一、新能源客車(chē)的技術(shù)路線
2017年新能源補(bǔ)貼政策將新能源客車(chē)分為4類：非快充類純電動(dòng)客車(chē)、快充類純電動(dòng)客車(chē)、插電式混合動(dòng)力（含增程式）客車(chē)和燃料電池客車(chē)。一定意義上，我們也可以根據(jù)這種劃分方法來(lái)分解三條技術(shù)路線和代表企業(yè)，燃料電池客車(chē)由于占比較小，不在今天文章的討論范圍之內(nèi)。
1． 純電動(dòng)客車(chē)
以10米大巴而論，如下圖所示，可以看出基本的動(dòng)力電池配置類型有兩類：第一類是采用120Kwh以上的磷酸鐵鋰電池的主流配置，總儲(chǔ)電量配置從130kwh到300kwh，續(xù)駛里程從250km到500km（等速法）；第二類是配置70~80kwh鈦酸鋰電池， 珠海銀隆的快充方案即是如此，續(xù)駛里程在130km~150km之間。
圖1 10米純電動(dòng)大巴儲(chǔ)能配置與續(xù)駛里程
2．插電/增程類客車(chē)
插電類車(chē)輛在電池方面的配置相對(duì)差異更小一些。如圖2所示，電池配置在20~60kwh之內(nèi)，純電續(xù)駛里程在50~100Km之間，此類車(chē)輛在公交場(chǎng)景應(yīng)用是主流，車(chē)輛在使用過(guò)程中循環(huán)次數(shù)比較多。
圖2 插電類客車(chē)的電池配置
插電式車(chē)型在動(dòng)力結(jié)構(gòu)上，主要分為并聯(lián)和串聯(lián)（增程）兩大類：
· 并聯(lián)式混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)可以驅(qū)動(dòng)車(chē)軸，電機(jī)可以對(duì)車(chē)載電池進(jìn)行充電或直接驅(qū)動(dòng)車(chē)軸。內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)各自連接到車(chē)輛傳動(dòng)系統(tǒng)。在走走停停的交通狀況下電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)力，而在高速公路上行駛時(shí)完全由內(nèi)燃機(jī)提供驅(qū)動(dòng)力。通過(guò)再生制動(dòng)過(guò)程，剎車(chē)制動(dòng)損失的能量被回收用于電池充電。
· 串聯(lián)式混合動(dòng)力車(chē)，內(nèi)燃機(jī)和驅(qū)動(dòng)車(chē)軸之間沒(méi)有機(jī)械連接。發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)對(duì)電池充電，電池帶動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪前進(jìn)。由于內(nèi)燃機(jī)沒(méi)有直接和車(chē)輪連接，可以在理想的狀態(tài)下運(yùn)行，甚至可以關(guān)閉一段時(shí)間而完全由電驅(qū)動(dòng)公交車(chē)輛行駛。
圖3 插電式客車(chē)的動(dòng)力配置
3. 超級(jí)電容混合動(dòng)力客車(chē)
新能源客車(chē)從動(dòng)力技術(shù)路線看，還有一種是采用超級(jí)電容+磷酸鐵鋰的動(dòng)力配置，比如宇通客車(chē)股份有限公司生產(chǎn)的超級(jí)電容車(chē)，有30.41kwh磷酸鐵鋰電池+0.32kwh電容和50.68kwh電池+0.63電容兩種配置。如下圖所示，這類車(chē)輛在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中可根據(jù)公交的特定路線等要求來(lái)定制，配合基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，可以達(dá)到比較好的運(yùn)營(yíng)效果。
圖4 在線充電類客車(chē)運(yùn)營(yíng)示意圖
不同技術(shù)路線的客車(chē)在實(shí)際應(yīng)用中也是有區(qū)別的，如下表所示。
表1 不同技術(shù)路線與應(yīng)用場(chǎng)景的匹配
