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​机场特种车辆“油改电”项目最新进展和未来方向,看这一篇文章就够了!

  • 2020-01-02

2015年3月10日,民航局节能减排重点工作之一的机场地面特种车辆“油改电”专项试点工作正式启动,确定了六个试点机场。


2017年6月民航局在成都机场组织召开地面车辆“油改电”专项工作集中调研会,总结试点机场工作经验。


2018年9月民航局印发《民航贯彻落实<打赢蓝天保卫战三年行动计划>工作方案》后,机场车辆”油改电“项目进入推广阶段。

本文就机场特种车辆“油改电”项目实施以来的相关情况进行说明,主要包括该项目重要意义的实际体现、技术应对、存在的问题及“油改电”产品的后续发展方向等,主要目的是给民航局、机场、航空公司的节能减排部门提供一些该项目推广工作中的实际情况,尤其是从技术层面提供一些分析和说明,也希望本文对机场车辆“油改电”项目的推广有积极的意义。


一、机场车辆“油改电”项目重要意义的实际体现


1. 以下车辆受到操作者的极大欢迎,表示:有“电车”绝不用“油车”

这两种车的柴油版车型排出的尾气对操作者的污染是直接和明显的,例如:散装货物装载机在装卸货物时,操作人员正好在车的尾部,离尾气排放口很近,操作人员被尾气熏得苦不堪言。所以这种车是行业最先电动化的产品,香港机场早在15年前就电动化该车了,现在国内凡采购电动车辆的机场都采购并使用了该款电动车,操作人员反映,工作期间没有尾气污染了,不用戴口罩了!有“电车”绝不用“油车”了!同样,集装货物装载机在装卸货物时,虽然操作者在车辆上部进行操作,但也是纯露天的,没有驾驶室,柴油机的排烟口就在下方,排出的尾气往上飘,操作人员也是被尾气熏的苦不堪言。


香港机场早在10年前就电动化该车了,现在国内也陆续有机场采购并使用了该款电动车,操作人员也表示有“电车”就不用“油车”,因为没有尾气污染了!工作环境好多了!


2. 以下车辆受到旅客的极大欢迎,表示:有”电车“绝不坐“油车”


这种车有一个使用工况,那就是开着门开着空调等旅客,柴油版的这种车这个时候柴油空调机组的尾气就会进入车厢内,乘坐过这种车的旅客都知道,这个时候,车内就会有柴油机排出的烟尘和刺鼻的气味,很不舒服。但是,这种车的电动版在机场投入运行后,旅客都说好!没烟味了!舒服了!噪音也小了!所以,旅客都说这种车的电动版好!


3. 以下车辆在使用场所要求用”电车“不用“油车”

航站楼内小件行李转盘的自动化程度越来越高,转盘系统中安装了很多光电传感器来检测货物的位置和传送速度等。但发现这些光电传感器经常会“失灵”,最终发现在这个区域运行的柴油版行李牵引车是“罪魁祸首”,该车的尾气烟尘会污染这些光电传感器。所以,这个区域的行李牵引车都要求是电动版的。


4. 最适合电动化的车辆

  

旅客登机梯(电动式)


这种车是最“懒得动”的一种车,一般就在指定的某几个远机位提供上下旅客的服务,客梯对接上飞机后就呆在舱门处,放下支腿就不动了,静等旅客上下。等客上下飞机期间不耗电,只是在夜间要打开照明灯,用一些电能外,该车每天工作的耗电量很小,所以,该车充一次电,可以干好几天的活,太适合电动化了!


5. 经济效益最好的车辆

  

集装货物装载机(双动力)



这种车被称为“双动力”平台车,电动工作模式时用插头插座将市电电源接入车辆,在这种“插电”情况下用的电是市电,所以运行成本很低,经济效益最好!


