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新能源公交车辆推广应用与运营管理

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发表时间:2013-08-23 15:17

深圳巴士集团股份有限公司

深圳巴士集团股份有限公司(简称深圳巴士集团)创建于1975年,是以公共交通为主业,包括广告、出租汽车、旅游运输、涉外运输、物业租赁等产业经营的集团公司。2004年通过国际招标改制,引进了业界领先的香港九巴等境外资本和民营资本,建立了科学完善、高效运作的公司治理结构。现深圳巴士集团已成为深圳市**的公交营运企业,公司注册资本9.5亿元,拥有全资控股、合资合作企业15家。截至2011年12月底,企业总资产34.7亿元,净资产10.9亿元,拥有营运线路267条,营运车辆5946台,年客运量达到9.3亿人次。

深圳巴士集团于1992年在全国率先推行公交无人售票系统,并获得建设部科技进步奖;1996年在公交车辆大面积使用非接触式IC卡收费系统;率先在公交行业引入ISO9001及ISO14001;近年来公司先后推行了标杆管理和**绩效管理,成为业界的标杆企业。

一、新能源公交车辆推广应用与运营管理的实施背景

(一)贯彻落实国家新能源汽车发展战略的要求

新能源汽车的推广使用是应对化石能源日渐枯竭的有效手段,既是国家能源战略的需要,也是减排的需要,亦是汽车技术革命的必然趋势。中国以自主创新和提升产业竞争力为核心,实现节能减排和石油安全的目标,出台了相应的发展规划及系列引导政策。2009年,国务院和工信部分别发布《汽车产业调整和振兴规划》指出“优先在城市公交、出租、公务、环卫、邮政、机场等领域推广使用新能源汽车;建立电动汽车快速充电网络,加快停车场等公共场所公用充电设施建设”。2010年 10月,国务院公布《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,明确将新能源汽车列入国家战略性新兴产业范围。2012年4月,国务院通过《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》进一步明确新能源汽车未来几年发展的技术路线和目标。发展新能源汽车,实施中国汽车产业的“绿色变革”,已成为国家战略。

广东省通过政策引导、资金扶持等举措,培育新能源产业可持续发展,实现经济结构的转型,在广东率先发展低碳经济。深圳市作为新能源汽车“十城千辆”工程示范城市之一,于2009年制定了新能源汽车发展规划,明确到2015年推广使用的新能源汽车计划累计达到10万辆,并先后出台了购置补贴、技术标准、场站规划等配套政策。在此历史机遇下,深圳巴士集团围绕调结构、转变增长方式,促科学发展这条主线,把发展新能源公交纳入到集团“一五一〇”战略规划,致力于为乘客提供低碳公交服务,切实履行社会责任。

图1 深圳巴士集团新能源公交发展规划

(二)公交行业特点适合推广应用新能源汽车

公交车辆的管理模式有利于新能源车辆的示范运行,一是城市公交大多进行集中管理和运营,作为公益事业,实施国家政策补贴的受益面广泛,用户单一,推广难度小;二是公交企业具有成熟的营运管理经验和管理体系,车辆运行线路、运行里程较为固定,车辆运行期间各种数据能够得到有效记录,为技术改进提供可靠依据,利于缩短新能源车辆的技术成熟周期,促进新能源车辆技术改进;三是公交车辆在区域内运行,可以有效带动新能源汽车基础设施网络的建设。

目前,深圳巴士集团在新能源车辆的使用和管理已走在国内行业前列。运营规模已经处于国内同行的前列;服务范围覆盖在市内80条公交线路上;以现有公交场站为依托,已建成39处充电服务场站,初步形成规模一体化的新能源车充维服务网络。

(三)推广新能源公交车面临诸多挑战

新能源汽车的研发在国内外已有较长时间,但量产化和规模推广却始终举步维艰。深圳巴士集团推广新能源公交车辆的初期同样面临着多方面的挑战。

1、新能源车辆运营成本高,公交企业难承重负

新能源公交车辆推广应用初期,承受着巨大的压力,主要源于两个方面:一是新能源车辆购置价格高,动力电池等关键零部件尚未形成产业化和规模化,使得整车价格高企。混合动力大巴与纯电动大巴的出厂价格分别是传统燃油车的2.5倍和4倍,严重制约新能源车辆的市场进入。二是新能源车辆使用成本普遍高于传统燃油车成本,传统燃油公交车车辆技术成熟,维保成本较为稳定,且政府有明确的燃油补贴,但新能源公交车辆政策性补贴不明确、维保成本不确定。如何破解新能源公交使用的高成本难题,成为城市公交企业亟待解决的问题。

2、寻求新能源公交可持续发展的模式

新能源车辆在推广阶段可依靠政府补贴等方式解决高成本问题,但其长远发展需要探索出一条可持续发展的商业应用模式。只有充分利用社会资源,发挥产业链各个环节的资源优势,建立成熟的市场运作模式方为新能源车辆推广应用的根本出路。因此,新能源车辆运营管理及商业运作模式成为企业推广新能源过程中的重要课题。