而上海巴士三公司郭凱在跟蹤710 輛新能源車(chē)的運(yùn)營(yíng)之后，做出了總結(jié)：從安全性、可靠性、續(xù)航里程、故障率的實(shí)際分析數(shù)據(jù)可見(jiàn)，純電動(dòng)客車(chē)的故障率最低，增程式其次，混合動(dòng)力最高；實(shí)際應(yīng)用感受是增程式和并聯(lián)式兩種車(chē)都能滿足路況需求，但需進(jìn)一步優(yōu)化和調(diào)整，尤其是整個(gè)車(chē)的抗干擾性。不過(guò)，隨著整個(gè)跟蹤研究樣本量的增加和對(duì)實(shí)際運(yùn)行情況的追蹤監(jiān)控，各種技術(shù)路線的客車(chē)在不同應(yīng)用場(chǎng)景中的實(shí)際效果，可能還會(huì)有新的總結(jié)結(jié)果。
二、新能源客車(chē)的市場(chǎng)和應(yīng)用
1．市場(chǎng)規(guī)模
2016年，公交車(chē)在新能源客車(chē)細(xì)分市場(chǎng)的銷(xiāo)量結(jié)構(gòu)占比高達(dá)81%，成為新能源客車(chē)市場(chǎng)的核心市場(chǎng)。在插電式客車(chē)領(lǐng)域，公交用途占比高達(dá)96%，絕大部分的插電式客車(chē)出了公交市場(chǎng)沒(méi)有銷(xiāo)路。至2016年底，我國(guó)公交客車(chē)的保有量達(dá)50萬(wàn)輛左右，其中新能源公交約16萬(wàn)輛，市場(chǎng)滲透率達(dá)32%。相比之下，我國(guó)公路客車(chē)年均產(chǎn)銷(xiāo)量基本維持在 40-44 萬(wàn)輛左右。到了2017年，上半年情況還是類似的，1-6月國(guó)內(nèi)共銷(xiāo)售新能源公交車(chē)11599輛，占銷(xiāo)售總量的81%。
圖5 新能源客車(chē)應(yīng)用類型
2．充電基礎(chǔ)設(shè)施的支持
由于有著固定的充電需求，客車(chē)的充電運(yùn)營(yíng)是眾多充電企業(yè)的基本業(yè)務(wù)支柱。由于公交車(chē)運(yùn)行的線路固定、發(fā)車(chē)間隔固定，其運(yùn)營(yíng)調(diào)度安排比較規(guī)律，因此純電動(dòng)公交車(chē)動(dòng)力電池的充電模式也比較清晰，目前采用的充電模式主要有以下幾種：
· 整車(chē)充電模式 ：每輛純電動(dòng)公交按照行駛線路和發(fā)車(chē)序列運(yùn)行幾次后，根據(jù)調(diào)度進(jìn)入指定充電站進(jìn)行充電，直到充滿為止；充電結(jié)束后，再次投入運(yùn)行。適用于車(chē)輛數(shù)充足、線路較短、充電場(chǎng)地較大、充電設(shè)備設(shè)施完備、充電時(shí)間短、補(bǔ)充電能速度快的電動(dòng)公交線路。
· 集中充電模式 ：每輛純電動(dòng)公交在充分考慮續(xù)航里程的前提下，按照行駛線路和發(fā)車(chē)序列運(yùn)行，待電能用到不足以完成一個(gè)完整的序列時(shí)，當(dāng)天停止運(yùn)行，進(jìn)入指定的充電站進(jìn)行集中充電，將己消耗的電能全部補(bǔ)充完畢。適用于線路乘客較多、電池容量大、白天充電難以調(diào)度的情況，可利用夜間負(fù)荷低谷時(shí)充電，降低充電所消耗的電費(fèi)，降低運(yùn)營(yíng)成本。
· 補(bǔ)充充電模式：整車(chē)充電模式和集中充電模式的結(jié)合，是指每輛純電動(dòng)公交按照行駛線路和發(fā)車(chē)序列運(yùn)行幾次后，根據(jù)動(dòng)力電池電量使用情況（電量低于某一數(shù)值后），進(jìn)入指定充電站進(jìn)行充電，待電池電量充到一定比例后（一般應(yīng)能滿足當(dāng)天剩余的運(yùn)營(yíng)需求），再次進(jìn)入發(fā)車(chē)序列，完成當(dāng)天的運(yùn)營(yíng)計(jì)劃后，再次進(jìn)入指定充電站，等待夜間進(jìn)行集中充電。
· 在線充電模式：如前面所述，配置超級(jí)電容，實(shí)現(xiàn)部分區(qū)段在線充電。
圖6 公交的充電需求也帶動(dòng)了諸多充電樁發(fā)展
3．安全問(wèn)題