有“油电双动力”和“电电双动力”两种形式,该车型已在香港机场得到使用,按香港机场提供的测试报告计算,一年能比传统油车节省油费约7万港币。该车型会在后续要开航的青岛新机场得到使用,也有望在北京大兴机场使用,原因是这两个机场都在停机位建设了电源井,这是这种车使用的最佳条件。


6. 很好的解决了低速对接(0.8公里/小时)和辅助防碰撞的技术问题


按照国际航空运输协会IATA标准AHM913《航空地面设备基本安全要求》,与飞机直接对接的机场特种车辆都要求有辅助防碰撞的功能,要求在对接飞机的最后阶段,车辆要以0.8公里/小时的“龟速”缓慢靠近飞机。


原有的柴油版车辆很难实现这个功能,而电动化车辆通过电机的精密调速,很容易实现,而且电动车的各种控制单元都是CAN接口,加装的各种传感器与整车控制系统的接口标准化问题也迎刃而解。所以,电动化车辆实现辅助防碰撞功能要简单的多。


7. 很好解决了机场设备对柴油机排放不断提高的要求及低速污染损坏问题

  

柴油机尾气排放标准越来越高,机场特种车辆柴油机的检测标准也在被动的提高,但如果采用了电动化,没有尾气排放了,就摆脱了被牵着鼻子走的局面了;另外,原来柴油版机场特种车辆的柴油机使用工况往往是低速和怠速时间长,柴油机在低速和怠速工况下的污染格外的大,并且柴油机还容易损坏。所以,机场特种车辆的“油改电”不仅解决了这些车辆的排放污染问题,还解决了之前这个行业本就不适合柴油机工作的问题,细品起来,机场特种车辆“油改电”的优点很多!


8. 机场特种车辆是电动车技术应用的最佳细分领域,机场是电动车行业最看好的应用场景



作者本人这几年经常参加一些电动车行业的会议和技术论坛,总是被应邀介绍机场特种车辆电动化的情况,大家一致认为民航机场是最适合电动车应用的场所,机场特种车辆是电动车技术应用的最佳细分领域。电动车技术理想的应用条件,民航机场几乎全都具备,如:机场是个封闭的区域,各种车辆每天行驶的区域和距离基本不变,续航里程要求不高且变化不大,使用工况清晰明了(不会出现不可预知的超载),机场道面平坦(坡度不大),车速不快(一般不超过30公里/小时),司乘人员的规范操作、维护保养、安全意识及规章制度的完善性远超其他行业等等。电动车行业的技术人员一致认为机场车辆不搞“油改电”那就不对了!而且,随着该项目的不断推进,很多机场用上了“电车”,感觉很好,都表示,如果充电配合好了,“电车”是真好用!所以,不管是电动汽车行业还是民航机场特种车辆行业都对机场车辆“油改电”项目充满信心,中国人、中国民航人有能力有条件把这个项目做好!不仅可以在中国的机场做好,还可以走出去,把这个项目复制到国外的机场,我们应该有这样的雄心壮志!当然,机场特种车辆行业也有其特殊性,那就是对安全性和可靠性的高度重视,安全第一!所以,本文的主要内容都是贯穿这个中心议题来说明的,有不当之处,欢迎批评指正。


本智库专家网也会组织相关议题的讨论,并希望更多的“民航人”和“电车人”关心这个项目,因为这是一个民航机场车辆和电动汽车技术相结合的一个综合项目。


二、机场车辆“油改电”项目的技术应对


1.机场车辆“油改电”项目最重要的技术保障来自哪里?

结论:机场车辆“油改电”项目最重要的技术保障来自我国电动汽车行业的成熟技术、成熟配套件和相关的国家及行业的技术标准。

说明:我国从2009年1月由科技部、财政部、发改委、工信部推动的“十城千辆节能与新能源汽车示范推广应用工程”开始一直到现在,我国已成为世界上最大的电动汽车产销国,形成了世界上最具产业化特色的电动汽车成熟技术及产品标准体系,并且具备了世界上最完整的配套件全产业链。


我国的电动汽车产业化及大范围的应用和充电配套体系已全面领先于世界,这是不争的事实。

2015年3月,中国民航局机场地面特种车辆“油改电”专项试点工作启动,随着2018年8月民航局印发《民航贯彻落实<打赢蓝天保卫战三年行动计划>工作方案》,机场车辆“油改电”进入全面推广阶段。

机场特种车辆是很“小众”的一个行业,机场特种车辆的电动化的相关技术不可能由本行业自行产生和验证。

但是,民航局推进的机场特种车辆”油改电“项目却做到了稳扎稳打、恰逢其时,在技术上有了电动汽车行业前期的技术摸索和经验积累,逐步形成了成熟技术并总结为国家或行业标准。