3、新能源车辆安全技术保障问题

新能源车辆在技术可靠性方面与传统燃油车相比还存在一定距离,表现为故障率明显高于传统燃油车辆,续航里程普遍不高,充电时间较长,营运效率相对较低。总而言之,新能源车辆还处于起步阶段,其整车技术、动力电池技术、电控电机技术等新能源车辆技术性能表现的关键。目前,以动力电池为主的关键零部件技术还难以达到新能源车辆安全运行的要求。因此,缩短新能源车辆技术成熟周期,提高新能源车辆技术稳定性,保障新能源车辆运营安全,迫在眉睫。

4、运营模式有别传统公交,营运管理方法亟待突破创新

新能源车辆续航能力有限,需要及时进行充电或补电,其应用推广必然受制于配套设施的建设以及合适线网资源的支持,其运营模式有别于传统公交。需综合考虑新能源车辆技术特点、充电站布局,优化线网资源,合理配置车辆,同时还要便于新能源车辆的运行监督与管控,这就需要从根本上突破传统公交运营组织模式和调度手段。在运营效率上,要考虑车辆投放到便于能源补给的线路,减少空驶里程,提高车辆使用效率;在运营效益上,要选择有一定客源、里程适中的线路,确保其续航能力能满足一天基本的营运服务要求,同时能产生一定的经济效益;在运营控制上,传统公交营运调度管理模式缺乏营运信息对营运生产作业的支持,调度员无法实时掌握新能源车辆中途运营状况、客流数量变化等信息,依靠经验“摸黑”调度,新能源公交必须在这方面加以突破,提高新能源车辆周转率,满足公交日益增长的需求。

二、新能源公交车辆推广应用与运营管理的内涵和主要做法

国家的战略性新兴产业与国家未来综合竞争力休戚相关,产业的发展必将经历规划、示范性发展、成熟性推广等阶段。在成熟推广前,国家在政策引导、资金扶持、税费补惠等方面给予大力补贴,作为一种产业,成熟发展与规模化应用必将以市场为主导,以商业运作为基础。基于这点,深圳巴士集团在示范推广新能源过程中,依托示范阶段的扶持政策,积极探索商业运作模式,构建政、产、学、研、用、金多方合作体系,摸索出一套适合新能源汽车产业发展并具推广价值的商业模式,破解新能源汽车推广面临的难题,有利于新能源汽车的可持续发展,有利于产业链合作共赢。深圳巴士集团的主要做法包括以下四个方面。

(一)争取政策支持,建立市场化的新能源公交车辆推广应用机制

新能源汽车产业是国家已经确立的战略性新兴产业,在产业规划、产业培育、示范运营阶段,国家拟累计投入1000亿元,其中用于新能源汽车推广应用专项补贴达到300亿元,其目的主要在于加快新能源汽车核心技术成熟周期,探索出规模推广的市场化应用模式,切实实现汽车应用的结构转型。深圳巴士集团充分争取政策支持创新求变,整合包括汽车制造商、动力电池等关键零部件制造商、研发机构、充电运营服务商等在内的社会资源,发挥终端用户对产业链的拉动作用,探索出以“融资租赁、车电分离、充维结合”为核心的市场化应用机制,利用产业关系(见图2)形成了具有创新意义和推广价值的商业模式。

图2 产业关系图

1、争取政府政策,创造产业创新环境和发展环境

新能源汽车示范推广阶段,政府政策是关键,国家和地方政府从政策引导、财政补贴、税费补惠等方面进行产业扶持。深圳市先后在财政补贴、配套设施建设、技术标准等方面提供了大量的政策支持和资源配备,为公交新能源车辆的市场化运作模式提供了较好的创新环境。

深圳市于2009年制定了新能源汽车发展规划,对未来几年新能源汽车制造、应用等进行了规划;2010年,制定了第一个关于新能源车辆技术方面的地方标准;2011年10月9日,深圳市政府常务会议审议并通过了市交委制订的《深圳市打造国际水准公交都市五年实施方案》,明确提出:未来深圳新投放和更新的公交车辆原则上均采用新能源公交车,至2015年,使新能源公交车占全市公交车辆总数50%以上。同时,深圳市政府还在新能源车辆示范阶段的购置补贴、营运补贴等方面做了具体安排,鼓励专业的充维服务商投资充电站建设和新能源公交运营的充维服务,鼓励“融资租赁、车电分离、充维结合”模式的应用。可以说,国家和地方政府的规划、系列举措为新能源公交的运用提供了较好的环境,为新能源公交的模式创新提供了条件,奠定了基础。

2、发挥终端用户拉动作用,促进产业发展

“融资租赁、车电分离、充维结合”市场化模式的逻辑在于:市场需求带动产业竞争,产业竞争促进技术发展,技术发展有利于成本降低,成本降低便于推广应用。在市场化运作模式的构建中,深圳巴士集团利用政策环境,发挥终端用户的拉动作用,站在产业链良性发展的高度,带动地区新能源汽车产业链发展。

