铁电池电动大巴车应用技术分析

jiangyuping

一、项目背景
纯电动公交车作为公共交通工具的创新形式-“绿色公交”（是指除汽油、柴油发动机之外所有其他的能源公交车、出租车，是一种城市低碳的出行代步工具。包括纯电动客车出租车、天然气、燃料电池、混合动力汽车、氢能源和太阳能动力等的出租和公交车），尤其是纯电动客车和出租车，其废弃排放量为零，环境友好型代步工具，贴近时下倡导的低碳生活，更受广大民众喜爱，在国内外均有不同程度的应用，随着技术发展和较大规模的实际应用，动力电池及电源管理技术在近几年实践运用中都得到了很好的改善和突破。新中宇集团旗下的中宇锂电能源股份有限公司创新研发了乐佳源牌新型磷酸铁锂纯电动汽车电池模块与成组产品，能满足当下所有电动汽车对动力电池的行业标准的要求。纯电动公交车的应用不但可以彻底解决以上问题，而且其噪音低、零污染、乘坐舒适等特点，对提高城市整体形象，保证城市公交基础服务的可持续发展发挥应有作用。

二、中宇锂电公司简介
中宇锂电能源股份有限公司是新中宇集团旗下分公司，拥有新能源核心技术，是专业从事磷酸铁锂动力电池技术研发、生产和经营的高新技术企业，是国内领先的生产100Ah以上大功率、高容量、高电压锂离子动力电池专业制造公司。主要经营方向为动力型锂离子电池、备用电源型锂离子电池、贮能型锂离子电池、锂离子电池管理系统、锂离子电池管理器、锂离子电池充电器的研发、生产和销售。
锂离子动力电池顺应国家节能环保主题，具有绿色环保、电压高、能量密度大、充电迅速、寿命长、安全可靠、生产和使用对环境无污染等优良特性。作为当代最有前景的绿色二次电池，是替代燃油广泛用于电动摩托车、混合动力汽车、纯电动汽车等绿色交通工具的理想能量系统，也是移动储能、风能，通讯及军事等多种领域的理想电源，在国内和包括欧美等国家在内的海外市场都拥有良好的市场预期和发展空间。

三、沂星电动车介绍
车型 SDL6120EVG沂星纯电动城市客车
1、电动车主要技术参数
名称        参数
动力蓄电池种类        磷酸铁锂电池
动力蓄电池型号        3.2V/180Ah
驱动电机类型        三相异步交流电机
驱动电机额定功率（kw）        120
外形尺寸(mm)        12000 ×2530 ×3250
轴距(mm)        6200
前后轮距(mm)        2080/1880
轮胎规格        275/70 R22.5
总质量(kg)        18000
整备质量(kg)        12000
额定载客（含驾驶员）        92/33-42
接近角/离去角（°）        8/7
前悬/后悬(mm)        2600/3200
最高车速(km/h)        80
电动汽车控制器型式        矢量控制、变频调速


2、中宇锂电动力电源 （电池组）方案   
（1）中宇锂电单体电池参数
名称        参数
电源类型        磷酸铁锂电池
电池型号        LJY-LMFP100AH-P
单体电池容量(Ah)        100AH
单体电池能量        3.2VX100AH=320Wh
单体电池工作电压范围(V)        2.5V～3.65V
单体电池最高充电电压(V)        3.65V
单体电池尺寸（mm）        143×44×325 (长×宽×高)
单体电池重量（kg）        3.2±0.05Kg
能量密度(wh/kg)        100 Wh/kg
（2）电池组参数
名称        参数
电池组规格        576V400AH
电池组组成        180串4并
电池组工作电压范围（V）        450～657
电池组总能量（kwh）        230.4Kwh
电池组工作环境温度（℃）        -25℃～75℃
电池组描述：
1、        电动车电池组采取内设9个电池箱的方案，单个电池箱由4并20串80个
100AH单体组成64V400AH的标准模块。
2、        电池组外引线采用专用连接器。左右电缆线连接器后部小插件为BMS通讯线插件。
3、单个电池箱采用强制风冷，当电池温度超过设定值时风扇启动工作。
4、单个电池箱具备IP54级的防护，禁止淋水。
5、电池管理系统安装在电池组中部中间。内置插件口可连接单体电池均
   衡线。
6、电池固定采用拉杆拉紧固定的方式。
7、底部采用万向轮支撑，底部左右绿色部件为滑道，如图二所示。

图一：中宇锂电电池箱

图二：电池箱内电池摆放效果

图三：中宇锂电电池箱在大巴车中的安放

3、电池组配组方案
1）坚持单体把关，并联模块把关，成品电池组把关“三道原则”，确保每组电池的品质。
2）坚持严格的配组原则：容量一致，内阻一直，自放电一致，电压（带电量）一致，放电平台一致，充电恒流比一致6个一致性原则

四、中宇锂电磷酸铁锂电池的优势
    中宇锂电单体电池的优势：
1、        作为动力锂电池，中宇锂电磷酸铁锂100AH单体电池质量比能力大于100WH/Kg
2、        循环寿命和使用寿命长：1C充放电,100%DOD，循环2000次剩余容量达80%以上；在电动汽车上使用年限达5年以上。
3、        安全性能好：中宇锂电磷酸铁锂电池经过过充电，过放电，短路，跌落，挤压，加热，针刺等各种安全测试，均不起火，不燃烧，不爆炸。
4、        高、低温性能好：在55℃环境下充放电，可以放出105%的额定容量，-10℃以上环境温度下充放电，放电容量均在80%以上。
5、        自放电小:电池带1/2电量，搁置一个月，自放电率小于3%。
6、        充电效率高：容量效率达100%，充电100AH，放电时同样放出100AH。
7、        大电流放电性能好：电池0.1C-5C不同倍率下放电，均能放出100%的容量。