机场车辆“油改电”项目积极吸收和应用了这些技术,从而使该项目一直有着可靠、持续、动态的技术保障,使该项目的技术风险性降到了最低并且做到了风险可控。

所以,机场车辆“油改电”项目很好的“借了”中国电动汽车大发展的东风,其最重要的技术保障就是我国电动汽车行业的成熟技术、成熟配套件和相关的国家及行业的技术标准。


2. 机场车辆“油改电”项目应该坚定不移的贯彻电动汽车国家标准

以下是自2009年以来的电动汽车行业经过大量的实践后逐步形成的国家或行业的主要技术标准:

序号

标准号

标准名称

1

GB/T24347-2009

电动汽车DC∕DC变换器

2

GB/T24552-2009

电动汽车风窗玻璃除霜除雾系统的性能要求及试验方法

3

GB/T29317-2012

电动汽车充换电设施术语

4

GB/T29318-2012

电动汽车非车载充电机电能计量

5

GB/T31466-2015

电动汽车高压系统电压等级

6

GB/T31484-2015

电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法

7

GB/T31485-2015

电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法

8

GB/T31486-2015

电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法

9

GB/T20234.1-2015

电动汽车传导充电用连接装置   第1部分:通用要求

10

GB/T20234.2-2015

电动汽车传导充电用连接装置   第2部分:交流充电接口

11

GB/T20234.3-2015

电动汽车传导充电用连接装置   第3部分:直流充电接口

12

GB/T18487.1-2015

电动汽车传导充电系统第一部分:通用要求

13

GB/T18384.1-2015

电动汽车 安全要求 第1部分:车载可充电储能系统

14

GB/T18384.2-2015

电动汽车 安全要求 第2部分:操作安全和故障防护

15

GB/T18384.3-2015

电动汽车 安全要求 第3部分:人员触电防护

16

GB/T31498-2015

电动汽车碰撞后安全要求

17

GB/T18488.1-2015

电动汽车用驱动电机系统第1部分:技术条件

18

GB/T18488.2-2015

电动汽车用驱动电机系统第2部分:试验方法

19

GB/T31467.3-2015

电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统   第3部分 安全性要求及测试方法》

20

GB/T27930-2015

电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通讯协议

21

JT/T1011-2015

纯电动汽车日常检查方法

22

GB/T32620.1-2016

电动道路车辆用铅酸蓄电池第1部分:技术条件

23

GB/T32620.2-2016

电动道路车辆用铅酸蓄电池 第2部分:产品品种和规格

24

GB/T34658-2017

电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议一致性测试

25

GB/T34013-2017

电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸

26

GB/T34014-2017

电动汽车蓄电池编码规则

27

GB/T34015-2017

车用动力电池回收利用 余能检测

28

GB/T18487.2-2017

电动汽车充电传导系统第2部分非车载传导供电设备电磁兼容要求

29

GB/T33594-2017

电动汽车充电用电缆

30

GB/T18387-2017

电动车辆的电磁场发射强度的限值和测量方法

31

GB/T33589-2017

车用动力电池回收利用 拆解规范

32

GB/T19596-2017

电动汽车术语

33

GB/T18386-2017

电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法

34

GB/T4776-2017

电气安全术语

35

GB/T13869-2017

用电安全导则

36

GB/T4208-2017

外壳防护等级(IP代码)

37

GB7258-2017

机动车运行安全技术条件

38

GB/T37133-2018

电动汽车用高压大电流线束和连接器技术要求

39

T/CSAE86-2018

电动汽车锂离子电池箱自动灭火装置性能要求和试验方法

40

NB/T33001-2018

电动汽车非车载传导式充电机技术条件

41

CCCF/XFJJ-01

电动客车动力锂离子电池箱火灾防控装置通用技术要求

应急管理部消防产品合格评定中心发布(2019-6-12实施)

42

GBT37340-2019

电动汽车能耗折算方法


这些标准涵盖了电动汽车的电池、电池管理系统、电池箱尺寸、电池箱自动灭火、电机及电机控制器、充电接口、电缆、充电协议、电动汽车安全要求、能耗测试等,形成了一套完整的电动汽车标准体系。

虽然机场特种车辆电动化的产品数量较少,但本行业对安全性和可靠性的要求却是很高的,尤其是对接飞机设备的安全要求要远高于一般车辆。

所以本行业所参考的标准都是国际或国家标准,而不是工业车辆或工程车辆的标准。

但是在项目实施的初期,本行业对我国电动汽车的技术发展现状不了解,尤其是在电池电压以及充电标准上出现了部分采用工业车辆标准和国外标准的问题,造成了一定技术标准上的混乱。