深圳巴士集团早在2008年就提出“大、小、新”的结构调整战略,即大容量车、小型屋村巴士、新能源车辆相结合的资源整合,把新能源公交作为今后企业可持续发展基本方向,作为向公众提供“环保、舒适、经济、便捷”公交服务的主要举措。2009年首次投放混合动力大巴,2011年首次投放纯电动大巴。

实践证明,新能源车辆的投放给公司发展带来了机遇。同时,深圳新能源公交推广模式,已经深刻影响到其他城市,国内外多个城市先后到巴士集团参观交流,带动了本地区新能源汽车制造企业的发展,为产业链发展注入了活力,起到明显的拉动作用。作为一种新产品、新技术,对于制造企业而言,没有比拉动式价值链更为有效的模式,只有拉动式价值链才能将新的产品高效地传送到顾客手中。

3、发挥各方优势,促进产业链合作

“融资租赁、车电分离、充维结合”市场化模式的构建基础在于:专业化分工,社会化合作,实现产业链风险最小、总成本最低,多方共赢。鉴定一个商业模式的稳固性和生命力,关键看两个方面:一是现实基础是否多方共赢;二是其运作产业是否具备较好的发展前景。

就深圳巴士的推广模式而言,在现实基础上,相关各方的功能定位、职能职责、专业化分工以及相互之间的契约关系十分明确,在“融资租赁、车电分离、充维结合”模式的各个环节中,政府部门、公交企业、充维服务商、金融机构、车辆制造企业各方均利用各自优势,发挥了积极作用,成功推动了市场化模式的运作,见表1。

表1 深圳巴士集团新能源商业运作模块

主要模块

相关方

简要内容

主要作用

融资租赁

公交企业

充维服务商

金融机构

车辆制造商

四方签订融资租赁相关协议,明确新能源车辆购置付款方式、裸车融资租赁、运营管理与维护、资产归属等

①分散公交企业一次性购置成本,缓解现金流压力。

②车辆制造企业可以及时回收车辆销售款项。

车电分离、充维服务

公交企业

充维服务商

政府主管部门

公交企业与充维服务商形成应用联盟,将新能源公交推广应用进行专业化分工,实现生产运营与服务保障的完美结合。并确保在传统公交补贴范围内实现新能源车辆的规模化应用。

①“车电分离”降低了公交企业车辆购置成本,以及政府规制补贴。

②“充维服务”交由专业服务商,保证了新能源能源补给的安全性和可靠性,并实现了在传统燃油车辆能源规制成本范围应用新能源公交,也保证了充维服务商在充电站建设、动力电池投入等方面的效益回收。

③创造了新能源公交可持续发展的商业模式。

促进产业政策完善

公交企业

充维服务商

车辆制造商

配合政府部门参与新能源充电站建设规划,争取对应用联盟的支持和鼓励,提供关于可持续发展的商业模式推广思路和方法,争取在示范推广期间的合理补贴。

①利用社会资本推动充电站网络化建设,减少政府财政支出。

②应用联盟的专业化分工与合作,避免政府财政在新能源公交推广中的高额财政补贴。

就产业前景而言,基于能源安全、环境保护、发展新能源自主核心技术的国家层面的战略考虑以及我国丰富的稀土资源,发展新能源汽车将是不可逆转的趋势,属于朝阳产业。同时,当前的政策环境有利于新能源整车和关键零部件核心技术得到较好发展与较快成熟,未来将会发生质的变化,换言之,相比目前的新能源车辆技术而言,未来新能源车辆性能更好、续航能力倍增、技术更安全可靠、成本会大幅降低,新能源汽车常态化市场运作必将成为可能。

(二)创新融资方式,解决新能源车辆高成本购置问题

公交属于民生事业,公交企业普遍在微利和负债率高的状态下运营。即使在政府补贴后,新能源车辆购置价格依然较传统车辆高。深圳巴士集团采用融资租赁解决车辆一次性高成本购置问题,在公交行业属于首创,为新能源公交推广提供了宝贵思路。融资租赁由银行、我司、车辆生产企业、充维服务商共同签订《融资租赁合同》等相关协议,以融资租赁形式购置新能源车辆,如图3所示。

图3 新能源公交车辆融资租赁关系图

1、融资租赁方式解决的根本问题

融资租赁作为一种全额信贷,形式上是分期支付本息,但本质上与分期付款有明显的不同,且成本低于分期付款,一是没有即期付款,二是融资租赁期限与新能源车辆经济寿命一致。因此,融资租赁大大缓解了高额购置成本引起的公司现金流冲击,保证了新能源车辆的顺利投放和公交企业的平稳经营,为今后的新能源车辆大规模购置提供了可循的方法。

2、融资租赁具体操作方式

融资租赁的参与方有四方,即深圳巴士集团、车辆制造企业、融资租赁机构、充维服务商。如图2所示,由充维服务商向车辆制造企业购买整车(包括裸车和电池),融资租赁机构向充维服务商购买裸车,公交企业向融资机构就裸车进行融资租赁,这一模式解决了整车销售与车电分离之间的困扰,既满足了整车销售的要求,又实现了车电分离的目标。

