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比亚迪:公交电动化市场的先行者

经济观察报

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杨兴云

一直以来致力于公交电动化市场的开拓者比亚迪,在尽管尚处于经济困境中的欧洲见到初现的曙光。

在即将实行严苛的欧六标准背景下,欧洲不少出租车公司和公交公司对比亚迪电动车表现出让人惊讶的兴趣。据路透社报道,近日英国第二大出租车公司 GreenTomato Cars与中国比亚迪汽车公司签约,将引进50台比亚迪e6纯电动出租车,在伦敦组建第一个纯电动出租车队。

事实上,在日前举行的2012年阿姆斯特丹大巴展 (BusTech 2012)——这个欧洲最重要的公共交通大巴展会上,比亚迪同样受到欧洲客商的瞩目。11月14日,比亚迪携目前全球唯一一款大尺寸、超长里程的纯电动大巴与VOLVO、MAN等国际品牌一同亮相。

展会期间,比亚迪专门安排了免费的试乘和摆渡服务,数百名来自当地的观众在亲身体验凝聚了比亚迪绿色环保科技电动大巴的试乘和摆渡服务之后,兴奋地表示希望这种无污染、零排放的巴士能够早日到达荷兰。

而在此之前的今年6月份,荷兰弗里斯兰省(Friesland)政府就已经公开宣布,中国企业比亚迪赢得了该省的电动大巴投标项目。这是欧洲首个电动大巴公开招标项目。比亚迪是在一举击败其他欧洲主要大巴生产商之后,以最高分夺得了标书中的全部大巴订单以及15年维修保养及技术支持的合同。

同样是在今年,比亚迪电动大巴业务取得了突破性的进展,签下的合作订单几乎遍布全球,包括中国、荷兰、芬兰、丹麦、以色列、加拿大以及美国等,预计明年国际市场交付数量会大幅增多。根据目前的趋势,预计最晚到2014年,很多国家都将开始运营新能源大巴,而比亚迪则早已做好准备,期待能在上述契机中胜出。

事实上,比亚迪电动大巴也已在欧洲的多个城市进行试运营,包括马德里、巴塞罗那、布达佩斯、萨尔茨堡等城市。

而在中国,类似情况也已出现。深圳市已经宣布今后将不再采购柴油和混合动力大巴,全部采购纯电动大巴。相关数据显示,截至今年10月底,比亚迪电动大巴仅在深圳的运营总里程就已超过1000万公里。

根据深圳有关方面透露,深圳1.6万辆出租车拟于明年启动“更新使用纯电动出租车计划”,预计3—5年完成所有出租车更新。

相关数据显示,截至今年10月底,深圳示范推广的各类新能源汽车总数已达3390辆,其中公交车2050辆、纯电动出租车300辆、燃料电池车62辆、公务车20辆、家用车超过958辆;建成各类充电站62座,慢速充电桩近2600个。

深圳新能源汽车节能减排效果日益显现。目前,已投入运营的混合动力公交大巴平均节油率约15%,纯电动汽车的能源消耗成本约为传统燃油车的30%。深圳新能源汽车示范运行规模还将不断扩大,2012年新增纯电动公交车1000辆、纯电动出租车500辆、纯电动公务警车500辆,总共2000辆。

目前深圳全市新能源公交车应用数量达到2050辆,占全市公交车保有量的12.8%,到2015年,这个比例将提至50%以上,将有7000至8000辆新能源公交车投入使用。同时鼓励社会个人新能源汽车发展的措施正在研究制订中,如社会新能源车辆可行驶公交车道,减免停车费、过路费、充电费等。深圳有关方面计划从明年开始,启动对全市全部1.6万辆燃油出租车的更新,5年内争取所有出租车都为绿色、环保的纯电动车。