新能源客車(chē)火災(zāi)次數(shù)隨產(chǎn)銷(xiāo)量的增長(zhǎng)而有一定的增長(zhǎng)，發(fā)生火災(zāi)比率與產(chǎn)量估算比達(dá)到了50PPM以上。當(dāng)未來(lái)保有量繼續(xù)增大的時(shí)候，火災(zāi)事故將達(dá)到也會(huì)一個(gè)非常大的比率，對(duì)于客車(chē)而言難免有重大傷亡事故。特別是北京楊柳絮引燃了幾十輛新能源客車(chē)，也加重了各界對(duì)新能源客車(chē)安全的重視度。
圖7 新能源客車(chē)的安全問(wèn)題
三、 客車(chē)OEM行業(yè)格局和供應(yīng)鏈格局或存變化
1．行業(yè)分化
在電動(dòng)化的過(guò)程中，客車(chē)企業(yè)為爭(zhēng)取市場(chǎng)份額投入了大量的研發(fā)、生產(chǎn)資金，而補(bǔ)貼在整個(gè)運(yùn)營(yíng)層面占據(jù)主導(dǎo)地位，使得行業(yè)格局呈現(xiàn)領(lǐng)先而不能完全控制市場(chǎng)的實(shí)際情況。隨著補(bǔ)貼的調(diào)整，車(chē)企的產(chǎn)品組合也需要調(diào)整，這就要求客車(chē)企業(yè)在未來(lái)的新能源客車(chē)競(jìng)爭(zhēng)格局隨政策的調(diào)整而變化的情況下，不斷開(kāi)發(fā)新的車(chē)型，以平衡成本、實(shí)用性和補(bǔ)貼的關(guān)系。
圖8 純電動(dòng)客車(chē)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局
2．系統(tǒng)整合方案
目前整車(chē)企業(yè)很講究把各種控制器整合在一起，把逆變器集成起來(lái)（用來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)上的主電機(jī)，一般是接收整車(chē)控制器的信號(hào)，控制汽車(chē)主電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行、調(diào)速、停止），例如轉(zhuǎn)向電機(jī)、打氣電機(jī)、DC/DC、高壓配電盒以及絕緣檢測(cè)儀。相比離散的組合控制器，一體化多合一控制器外觀整潔，可以減小控制器的總體積，從而節(jié)省了整車(chē)的空間，有利于汽車(chē)向輕量化、小型化發(fā)展。一體化多合一控制器減少了離散控制器之間的外部接線，降低了故障點(diǎn)，在節(jié)省成本的同時(shí)，提高了產(chǎn)品的可靠性，未來(lái)將是新能源電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展方向。
所以很有趣的是，不同的客車(chē)企業(yè)對(duì)以下部件進(jìn)行裁剪組合，倒是零部件企業(yè)做起來(lái)需要更費(fèi)心。往后的趨勢(shì)是進(jìn)一步集成，去掉外殼和簡(jiǎn)化連接器，系統(tǒng)性考慮冷卻回路。
圖9 各種N合一控制器
3．電池供需格局
如上文所述，新能源客車(chē)在2014~2016年給電池企業(yè)帶來(lái)了大量的訂單，隨著2017年進(jìn)入調(diào)整期，客車(chē)企業(yè)與電池企業(yè)的關(guān)系也逐漸進(jìn)入穩(wěn)定而又競(jìng)爭(zhēng)的局勢(shì)。我們可以看到隨著部分電池企業(yè)重心轉(zhuǎn)入乘用車(chē)，客車(chē)主打的磷酸鐵鋰電池供應(yīng)市場(chǎng)呈現(xiàn)出了波動(dòng)性。
客車(chē)企業(yè)與電池企業(yè)的關(guān)系，遠(yuǎn)不是雙方博弈這么簡(jiǎn)單，也要考慮實(shí)際地方采購(gòu)在其中的訴求。因此未來(lái)地方保護(hù)主義較弱的乘用車(chē)市場(chǎng)，將會(huì)是重點(diǎn)電池企業(yè)打破格局的工作重心，而客車(chē)與電池企業(yè)的合作關(guān)系也將會(huì)變得更為分散。
表1 新能源客車(chē)企業(yè)與電池企業(yè)的配置合作
參考文獻(xiàn)：
1） 東風(fēng)新能源客車(chē)及技術(shù)路線發(fā)展解析
2） 《我國(guó)新能源客車(chē)產(chǎn)業(yè)成績(jī)與問(wèn)題探討》 王秉剛