(三)整合优势资源,实现车电分离和新能源车辆充维结合

动力电池是新能源车辆(尤其是纯电动车辆)的重要组成部分,也是新能源车辆重要的价值组成部分。另一方面,动力电池在使用中的技术稳定性、衰减性尚不明确,使用周期难以评估,这对新能源车辆使用成本的测算带来困难,运营风险较大,需要进行专业管理和维护。根据专业化分工与协作的思想,整合了充维服务商动力电池管理和公交企业车辆运营的优势,建立“车电分离、充维结合”的应用联盟模式,降低了新能源公交在产业链上的系统成本应用风险。

1、“车电分离”降低新能源车辆购置成本

图4 新能源公交车电分离模型

如图4所示,“车电分离”即是新能源车辆购置过程中,将其按一定价值比例进行裸车和动力电池的价值分离,车辆制造企业按整车卖出,公交企业就裸车进行购置,充维服务运营商就配套电池进行购置。这种方式从根本上解决了公交企业购置新能源车辆的高成本问题,可以按约高于常规燃油车辆的购置价格开展新能源车辆的采购投入。

2、“充维结合”解决了新能源车辆使用成本问题

图5新能源车辆充维结合

“充维结合”的基础在于“车电分离”,如图5所示,充维服务商进行动力电池购置投入、充电站建设、并对新能源车辆进行充电服务、对动力电池进行维护等。充维服务的价格构成要素包括了电价、动力电池成本分摊、充电站建设成本分摊、人工成本及管理费用等。为了确保公交企业新能源车辆使用成本得到有效控制,充维服务总成本原则上不高于同类燃油车辆的燃油成本,即:新能源车辆能源补给总成本与传统燃油车辆燃油成本基本持平,从而充分保障了新能源车辆在使用中的能耗成本得到有效控制。

充维结合充分利用了充维服务商在动力电池方面的管理优势和专业优势,解决了公交企业在动力电池管理方面的困扰。因为动力电池寿命和更换成本是新能源公交营运中**的不确定因素,充维结合实现了新能源车辆应用领域的联盟,以专业化分工与协作的方式,共同控制了动力电池在应用中的风险,充维服务费的支付基准也充分保证了充维服务商的经营回报。

(四)以用促技,共同推进新能源汽车技术进步和自主创新能力

针对新能源技术的不成熟与诸多局限,如何弥补技术短板,适应营运需要,以及满足公交服务需求,已成为推广新能源公交的当务之急。深圳巴士集团在新能源车辆示范运营过程中,充分发挥自身三十多年的公交经验优势,以使用促动技术进步,通过事前、事中、事后三个环节全方位参与,依靠自主创新破解各种技术难题,与车厂共同推动新能源公交车辆技术性能与品质的提升。

1、未雨绸缪,加强使用前的选型与试用

公司使用新能源车辆前,尤其做好供应商选择、车辆技术选型、车辆试用等重要环节。无论是整车厂还是关键零部件制造企业,大多为“863”计划参与者,在国内同行业中处于领先地位,对整个车辆技术而言,实行强强联合,保证了车辆品质。

重视技术选型,车辆采购前,公司就新能源车辆成立技术选型小组,进行技术配置选型,并要求生产厂家根据技术配置要求进行整车生产。深圳巴士集团致力于优化车辆技术性能的匹配,不断尝试新技术的引入与改造,解决新能源车辆高频故障问题,逐步提升品质。例如,提出为2009年最早投放的27台五洲龙混合动力大巴更换配置AMT(自动机械变速器),经车厂改造后运行效果良好,解决了原有变速器长达近一年之久故障频率高、使用效果差的问题;使用ISG(集成启动发电机)取代混合动力大巴原有发电机与电动机,使车辆结构更简洁,驱动效率更高,其高度集成化的控制功能还可满足电机更多工作需要。此外,深圳巴士集团还提出加装CAN总线系统(提升通信质量)、自动灭火装置(预防线束自燃)、电池管理系统(充放电智能化)、动态电子路牌(更多信息化服务)等多项配置,如今这些都已成为当前国内新能源公交车辆的标准配置。

建立车辆试用制度,公司对选型后的车辆进行试用,至少试用半年以上。公司由技术部进行试用跟踪和评价,试用期间进行多项测试,并详细记录测试工况,分析新能源车辆的匹配性。由专人跟踪试用车辆,记录每日里程、路线、载人、能耗等多方面的记录,并对记录数据进行综合分析。公司最终对试用车辆出具试用报告,并交由公司技术选型小组讨论,以供进一步提出改进意见。公司在应用

2、重视车辆生产监造环节

车辆生产过程中,公司派出技术人才驻厂建造,从生产源头上把控质量。针对五洲龙、比亚迪等车厂具备新能源技术优势而传统车辆制造经验欠缺的现状,深圳巴士集团结合自身丰富的公交从业经验,进行优势互补,驻厂监造过程中,帮助车厂提出众多整改建议,极大改善了车辆制造工艺水平,让新能源技术配置更加实用有效。

在车辆监造过程中,深圳巴士集团先后向车厂提出多达超过200项具体改进意见,例如将纯电动大巴高压控制器从后舱移至车顶,避免了电路涉水触电的隐患;建议纯电动大巴空气压缩机与转向器电源控制器向内移动220mm,提供更大的缓冲空间,提升了车辆被追尾时的安全级别。这些都带动了车厂新能源公交车辆制造水平的显著提升。

