單體電壓差和系統(tǒng)總電壓都有不同程度的降低。

對(duì)此，鄭健發(fā)表了自己的看法。他認(rèn)為，國(guó)內(nèi)無(wú)軌電車勢(shì)必要消除集電系統(tǒng)方面的短板。目前，北京、上海、浙江金華都擁有750V的無(wú)軌電車供電系統(tǒng)，搭配100～110平方毫米的接觸線，可在很大程度上提高線網(wǎng)的供電條件和充電功率，但在無(wú)軌電車的集電系統(tǒng)上卻還存在一定短板，即車輛集電桿與線網(wǎng)接觸的碳晶(滑塊)。

“即便接觸線網(wǎng)改進(jìn)了，車輛性能提升了，但如果碳晶還是采用此前的設(shè)計(jì)，那么碳晶與線網(wǎng)的接觸面積小，加之車輛的牽引電機(jī)功率較大，勢(shì)必會(huì)影響到車輛的充電功率。”鄭健說(shuō)，下一步的發(fā)展方向是對(duì)車輛的集電系統(tǒng)進(jìn)行革新。一方面集電系統(tǒng)要融入自動(dòng)控制，普及集電桿自動(dòng)降桿、自動(dòng)捕捉功能，提高集電桿在分線、并線時(shí)的效率與穩(wěn)定性;另一方面，還要考慮碳晶與接觸線網(wǎng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，使其不至于成為車輛行駛速度和充電功率的牽絆。

采訪中多位行業(yè)人士認(rèn)為，歐洲所提出的構(gòu)建城市充電走廊的理念值得國(guó)內(nèi)城市借鑒。鄭健介紹說(shuō)，國(guó)內(nèi)城市軌道交通常用750V或1.5kV的供電系統(tǒng)，擁有較大的設(shè)計(jì)冗余。從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，地面公交和軌道交通今后有望進(jìn)行機(jī)構(gòu)整合，若二者的供電系統(tǒng)也能夠互聯(lián)互通，將對(duì)無(wú)軌電車的發(fā)展帶來(lái)極大助力。

這一觀點(diǎn)也得到了黑洪波的認(rèn)同，他補(bǔ)充說(shuō)，“我們已具備改進(jìn)無(wú)軌電車供電系統(tǒng)的條件，如果將既有的變電站統(tǒng)一為750V系統(tǒng)，可進(jìn)一步提升無(wú)軌電車的機(jī)動(dòng)性，這樣的升級(jí)又不會(huì)花費(fèi)過(guò)多成本。此外，通過(guò)對(duì)供電系統(tǒng)整合，逐步打造充電走廊模式，還可將這一系統(tǒng)回饋社會(huì)，用于社會(huì)車輛(新能源乘用車、電動(dòng)自行車)充電站、樁的建設(shè)。

無(wú)軌電車與純電動(dòng)客車都是零排放車型

近段時(shí)間，要讓無(wú)軌電車走向世界的北京市以及國(guó)際上無(wú)軌電車持續(xù)運(yùn)營(yíng)時(shí)間最長(zhǎng)的上海市，對(duì)待無(wú)軌電車的態(tài)度都發(fā)生了微妙的轉(zhuǎn)變。如此前報(bào)道所述，上海市擬計(jì)劃削減無(wú)軌電車線路，北京市拆除中心城區(qū)的無(wú)軌電車架空線網(wǎng)，并傳出不再繼續(xù)擴(kuò)大無(wú)軌電車規(guī)模的聲音。與此同時(shí)，兩地都提出了以純電動(dòng)城市客車代替無(wú)軌電車運(yùn)營(yíng)的設(shè)想。

其實(shí)，有關(guān)無(wú)軌電車去留的討論一直未曾停歇。有觀點(diǎn)認(rèn)為，無(wú)軌電車?yán)響?yīng)與純電動(dòng)客車歸為一類，享受新能源汽車補(bǔ)貼，根據(jù)各地實(shí)際情況進(jìn)行推廣應(yīng)用;也有聲音認(rèn)為，無(wú)軌電車該與老舊落后車型劃等號(hào)，不應(yīng)歸為新能源汽車范疇。