比亚迪公司董事长王传福坚信公交电动化的拐点即将到来。他认为,比亚迪将通过先发优势占据市场主动的同时,在公共交通的带动下,私家车市场的拐点也必将出现。尽管在私家车市场大规模推广纯电动车条件成熟之前,比亚迪仍将坚持纯电动车、DM双模电动车两线作战的市场策略。“目前新能源车投入很大,产出却不大,但我们不会放弃,反而会加大投入。因为纯电动车商业化的曙光已经显现。”王传福表示。

领先的电池安全技术

相较传统的燃油汽车,纯电动车最大的特点就是采用纯电驱动,因此,电池的安全在相当程度上也就意味着整车的安全。因此,作为汽车动力电池,安全性是压倒一切的首要考虑因素。

比亚迪纯电动车e6不仅整车符合国内各项标准及美国FMVSS严格标准,同时长期路试显示出动力电池——“铁电池”的持久稳定。据比亚迪最新数据显示,截至目前,先后在深圳投入公交运营的300台e6纯电动出租车累计总行驶里程接近3000万公里,单车最高里程接近24万公里,相当于普通私家车超过10年的行驶里程,其间没有更换过一次电池,充分验证了铁电池的安全可靠。

据了解,电池安全分为“电安全”和“热安全”。电安全可以通过外部手段来保障。例如给一台手机充电,不论其电池质量如何,只要设置一个自动停充的电压值,就可防止过充。这就是电安全设置。

而热安全是指电池材料在不同温度下的稳定性,它完全依靠电池自身的品质来保障。因为我们不可能通过后天手段,把动力电池一个个用绝热材料包裹起来,那会造成整车重量的严重超标。因此选择动力电池时,电池材料的热稳定性是重要考虑因素,而不能一味追求高能量密度。

事实上,目前已有的钴酸锂电池、锰酸锂电池、磷酸铁锂三大类电池中,其特点不尽相同。钴酸锂电池能量密度非常高,但当它在高温下不稳定,达到180度它就会分解成氧,放出大量的热能爆炸;锰酸锂电池,其安全性虽然高于钴酸锂但它加热的时候也会分解成氧,容易爆炸,而且锰的溶解会造成电池寿命的缩短;而磷酸铁锂电池在高温下十分稳定,一般不会发生分解反应,即使发生了分解也不会产生气体,它虽然能量密度不占优势但是热稳定性是最好的。出于安全和电池寿命的综合考虑,比亚迪选用了磷酸铁锂电池作为了纯电动车的动力电池。

事实上正是基于磷酸铁锂电池上述特点,除比亚迪外,通用亦打算改用磷酸铁锂电池作为电动车动力电池。

为了确保动力电池具有良好的安全稳定性,比亚迪方面表示,在研发过程中曾多次对“铁电池”进行火烧、挤压、针刺、过充、短路等极端测试。

从测试结果来看,比亚迪的磷酸铁锂电池的安全性能可圈可点。例如,在电动车长途行驶过程中,难免会出现电池高温运作的情况,比亚迪以5℃/min的速率加热电池至150℃,并保持2小时进行炉热测试,电池无起火燃烧爆炸的现象发生;针对潜在存在的碰撞事故,比亚迪进行了挤压测试,将电池完全挤压变形,e6未发生起火燃烧;如果因为碰撞,引发了电池的短路,我们也完全不用担心电池会起火爆炸,比亚迪用导线连接电池的正负极使其短路(导体内阻≤5 mΩ),进行了保持10分钟的短路测试,证明了电池的安全性;另外,比亚迪还模拟了电动车从高空跌落的情况,将电池从1米高度跌落至混泥土表面,电池也仅出现了轻微的变形。

在各种极端测试下,比亚迪铁电池即使内部或外部受到伤害,但均不起火、不爆炸,表现出了极高的安全指数,确保驾乘者在各种环境下的用车安全。

需要指出的是,电池的一致性一直是制约纯电动车发展的一个难题,电池组中的一节电池出现问题,整个电池组的工作都会受影响,可谓牵一发而动全身,因此电池一致性好是电池安全的重要一环。