3、重视车辆使用跟踪与分析

利用EAM信息管理系统,积累技术数据,对新能源车辆使用情况进行跟踪,提出新能源车辆改进建议和意见。目前,新能源公交客车基本是在原有常规客车平台基础上开发研制而成,大多设计仍采用常规车辆的技术参数与工艺,其质量可靠性并未经过实践检验,设计上的缺陷在使用后不久逐渐反映出来。作为用户,站在产业发展的高度,进行使用跟踪与分析,及时提出改进建议,对新能源车辆的整车技术极为重要。

例如:2011年5月,24台五洲龙混合动力大巴相继出现大梁断裂,一度危及行车安全,不得不暂停使用。深圳巴士集团与车厂技术人员共同分析查找原因,发现混合动力车型对比常规车辆增加9箱动力电池组,而原有底盘强度不足以支撑其自重2.7吨的质量,所以造成大梁应力最集中处开裂。找出问题的根本原因,不仅为彻底解决故障指明了方向,也为发现与整改新能源汽车的其他设计缺陷提供了思路。在车辆使用者的建议与指导下,还帮助车厂解决了混合动力大巴中央控制盒渗水短路、纯电动大巴轮胎偏磨等问题。

(五)完善公交运营管理制度和体系,提升新能源公交车辆的运营效率和服务水平

深圳巴士集团从营运管理的角度,借助智能运调系统与电池监控系统,通过加强运调管理攻坚,合理投放新能源车辆、优化线网和车型结构、挑选合适驾驶员、因地制宜制定营运方案、提炼使用要素关键点、创新调度和管理模式等举措,不断完善新能源车辆运营管理保障体系,克服新能源车辆推广阶段的各种问题和困难,提升新能源公交车辆的运营效率和服务水平。

1、掌握动力电池充/放电规律,优化运营方案,提升车辆使用效率

新能源车辆主要在能源补给方面有别于常规柴油动力车型,续航能力受到能源补给的影响较大,且能源补给需占用一定的时间。因此,如何协调、安排能源补给是新能源车辆营运调度模式的关注重点。深圳巴士集团根据车辆的性能特性,定期组织对新能源车辆的充电时间、单位时间的充电量、充电后的续航里程等数据进行跟踪记录、对比分析,逐步摸清和掌握新能源车辆的充/放电规律,研讨充电与补电的**时段。并根据电池统计数据,采取夜间满充电与白天平峰补电相结合的策略,分别制定始发站配置充电桩的运调方案和始发站未配置充电桩的运调方案等,以此提高车辆使用效率。

以纯电动大巴为例,如图6所示,在保证电池不过放电情况下,结合厂家提出营运时保留25%的电量建议,现有纯电动大巴在单车一次满电99%电量情况下,续航至剩余电量25%时续航里程仅约在160公里。

图6新能源车辆充电策略

采取“策略1始发站配置充电桩的运调方案”,即在始发站夜间停场充满电量的纯电动大巴,续航至剩余电量60%时(电池**补电区间内)补电至90%后继续投入运营,车日营运里程可约达203公里。采取“策略2始发站无充电桩的运调方案”,即在另一端无充电桩总站,剩余电量80%的纯电动大巴,续航至剩余电量30%时(电池**补电区间内)再进行一次补电至75%,运营至25%保底电量时利用在平低峰期进行二次补电至90%电量跑回另一端总站夜间停场,车日营运里程亦可达约203公里。采取上述策略后,纯电动大巴的车日营运里程提升了近27%。

2、推广智能化运调系统,实现运营精益管理

传统运调管理模式缺乏营运信息支持,调度员无法实时掌握车辆运行路况与客流变化,只能依靠经验“摸黑”操作,致使车辆周转效率较低,公交服务质量受到影响。

深圳巴士集团从自身实际出发,利用较为成熟的GPS卫星定位、无线通信、电子控制、计算机处理、移动视频等技术,推广应用集群化的智能运调系统(见图6)为新能源车辆服务。在借鉴其他城市做法经验基础上,吸收与创新相结合,建立了以智能调度为平台的新能源车辆远程集中调度模式。

图7 智能运调系统运作示意图

将新能源车辆纳入智能化运调系统管理,调度员能够及时了解新能源车辆的运行位置、行车间隔等信息,适时掌握每台车辆的运行状况。基层车队可以根据现有条件灵活运调,从而避免了营运资源的浪费,减少了车辆调配的盲目性,车辆运行间隔更加均匀,车辆周转效率明显提高。既让新能源车辆物尽其用,续航里程得到合理使用,又较好地满足了公众乘用公交工具出行的需求。

