銀隆鈦酸鋰電池快充特性適于城市公交運(yùn)營(yíng)

城市公共交通是城市中供公眾乘用的經(jīng)濟(jì)方便的各種交通方式的總稱，它以運(yùn)營(yíng)服務(wù)為中心組織經(jīng)營(yíng)城市公共交通，為乘客提供良好的出行條件，以滿足乘客的出行需求，最大限度地節(jié)約社會(huì)活動(dòng)時(shí)間，因此要求其具有安全、迅速、方便、準(zhǔn)點(diǎn)、舒適、經(jīng)濟(jì)的基本特征，其中，迅速、準(zhǔn)點(diǎn)的要求對(duì)城市公交運(yùn)營(yíng)組織的順暢高效非常重要。

影響公交車輛迅速、準(zhǔn)點(diǎn)的因素有很多，如車輛自身的動(dòng)力性和可靠性，車輛出車準(zhǔn)備（如補(bǔ)充能源、例行檢查的時(shí)間長(zhǎng)短），道路交通狀況等。除了車輛自身性能品質(zhì)之外，車輛補(bǔ)充能源占用時(shí)間越少，對(duì)公交運(yùn)營(yíng)組織越有利，其運(yùn)營(yíng)效率會(huì)越高。傳統(tǒng)能源車輛加油、加氣一般10分鐘內(nèi)解決問(wèn)題，不會(huì)對(duì)公交運(yùn)營(yíng)造成影響，那么，電動(dòng)車能不能做到像傳統(tǒng)車一樣的充電時(shí)間，使用戶的使用體驗(yàn)沒(méi)有大的改變呢？

北京新能源公交車技術(shù)路線的選擇

近年來(lái)，我國(guó)環(huán)境保護(hù)的力度越來(lái)越大，先后開(kāi)展了《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》、《清潔空氣行動(dòng)計(jì)劃》、《藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)》等重大環(huán)保活動(dòng)。在城市公共交通領(lǐng)域，對(duì)常規(guī)燃料公交車的限制越來(lái)越嚴(yán)，大力發(fā)展新能源汽車特別是純電動(dòng)汽車已是大勢(shì)所趨。

北京公交集團(tuán)從2008年開(kāi)始批量應(yīng)用純電動(dòng)公交車，其車輛技術(shù)路線經(jīng)歷了快換、慢充、快充三個(gè)階段，早期采用的快換技術(shù)是建設(shè)大型充換電站。車輛在換電站里，通過(guò)自動(dòng)換電設(shè)備在10分鐘內(nèi)把整車動(dòng)力電池更換為充滿電的電池，車輛可以馬上投入新的運(yùn)營(yíng)，換下來(lái)的電池在電站內(nèi)充電以備再用。這種形式對(duì)公交運(yùn)營(yíng)組織影響不大，但充換電站占地大、費(fèi)用高，還需要一大批周轉(zhuǎn)電池，增加了成本，因此難以大面積推廣應(yīng)用。目前北京公交集團(tuán)僅有1座四惠充換電站，120輛快換式純電動(dòng)車。北京公交集團(tuán)對(duì)車輛慢充技術(shù)也進(jìn)行過(guò)嘗試，這些車除了利用夜間長(zhǎng)時(shí)間充電外，其續(xù)駛里程還不足以滿足一整天的運(yùn)營(yíng)需求，中途需要安排一定時(shí)長(zhǎng)的補(bǔ)電。因充電樁有限，補(bǔ)電時(shí)間又偏長(zhǎng)，高峰時(shí)常會(huì)出現(xiàn)排隊(duì)補(bǔ)電的場(chǎng)景，這對(duì)運(yùn)營(yíng)組織影響較大。隨著電池性能的衰減，這種影響愈加凸顯。

2014年，北京公交集團(tuán)通過(guò)“仿古鐺鐺車”認(rèn)識(shí)了銀隆新能源，認(rèn)識(shí)了鈦酸鋰電池，從這批“鐺鐺車”實(shí)際使用效果看，反映出充放電快、對(duì)運(yùn)營(yíng)組織影響小、溫度特性特別是低溫特性好、安全性高、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，為北京公交集團(tuán)純電動(dòng)、增程式等新能源公交車選擇以鈦酸鋰為主的快充技術(shù)路線奠定了基礎(chǔ)。

鈦酸鋰動(dòng)力電池及其特點(diǎn)

鈦酸鋰電池是一種用鈦酸鋰作為鋰離子電池負(fù)極材料，可與錳酸鋰、三元材料或磷酸鐵鋰等正極材料組成額定電壓2.3V的鋰離子二次電池。由于鈦酸鋰材料自身的高安全性、高穩(wěn)定性、長(zhǎng)壽命和綠色環(huán)保特性，使鈦酸鋰電池具有以下特點(diǎn)：

高安全。傳統(tǒng)的碳電極在嵌鋰之后一旦過(guò)充，電極表面容易析出金屬鋰，其與電解液接觸發(fā)生反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生可燃性氣體，帶來(lái)安全隱患。鈦酸鋰電勢(shì)比純金屬鋰的電勢(shì)高，不易產(chǎn)生鋰晶枝，放電電壓平穩(wěn)，因此提高了鋰電池的安全性能。在針刺、擠壓、短路等嚴(yán)苛測(cè)試下，不冒煙、不起火、不爆炸，安全性遠(yuǎn)高于其他鋰電池。