电池一致性包括:容量一致性、循环一致性;内阻一致性、动态内阻一致性; 电压一致性、压降一致性,这每一个指标背后都代表着多项技术难题的攻克。新能源汽车使用的是动力电池组,由若干个锂电池组成。如果电池组的“一致性”不好,就容易造成有的过度充电、有的充电不足现象,影响整个电池组的使用寿命和效率,甚至产生安全问题。

针对上述情况,比亚迪依托自己在世界电池领域的领先优势,将电池一致性做到了极致。所研发的磷酸铁锂电池从产品设计、装备,到生产工艺、管理全流程确保电池组的一致性,使得单体电池的安全性、寿命和电池组一样,确保了电池单体的高安全性能,也解决了电池组在纯电动车上的安全问题。

为进一步保证电动车安全,比亚迪还针对动力电池组件进行了7重安全设计。以比亚迪e6纯电动车为例,其所用动力电池单体、电池模组、电池系统均采取了必要的安全设计和多重安全防护措施。

防爆阀作为多层安全防护设计中的重要一层,保证在电池出现异常时,可靠启动,完成泄压使命,防止电池爆炸,而且防爆阀为无碎片式设计,即在防爆阀启动后,防爆阀与盖板主体仍然连接在一起,不会有碎片、异物飞出。

第二重高压安全设计,这是安全的重中之重,比亚迪也做到了这项技术当前的极致。最小电气间隙、最小爬电距离远超出国标及美国UL标准要求,各种电气绝缘材料均经过美国UL认证。此外主动力回路上串联多个保护装置更多一层保障,当电池包出现异常时,可以通过保护装置将电池包分断为电压较低的各个部分。同时,在电池包正常充、放电以外的其他时间(也包括电池包的存储、运输、维护、修理),可以通过保护装置将电池包分断为电压较低的多个小段,防止意外情况(如严重碰撞)发生时造成事故。

当然备受关注的电池模组阻电工作也做到了家,电池模组及包体外壳均采用UL认证的塑胶材料,具有优秀的电绝缘性能。同时,为防止电池内部间短路或电池与车身短路,降低电池包短路风险,所有电连接端子均采用隔离设计,即所有电连接端子与其他带电体和导电体物理隔离;此外,电池包正负极分布于电池包的两侧,避免电池包发生正负极短路。

在电池包内做好一切阻燃准备后,还有一重设计可以外在感应,人为杜绝隐患。当车辆因为碰撞漏电时,控制系统可以实时响应,通过手动开关按钮及时断开动力回路(严重漏电时控制系统可以自动切断动力回路),防止风险进一步扩大。

作为国家汽车新产品公告内产品,e6纯电动车不仅通过了国家相关检测机构的整车碰撞安全、系统电安全、电池安全等试验,而且还按照 美 国 FMVSS标 准 , 美 国US-NCAP以及美国保险协会IHSS试验工况进行了验证,同时满足ECE R100要求,可谓拥有中美“双保险”。

今年5月比亚迪e6出租车因其他车辆司机醉驾、高速撞击,遭遇一场严重交通事故,引起社会对电池安全的关注。6月由深圳市计量质量检测研究院组织,邀请国内电动汽车整车及动力系统、部件安全、结构安全、碰撞安全、电子电气安全、电动汽车动力电池、材料燃烧特性等领域的13名业内权威对比亚迪电动车进行了为期两个月的权威鉴定。经过鉴定,在遭遇肇事车辆超过180km/h 的高速撞击和与路边大树的高强度二次撞击后,电弧引燃内饰材料及部分可燃物质。但整个事故中e6出租车动力电池没有发生爆炸,72节单体电池 (占全部96节动力电池的75%)未起火燃烧。动力电池系统在整车上的安装布局、绝缘防护及高压电系统设计合理,整车安全设计未见缺陷,足见e6在动力电池安全性方面经受住了严重事故的考验。