3、导入动力电池监控系统,进行新能源公交实时监控

深圳巴士集团在新能源车辆中导入动力电池监控系统,借助充电服务运营商中国普天的网络监控中心接入智能化运调系统,更好地为新能源车辆公交运营提供支持与服务。

该系统(见图8)具有四大功能:①监测所有注册入网车辆,实时掌握车辆位置及动力系统状态;②监测整车充电与行驶中动力电池实时性能;③全程监控联网充电机运行状况与充电站消防系统;④具有视频安防监测功能,能在监控中心远程监测各站点作业面。这些功能有效提高动力电池使用的安全性,实现了全天候高度集中式运行监控,提升了充电服务效率。

图8 动力电池监控系统示意图

动力电池监控系统通过城市级监控中心系统将新能源公交车辆、动力电池、充电设备与运行管理系统联接起来,实施高灵敏度监控,建立了故障检测与预警机制,极大地提高了车辆运行的安全系数。一旦出现设备故障或电池性能超出设定阀值,系统将在第一时间作出反应,及时启动相应保护措施,有效遏制电池等故障链引起的安全事故,大大消除了市民对新能源车辆安全风险的顾虑,对于新能源车辆的推广普及具有积极意义。

其次,动力电池监控系统的导入可为新能源产业可持续发展政策标准的制定等提供运营数据支撑。动力电池监控系统与智能运调系统相结合,实时采集新能源公交车辆运行数据(包括动力电池衰减趋势、充电时间、百公里电耗、故障频率和种类、续航里程等)。在此基础上整理分析这些数据,不仅可以指导现有车辆和动力电池更有效的使用,并可为相关设备等产品未来更新改进提供富有价值的参考依据。更重要的是,积累的运营数据与分析资料将为政府制定行业标准、扶持政策、产品和服务定价政策等提供全面、连续、真实的数据支撑,为促进全国电动汽车总体技术与管理水平的快速提升,以及推动整个电动汽车产业的健康可持续发展有着深远意义。

(六)建立新能源车辆技术保障体系

针对新能源技术的不成熟与诸多局限,如何弥补技术短板,满足公交服务需求,已成为新能源汽车推广的当务之急。深圳巴士集团充分发挥自身三十多年的公交经验优势,依靠规范管理与自主创新破解各种难题,与车厂共同推动新能源公交车辆技术性能与品质的提升。

1、制定技术保养规范与作业标准,指导新能源技术的应用与实践

新能源汽车投放初期,维保作业不规范,无行业标准。深圳巴士集团结合国家技术标准、参考厂方资料、积累自身经验,结合生产实际,自行编写制定新能源汽车技术保养规范与作业指导书,并以企业制度形式发布在各基层推广应用,一边实践检验,一边修订完善,使之不断切合维保生产实际,为新能源汽车的技术应用发挥了指导作用,大大缩短了公交企业掌握技术规范与标准的过程,亦逐步累积为行业标准。

2、完善质量监督机制,确保新能源汽车质量稳定可靠

技术质量是新能源汽车的核心要素,关乎车辆使用价值与企业运营成本。新能源汽车质量监督机制的完善主要体现在公交车辆生产前、制造中与投放后三个阶段。深圳巴士集团在组织机构上成立了技术选型小组,确保在车辆生产前每批新能源汽车选用质量最可靠,技术最成熟的配置,**限度提升车辆的技术品质与安全等级(如降低自燃风险);在车辆制造中进行驻厂监造管理,发挥经验优势,在生产源头上把控制造工艺与技术质量,对骨架焊装、车身涂装、底盘组装、车辆总装与检测调试等环节提出改善意见,大大弥补了新能源车厂生产经验欠缺的弱势;车辆投放后加强突出质量问题的跟踪与整改,尤其是持续化解诸如动力电池爆炸起火等重大安全问题,努力将新能源技术不成熟带来的风险隐患降到最低。

3、推行车辆全生命周期管理,打造技术保障示范点

配合不断增长的新能源汽车规模,深圳巴士集团逐步优化技术保障体系。推行预防式维修,其核心思想是“未有损坏时不需作业修理,但必须清楚何时会损坏或将会损坏”,基于预防式维保哲学自行开发与使用以新能源车辆全生命周期管理为核心的EAM系统,实现对维保作业的全过程监控,通过车辆技术档案和维修单的跟踪与历史数据的积累,掌握零配件使用寿命规律,全面把控新能源汽车维保成本与质量。同时集中人力、物力等优势技术资源,建立了维保示范点,优化作业流程与检验流程,实行标准化作业。

(七)加强制度建设,建立新能源公交应急管理体系

针对新能源车辆技术特点不同于常规动力车辆,尤其在技术安全性方面要求更为严格,深圳巴士集团对现有相关管理制度体系进行了更新与健全。依据国家相关行业标准与要求制定《新能源车辆使用工作指引》,作为指导下属单位在车辆使用与维护中控制安全风险的总体要求。

深圳巴士集团制定了新能源车辆使用、维保、充电、应急处理等管理规定与流程,形成了新能源车辆管理制度体系的基本框架。这个框架为新能源车辆建立起了专门的管理规定与流程以及统一的技术规范,为新能源车辆运营提供了管理依据,解决了下属单位在维保作业执行上存在差异问题,缩短掌握新能源技术要求的过程,也提升了企业各级管理人员处理新能源车辆重大安全问题的现场指挥与善后处理的应急能力。