是否該以純電動(dòng)客車代替無(wú)軌電車?這與城市管理者的出發(fā)點(diǎn)不無(wú)關(guān)系。但不可否認(rèn)的是，隨著車輛技術(shù)水平的進(jìn)步，純電動(dòng)客車與無(wú)軌電車都在不斷發(fā)展。公共交通學(xué)者王健認(rèn)為，純電動(dòng)客車與無(wú)軌電車都是由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)客車，歐盟委員會(huì)發(fā)布的《清潔車輛指令》(EU 2019/1161)中，已將具有在線充電(In Motion Charging)功能的無(wú)軌電車和電池電動(dòng)客車歸類為零排放客車。換句話講，純電動(dòng)客車與無(wú)軌電車不是競(jìng)爭(zhēng)或替代關(guān)系。

鄭健認(rèn)為，如今現(xiàn)代無(wú)軌電車與純電動(dòng)客車在技術(shù)條件、生產(chǎn)工藝、零部件選型等方面已十分近似。“現(xiàn)代無(wú)軌電車通過(guò)采用DC/DC隔離電源、五合一電機(jī)控制器等部件，不再像傳統(tǒng)無(wú)軌電車需要單獨(dú)設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)，它是將上述系統(tǒng)進(jìn)行有效整合。同時(shí)，現(xiàn)代無(wú)軌電車在漏電保護(hù)、接地保護(hù)等方面也有著較高的技術(shù)要求，采用DC/DC隔離電源，對(duì)提升車輛技術(shù)性能起到了很好的助力作用，也使得現(xiàn)代無(wú)軌電車在供電設(shè)計(jì)上更為便利，可支持更高的線網(wǎng)電壓。”他說(shuō)。

此外，鄭健還強(qiáng)調(diào)，過(guò)去一段時(shí)間，由于行業(yè)管理者對(duì)現(xiàn)代無(wú)軌電車認(rèn)識(shí)存在不足，導(dǎo)致這類車型錯(cuò)失了發(fā)展紅利期。在新能源汽車補(bǔ)貼逐年退坡，乃至今后無(wú)補(bǔ)貼的情況下，政府與行業(yè)管理者、公交運(yùn)營(yíng)企業(yè)、車輛生產(chǎn)研發(fā)企業(yè)應(yīng)考慮如何讓已有百年歷史的無(wú)軌電車煥發(fā)生機(jī)，讓它發(fā)揮更大價(jià)值。

王健表示，從車輛的全生命周期使用成本來(lái)看，現(xiàn)代無(wú)軌電車的性價(jià)比要遠(yuǎn)好于純電動(dòng)客車，一方面它配裝更少的動(dòng)力電池，充放電循環(huán)可達(dá)兩萬(wàn)次以上。值得一提的是，濟(jì)南綠色現(xiàn)代無(wú)軌電車公交示范項(xiàng)目獲得亞洲開發(fā)銀行約10億元貸款，這一項(xiàng)目正在進(jìn)行中，有望建成國(guó)內(nèi)具有充電走廊特征的現(xiàn)代無(wú)軌電車示范工程。結(jié)合目前“雙碳”目標(biāo)的背景，現(xiàn)代無(wú)軌電車在全生命周期的減碳效果也遠(yuǎn)好于純電動(dòng)客車。不僅如此，無(wú)軌電車系統(tǒng)中的線網(wǎng)、饋線、變電裝置的使用壽命均在50年以上。

本報(bào)最近幾期關(guān)于無(wú)軌電車的系列報(bào)道，指出了中外針對(duì)現(xiàn)代無(wú)軌電車態(tài)度迥異，這一問(wèn)題值得業(yè)內(nèi)深思。無(wú)軌電車是發(fā)展還是拆除，需要經(jīng)過(guò)科學(xué)論證和專業(yè)分析，需要放眼全球，學(xué)習(xí)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。脫離實(shí)際，盲目追求電池電動(dòng)客車補(bǔ)貼與普及率，或根據(jù)城市管理者自身喜好來(lái)指定發(fā)展方向，這是十分不可取的，也無(wú)益于城市公共交通的良性、可持續(xù)發(fā)展。(記者：吳戈 )

關(guān)鍵詞： 充電走廊 無(wú)軌電車 油改電 在線充電