比亚迪作为全球最先实现磷酸铁锂电池产业化的车企之一,最先将磷酸铁锂电动车投放市场。事实证,明比亚迪选择了一条正确的技术路线,并已走在前列。如今比亚迪正大力推进公交电动化,基于自己产品的成熟稳定,比亚迪采用“零元购车·零成本·零排放”创新模式,不仅可以给出租车公司和公交公司带去丰厚的利润,而且还为新能源汽车的推广和节能减排提供可行的途径。

事实上,目前面世的比亚迪e6出租车、K9大巴就是按出租车、公交行业要求进行设计的经典车型。

e6出租车充电时间仅需一个半小时,一次充电可跑300公里,每天只需保证3个小时充电时间便可实现600公里左右的行驶里程,司机可以在不影响有效运营时间的情况下,灵活运用吃饭及休息时间充电。

目前,300辆比亚迪e6出租车已在深圳运营两年,不仅没有出现“充电难”的问题,而且上座率极高。基于上述市场情形,深圳市已经决定再追加投放500台e6纯电动出租车。至此,截至2012年底e6深圳市区运营总量将达800台。

而同样采用新能源的比亚迪K9纯电动大巴长12米,每次充电后可以在城市工况下运行250公里。其搭载的铁电池具有安全、稳定、寿命长、环保等特点,电池材料采用最环保的化学物质,没有重金属和有毒的电解液,完全充放电次数可达6000次,寿命远远大于整车寿命,是目前世界上最适合电动汽车商用的电池类型。

“零元购车·零成本·零排放”方案

相关的行业数据显示,目前中国拥有的公交车(含出租车和大巴)数量占全国机动车总量的1.7%,但耗油量占到27%,排放总量更高达27%以上。如将这些车全部更换为纯电动车,一年可节省345亿升油,减少二氧化碳排放8737万吨,节能减排效果显著。

与此同时,同时纯电动车本身的特点也很适合用在公交领域。公共交通的行驶路线、使用范围和充电站点相对固定,配套设施可以集中建设,相对个人市场来说,市场拓展要容易得多。而公交电动车市场的成熟必然带动配套设施的建设,进而为电动车大规模进军个人市场铺路。

为了加速公交电动化的普及,比亚迪近期推出的“零元购车·零成本·零排放”方案,采用“零元购车+分期月供”模式,且月供金额远小于电动车每月节余的油电差价,也就是说,除了支付月供,每台电动车除了运营收益,还能通过油电差价“赚”得一份额外的纯利。这让纯电动车的大规模市场化有了利益支点。

以深圳为例,每台e6出租车实际售价约18万元(减除国家及地方补贴共12万元),零首付五年期全额贷款,月供3576元,而每月的油电差价为7166元。相当于客户每月仅需用节省下来的油电差价的50%来支付月供,剩下的50%全是纯利;同理,每台K9扣除补贴金额100万后,实际售价100万,月供13487元,而每月的油电差价为15834元,相当于除用每月节省油电差价的80%来支付月供外,每月还会获得2300多元的纯利,行驶的里程越高节省金额也越多。

前不久,比亚迪宣布计划针对出租车及公交大巴市场推出“零元购车·零成本·零排放”解决方案。在解决了出租车公司和公交公司一次性购买电动车资金压力的同时,也让e6成为了出租行业的“摇钱树”。它不仅为企业寻求新能源的发展探索出了全新的模式,更向外界展示出了自己对e6纯电动车产品性能的自信。

同时比亚迪纯电动大巴K9也已在深圳、西安投入运营,并在海外市场大受欢迎,不仅在荷兰、以色列、匈牙利等多地斩获订单,还在“克林顿环境与气候倡议组织”开展的道路测试中,凭借优异的能耗表现,成为“最佳能耗效率大巴”,说明比亚迪的“公交先行”战略已经得到了市场认可。

责任编辑:魏钦涛 SF098

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