新能源公交车型陆续投放市场营运,需应对营运过程出现的问题,如因车辆技术故障停运待检(待修)、充电设施瘫痪、台风暴雨恶劣天气等导致线路新能源车辆停运引发客流大面积聚集等。深圳巴士集团制定了专门针对新能源车辆的营运应急预案,通过制定应急预案,明确各种异常情况下的应急措施,提升各级管理人员处理营运应急的现场指挥、善后处理的应急能力,确保发生营运应急事件时应急运力和应急援救能够迅速到位,防止事故影响扩大,使其对社会的影响降到最低。

三、新能源公交车辆推广应用与运营管理的实施效果

(一)建立了可推广的新能源公交车辆商业运作与运营管理模式

经过多年实践与探索,深圳巴士集团借助政策支持,整合社会资源,加强产业链合作,摸索出一套适合新能源汽车产业发展的商业运作模式,概括为“融资租赁、车电分离、充维结合”。“融资租赁”分散采购成本,大大缓解了一次性高额投资对公交企业现金流的冲击,确保了新能源车辆的顺利投放;“车电分离”使得公交企业在获得政府补贴后,新能源车辆采购价格仅略高于常规公交车辆;“充维结合”有效控制了能耗成本,又使动力电池得到专业性维护与处置,公交企业与充维服务商各得其所。

车辆制造企业方面,新能源车辆按补贴后的价格售卖给公交企业,其总价仍为市场价格;充维服务商方面,进行动力电池和充电站建设投资,提供充维服务及废旧电池回收利用,总体定价有上限原则,即不高于同类燃油车能源补给价格,其价格于投资前已经进行测算并乐于投资,自然有其赢利模式和基础;对政府而言,示范期内的车辆购置补贴属于政策性补贴,无论哪种模式均会产生,而巴士集团的模式,减少了政府在充电站建设方面的巨额投资,同时,在营运补贴方面,能源补贴不会高于传统燃油车辆,总体而言,降低了政府财政支出;对城市公交企业而言,车辆购置略高于传统燃油车辆,营运过程中存在较大变数的能源补给成本、高成本的动力电池更换和维护风险得到有效控制,总成本不会大幅高于传统燃油车辆。

深圳巴士集团关于新能源汽车推广方面的探索,既是对自身新能源公交发展战略的检验,也是对国家新能源汽车推广战略的实践。“融资租赁、车电分离、充维外包”既实现了多方共赢,又让新能源汽车产业具备了良好的发展前景,无疑具有旺盛的生命力与稳固性,可以在国内其他城市所推广,也可以为其他领域所借鉴。

(二)逐步形成充电站设施网络,车辆应用规模持续扩大

“融资租赁、车电分离、充维外包”的新能源汽车推广模式充分利用了社会资本,带动了充电基础设施网络化建设与布局,有力支持了新能源车辆的规模化发展。2010年6月,深圳建成第一座非电网企业的综合充电站,并于当年在全国建成第一个微型示范网络,涵盖8座综合充电站。随后短短一年时间,深圳巴士集团拥有39座充电站,563个充电位,为新能源充电提供了坚强的后勤保障,有效提高了新能源车辆的服务半径和服务效率。充电站的网络化布局,就全国甚至全世界而言,深圳也是走在前面的。而且深圳充电站建设是充分依托现有场站进行,解决了城市用地紧张问题,既考虑了新能源公交推广的实际需求,又兼顾了城市用地与规划的实际困难。

近年来,深圳巴士集团新能源汽车投放数量呈现稳步增长的趋势(见表2),至2012年底将达到2200台以上,预计2015年使用比例将占全部车辆50%以上。深圳巴士集团也将成为广东省乃至国内新能源汽车示范推广数量最多的公交企业之一。

表2 深圳巴士集团新能源公交发展及目标(单位:台)

年份

混合动力巴士

纯电动巴士

纯电动出租车

合计

2009

147

-

-

147

2010

325

-

100

425

2011

689

127

300

1116

2012

689

727

800

2216

2015

900

1600

1500

4000

(三)车辆使用效率逐步提升,乘客满意度逐年提高

科学、智能和高效的营运保障系统促使各项效率指标提升明显。高峰期日车次从原来的2.11车次提升至2.22车次,对比常规燃油车辆,营运效率由70%提升至89%,大大突破了新能源车辆有限的续航能力制约公交运营的瓶颈,机械可靠性与技术安全也得到有力保障。

图9 深圳巴士集团2011-2012年纯电动大巴日均行驶里程

图10 深圳巴士集团2011-2012年纯电动大巴高峰期日车次

此外,新能源汽车油耗低,噪音小,排放清洁,运行平稳等特点为广大市民带来环保、舒适的乘车环境,绿色公交理念已深入人心。从近年来乘客满意度调查来看,在新能源汽车投放期间(2009-2011年)总体评价得分从80.1分提升至85.7分,安全满意度、舒适满意度、便捷满意度、环保满意度等指标均呈现逐年上升的趋势(见图11)。