中宇锂电电池组特性：
1、        电池组合技术：采用中宇锂电成熟的LJY-LMFP100AH-P型号电池，按照客户要求组合成不同型号的电池组，减少电池的并联数量，更好的保证了电池的一致性。电池组的防水，防尘，耐振动性能及散热性能良好。
2、        电池管理技术：采用国内最先进的电池管理系统(BMS)，自动检测电池电压、温度、电流、绝缘及SOC，并采用最为先进的无损耗均衡和液晶显示。

五、中宇锂电沂星纯电动车已取得的实际经济效益
随着公共交通作为城市交通的主流趋势日趋明显，公交车数量的不断增加，对城市自然环境的污染也日益严重。虽然不断采用新技术降低传统公交车的污染物排放，但是依赖石化燃料作为动力的传统公交车，碳排放量根本上无法降低。而且随着石化类燃料供应的日趋紧张，公共交通对石化类燃料的依赖度逐步提高，一旦燃料供应出现问题，对城市公共交通的影响是不言而喻的。
电动公交车与柴油公交车性能对比
通过对中宇锂电沂星纯电动公交车（SDL6110EVSG）与柴油公交车（DD6129S33）在使用过程中的对比分析，电动公交车在社会效益和经济效益等方面都有着明显优势。
1）经济效益对比
目前沂星纯电动公交车每台车架价格80-90万元，中宇乐佳源电池售价60-70万元，同样型号的柴油公交车售价约50-60万元，电动公交车单车每年燃料消耗可减少14.6万元；将中央财政补贴50万元、浙江省财政补贴40万元补贴计算在内，则纯电动公交车价格和柴油公交车差距不大。
主要经济效益分析
以同型号12米公交车为例：每天平均行驶里程200公里，全年73000公里，行驶365天，主要经济指标对比如下：
1、        油费与电费之比较                天然气与电费比较
柴油车：        百公里消耗42升，每天消耗84升（200公里）        天然气车        百公里消耗40立方，每天消耗80立方（200公里）
        按柴油价格7.0元每升计算，每天耗油费用588元（7X84）                按气的价格3.8元/立方计算，每天耗气费用304元（3.8X80）
电动汽车：        每公里耗电1.1度，每天耗电220度（200公里）        电动汽车：        每公里耗电1.1度，每天耗电220度（200公里）
        按电价每度0.7753元，每天电费170.57元（0.7753X220）                按电价每度0.7753元，每天电费170.57元（0.7753X220）
        每天可节约油费417.43元                每天可节约燃气费133.43元
全年可节约油费约        15.23万元        全年可节约气费约        4.87万元
2、        年折旧费用比较：        2、        年折旧费用比较：
柴油车        新车车价为50万元，年折旧费用：5万元（10年）        天燃气车        新车车价为60万元，年折旧费用：6万元（10年）
电动汽车        新车车价为150万元（扣除国家50万及地方40万补贴），实际价格60万：年折旧费用：6万元（10年）        电动汽车        新车车价为150万元（扣除国家50万及地方40万补贴），实际价格60万：年折旧费用：6万元（10年）
全年折旧费用增加        1万元        全年折旧费用增加        0万元
3、        年维修费用比较：        3、        年维修费用比较：
柴油车        全年保修费4.95万元/年        天然气车        全年保修费4.95万元/年
电动汽车        全年保修费1.5万元/年        电动汽车        全年保修费1.5万元/年
锂电池更换费用        平均6.6万元/年        锂电池更换费用        平均6.6万元/年
全年增加维护费用        3.15万元        全年增加维护费用        3.15万元
结论1：平均每辆同型号柴油车与电动汽车费用支出相比：每年可节约支出：11.08万元        结论2：平均每辆同型号天然车与电动汽车费用支出相比：每年可节约支出：1.72万元
因此，纯电动客车比传统燃油车和天燃气车更经济。随着燃油和天燃气价格攀升，纯电动客车的经济效益将更加突出。
综上所述，电动公交车在各方面有着明显的优势，随着科技水平的日益提高，电动公交车生产和运营成本将继续下降。
2）车辆尾气排放对比
1000台纯电动公交车年可减少二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物排放分别为19585吨、130吨和123吨。
3）噪音污染对比
纯电动公交车辆大大降低了车内外噪声（不超过75分贝），改善了驾乘条件，减轻了对行人环境的影响。而柴油车辆噪音污染严重（车外超过85分贝，车内超过80分贝）。
4）安全性能对比
驾驶员驾驶纯电动公交车无需踩离合器、操纵换档杆，每天减少踩踏和换挡动作几百次，其劳动强度大大降低。同时该车的驻坡零速锁定功能，使安全性能得到进一步提高。传统燃油车辆结构复杂，起步、换挡频繁，车辆故障率高，维修繁琐，驾驶员劳动强度大。
5）舒适度对比
纯电动公交车由于底盘低、一级踏步、空气悬架、震动轻、噪音小，运行平稳，车内基本无污染，无油烟味，乘车舒适度大幅提升。同时车辆在市区道路运行，成为市区一道靓丽的风景线，提高了城市品味。
6）能源消耗对比
根据实际运营情况，电动公交车日约需充电费用150元，用气公交车日约需充气费用300元（用气公交车每辆每天用气70-80立方，3.8元/立方），柴油公交车日约需柴油费用450-600元。





黄群波
中宇锂电能源股份有限公司
浙江省余姚市梁辉经济开发区
Mobile:0086-18758388208
Tel.0086-574-58126108
FAX:0086-574-58126119
Email:hqb2020@sohu.com