快充放。與碳負(fù)極材料相比，鈦酸鋰具有較高的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)，可高倍率充放電。在大大縮短充電時(shí)間的同時(shí)，對(duì)其循環(huán)壽命的影響較小，熱穩(wěn)定性也很強(qiáng)。據(jù)測(cè)試，最新技術(shù)研發(fā)的鈦酸鋰電池可在10分鐘甚至是更短的6分鐘內(nèi)使電池充滿電，相比傳統(tǒng)電池有了質(zhì)的飛躍。

充電時(shí)間長(zhǎng)一直是電動(dòng)汽車發(fā)展過(guò)程中難以跨越的障礙。一般采用慢充技術(shù)的純電動(dòng)公交車，充電時(shí)間至少要4個(gè)小時(shí)以上，很多純電動(dòng)乘用車的充電時(shí)間更是長(zhǎng)達(dá)8個(gè)小時(shí)。可以預(yù)見(jiàn)，電動(dòng)汽車快速充電是未來(lái)的趨勢(shì)，消費(fèi)者都不愿把太多時(shí)間浪費(fèi)在等待充電這個(gè)環(huán)節(jié)上。

長(zhǎng)壽命。鈦酸鋰電池在充放電時(shí)，鋰離子嵌入和脫嵌不會(huì)造成鈦酸鋰晶型結(jié)構(gòu)的變化，因此對(duì)鈦酸鋰材料的結(jié)構(gòu)幾乎沒(méi)有影響。正因如此，鈦酸鋰也被稱為“零應(yīng)變材料”，其結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，鈦酸鋰電池也因此具有很長(zhǎng)的循環(huán)壽命。電池循環(huán)壽命決定了整個(gè)新能源車輛的性價(jià)比，是未來(lái)新能源汽車取消補(bǔ)貼政策后的主要競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)。汽車電池循環(huán)壽命的延長(zhǎng)實(shí)際上降低了新能源汽車的運(yùn)行成本，使消費(fèi)者能夠買得起車更能養(yǎng)得起車。

耐寬溫。鈦酸鋰電池的尖晶石結(jié)構(gòu)具有三維鋰離子擴(kuò)散通道，因此鈦酸鋰電池在高低溫性能上的表現(xiàn)也十分優(yōu)異。一般電動(dòng)汽車在零下10℃時(shí)充放電會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，而鈦酸鋰電池耐寬溫性能良好，耐用性強(qiáng)，在零下50℃到零上60℃均可正常充放電，無(wú)論是在冰封的北國(guó)，還是在炎熱的南方，車輛都不會(huì)因電池“休克”而影響工作，從而消除了用戶的后顧之憂。

鈦酸鋰電池與當(dāng)前“慢充最多使用5年、快充最多使用2年”的磷酸鐵鋰電池相比，其優(yōu)勢(shì)十分突出。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)定，普通電池循環(huán)使用壽命平均為3000次，而鈦酸鋰電池完全充放電循環(huán)次數(shù)可達(dá)3萬(wàn)次以上，在作為動(dòng)力電池使用10年之后，還能作為儲(chǔ)能電池再使用20年。

銀隆鈦酸鋰快充動(dòng)力電池與公交運(yùn)營(yíng)的適用性

銀隆新能源是國(guó)內(nèi)少有的一家同時(shí)擁有鈦酸鋰材料制備、電池生產(chǎn)、純電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能系統(tǒng)等多項(xiàng)核心技術(shù)與30多項(xiàng)專利的企業(yè)并已通過(guò)技術(shù)手段解決了傳統(tǒng)鈦酸鋰電池“脹氣問(wèn)題”。通過(guò)車輛適度的配電量和快充補(bǔ)電方案予以解決里程，而電池的高壽命則成為了成本價(jià)格上的優(yōu)勢(shì)。如此，銀隆鈦酸鋰動(dòng)力電池優(yōu)勢(shì)更加突出，使北京公交集團(tuán)新能源公交車以鈦酸鋰為主的快充技術(shù)路線得以實(shí)施。

2016年，北京公交集團(tuán)開(kāi)始批量采用配裝銀隆鈦酸鋰快充動(dòng)力電池的新能源公交車，截至目前，已有7000多輛不同種類、不同車型的銀隆鈦酸鋰新能源公交車在北京公交線路上運(yùn)營(yíng)。實(shí)踐證明了鈦酸鋰快充電池車輛對(duì)公交運(yùn)營(yíng)特性的適用性，通過(guò)利用車輛運(yùn)營(yíng)間歇時(shí)間在線路首末站的充電樁進(jìn)行幾分鐘的快速補(bǔ)電，從而保證了正常的公交運(yùn)營(yíng)秩序，對(duì)運(yùn)營(yíng)組織、運(yùn)營(yíng)效率基本沒(méi)有影響，同時(shí)電池優(yōu)良的低溫特性使新能源車輛免受冬季極寒天氣條件下電池性能大幅下降之苦，受到運(yùn)營(yíng)車隊(duì)的接受和歡迎。

在基礎(chǔ)設(shè)施方面也無(wú)需建設(shè)大型充電站，只需在首站或末站建設(shè)少量充電樁即可滿足需求，由于充電速度快，不會(huì)出現(xiàn)排隊(duì)充電的情況，從而形成北京公交運(yùn)營(yíng)條件全覆蓋的新能源公交車體系。