在后续的实际使用和运行发现,有些车辆只能用这种充电桩充电,而有些车辆只能用那种充电桩充电,即所谓的“车挑桩、桩挑车”的情况。

此情况已极大影响机场车辆“油改电”项目的推广应用,尤其是电池类型、电池箱类型、电池电压等级、充电标准等涉及到产品安全性和可靠性等核心问题。

这些核心问题应该尽快统一认识,坚定不移的贯彻国家标准,才能少走弯路!少犯错误!尽最大能力确保不出安全性问题!


3. 机场车辆“油改电”项目产品的主要配套件应选用国内优秀厂家的优秀产品

众所周知,我国已形成了世界上最完整的电动汽车零配件产业链,尤其在电池系统、驱动电机及控制器、充电装置及系统等方面有了世界级的企业,例如:

电动汽车用动力锂离子电池优秀企业:宁德时代新能源科技股份有限公司、深圳市比亚迪锂电池有限公司 合肥国轩高科动力能源有限公司 天津力神电池股份有限公司


电机及控制器、动力总成优秀企业:精进电动科技股份有限公司上海电驱动股份有限公司深圳市大地和电气股份有限公司苏州汇川技术有限公司苏州绿控传动科技股份有限公司上海大郡动力控制技术有限公司深圳市蓝海华腾技术股份有限公司南京越博动力系统股份有限公司天津市松正电动汽车技术股份有限公司深圳市英威腾电动汽车驱动技术有限公司


充电设备生产和运营优秀企业:

青岛特来电新能源有限公司万帮充电设备有限公司国家电网有限公司上海依威能源科技有限公司珠海驿联新能源汽车有限公司普天新能源有限责任公司


以上企业及其产品的情况,本文不多做介绍,在这方面感兴趣的读者可以查阅公司网站或行业的权威排行榜了解更多情况。

结论:机场车辆“油改电”项目产品的主要配套件应选用国内优秀厂家的优秀产品!


尽量选用标准的、批量大的、经过长期考核的配套件,尽量不要特制或定制化相关配套件,这也是尽可能的提高产品安全性和可靠性的有效途径!


三、机场车辆“油改电”项目关键技术问题说明和相关情况


1.机场车辆“油改电”项目关键技术问题的说明

(1) 铅酸电池还是锂电池?

结论:机场车辆电动化应该选择锂电池。


说明:这个问题在电动车行业已不再讨论了,但是由于我国机场特种车辆最先电动化的是行李牵引车,由于该型电动车辆进入民航较早,大概是在5年以前,基本上都是铅酸电池型的,这是历史原因。


还有就是前期人们对锂电池的安全性的担忧和高价格也使本行业对铅酸蓄电池和锂电池的讨论一直存在着。随着磷酸铁锂电池大量安全的使用以及价格的一路走低,直到2019年,本行业也才基本不再争论了,都统一为磷酸铁锂电池了。


本文还是把这两种电池进行比较,用意是更加清晰的说明磷酸铁锂电池各项性能指标已全面优于铅酸电池,机场特种车辆的电动化也全面进入锂电时代。


表一:铅酸蓄电池和磷酸铁锂电池的比较:

特性

铅酸电池

锂电池(磷酸铁锂)

能量密度

30~45Wh/kg

120~160Wh/kg

持续充电倍率

0.2C(5-6h)

0.5-1C(1-2h)

低温情况的使用

因为很难加装保温和加热装置,所以无法在北方冬季户外充电且电量衰减明显

很容易加装电池箱保温和加温装置,可满足北方冬季户外充电和使用

循环寿命

400~1000次

2000~4000次

质保时间

1年

5-8年

可维护性

维护性差(补蒸馏水)并且充电时必需要有良好的通风,以免氢气爆炸

维护性好(日常免维护,定期自动维护),对充电环境没有特殊要求

环保性

铅和硫酸污染环境

绿色无污染

电池管理系统

没有或很不完善

完善的电池管理系统BMS

充电

专门的充电机

国标充电机,统一的充电协议


原文链接:

http://www.caacnews.com.cn/1/5/202001/t20200102_1288822.html