图11 深圳巴士集团2007-2011年乘客满意度调查结果

(四)促进企业的科学发展,改善城市环境质量

深圳巴士集团大力推动新能源公交车辆的示范运营,符合国家新能源战略的需要,对于摆脱我国对于化石能源的依赖具有重要意义,带来了显著的社会效益。参照国际上有关“可衡量、可报告、可核实”标准测算,深圳巴士集团新能源公交节能减排效果与贡献如下:

1、大大节约了燃油消耗

至2015年,深圳巴士集团新能源车辆将达到4000台,对比相同规格柴油动力车辆预计可节约燃油消耗0.83亿升(见表3),如按目前燃油单价8元/升计算,约合费用6.66亿元。

表3深圳巴士集团新能源公交节约燃油消耗测算

年份

混合动力大巴

纯电动大巴

纯电动出租车

合计

(万升)

节油量

(万升/台)

车数(台)

节油量

(万升/台)

车数(台)

节油量

(万升/台)

车数(台)

2010

0.64

325

3.36

0

1.58

100

366.00

2011

689

127

300

1,328.88

2012

689

727

800

4,134.88

2015

900

1600

1500

8,322.00

按能源转换标准测算,1度电相当于0.36千克标准煤,1升柴油(汽油)相当于1.1657千克标准煤,则有3.24度电≈1升柴油(汽油)。推广新能源公交在实现能源转换同时也实现了能源节约,如转化为当量燃油,2011年深圳巴士集团节约燃油当量1,097.79万升,至2015年预计相当于节约燃油2,060万升(见表4)。

表4 深圳巴士集团新能源公交节约燃油当量测算

年份

混合动力大巴(台)

纯电动大巴(台)

纯电动出租车(台)

节约燃油当量(万升)

2010

325

-

100

188.25

2011

689

127

300

508.79

2012

689

727

800

1,097.79

2015

900

1600

1500

2,060.00

2、减少了温室气体CO、CO2排放

按照国际上关于CO2排放通行测算标准,深圳巴士集团新能源车辆在2011年减少CO2排放14,025.8吨,至2015年预计减排60,591.2吨,按照我国目前关于碳排放交易价格35元/吨测算,详见表5。

表5 深圳巴士集团碳减排测算表

年份

混合动力大巴

纯电动大巴

纯电动出租车

合计(吨)

碳减排(吨/台)

车数(台)

碳减排(吨/台)

车数(台)

碳减排(吨/台)

车数(台)

2010

13.6

325

25.99

0

4.51

100

4871.79

2011

689

127

300

14025.81

2012

689

727

800

31874.81

2015

900

1600

1500

60591.19

3、降低了城市污染物排放

对比传统柴油大巴与传统出租车CO、NOX、HC及颗粒物每公里排放标准测算,混合动力大巴、纯电动大巴、纯电动出租车年均减排量分别达到72千克、500千克和662千克(见表6)。

表6 新能源公交车辆污染物年均减排量

车型

排放物

减排比

排放量

(克/公里)

年均行驶里程(公里/台)

年均减排量(千克)

合计

(千克)

混合动力大巴

CO

13.0%

0.95

96,000

11.9

72.3

NOX

0.78

9.7

SO2

3.96

49.4

颗粒物PM

0.1

1.2

纯电动大巴

CO

100.0%

0.95

86,400

82.1

500.3

NOX

0.78

67.4

SO2

3.96

342.1

颗粒物PM

0.1

8.6

纯电动出租车

CO

100.0%

4.17

144,000

600.5

662.4

NOX

0.18

25.9

HC

0.25

36.0

深圳巴士集团投放新能源公交车辆以来,取得非常显著的污染物减排成效果,2011年污染物减排量约910吨,至2015年如新能源车辆规模达到规划目标,污染物年均减排量约1,855吨(见表7)。

表7 深圳巴士集团新能源公交污染物减排测算表

年份

混合动力大巴

纯电动大巴

纯电动出租车

合计(吨)

污染物减排(吨/台)

车数(台)

污染物减排(吨/台)

车数(台)

污染物减排(吨/台)

车数(台)

2010

0.072

325

0.500

0

0.662

100

89.4

2011

689

127

300

309.7

2012

689

727

800

939.7

2015

900

1600

1500

1,854.8

(五)以使用促改进,推动新能源车辆品质提升和成本下降

在新能源公交车辆推广应用过程中,公司与车辆生产厂家、动力电池生产等关键零部件厂商、充维服务商等成立项目工作组,对车辆营运、充维服务等进行跟踪,对运行数据进行掌握、分析,及时发现新能源公交车辆在技术方面的缺陷和不足,并与车厂共同解决技术问题,通过推广应用,先后解决了混合动力大巴中央控制盒渗水短路、动力电池箱规格差异性、电机匹配性、CAN总线系统通信质量、通信协议一致性等技术问题。自新能源公交车辆推广应用以来,先后就混合动力大巴提出172项改进建议,纯电动大巴提出140余项改进建议,形成了当前国内新能源公交车辆的配置标准。新能源车辆技术的改进,有利于缩短整车技术的成熟周期,为新能源车辆的量产化和成熟推广创造了条件,也必将发挥规模效应,降低单车生产成本,利于推广应用。


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