电动公交车

电动巴士是一种由电力供电的公交车。

电动公交车可以在车上存储电力，或者可以从外部电源连续供电。 存储电力的公共汽车主要是电池电动公交车，其中电动机从车载电池获得能量，尽管存在其他存储模式的示例，例如使用飞轮能量存储的陀螺仪。 在第二种情况下，通过与外部电源接触来供电。 例如，架空电线，如无轨电车，或地面上的非接触导体，如在线电动车辆中所见。 本文主要讨论存储电力的公共汽车。

截至2017年，99％的电动公交车已在中国部署，道路上有超过385,000辆公交车，占中国公交车总数的17％。

历史
自19世纪以来，电动汽车一直存在。 在19世纪早期，匈牙利，荷兰和美国的研究人员开始探索电池驱动汽车的想法。 以前在电动马车方面取得了进展，这是一种由电动机驱动的无马车。 然而，随着人们想要更容易和更快地到达，汽车成为马车的更快，更合理的替代品。

1835年，美国托马斯达文波特被誉为建造第一辆实用电动汽车，一种小型机车。 他开发了一种电池驱动的电动机，用于在短轨道上操作小型汽车。

第一辆成功的电动汽车于1890年在美国制造。爱荷华州得梅因的威廉莫里森制造了一种电动汽车，最多可容纳6名乘客，时速可达6至12英里。 1890 Morrison Electric的规格包括安装在前座下方的24个蓄电池。 在需要充电之前，车辆可行驶100英里。

这项最初的发明引起了人们对电动汽车的兴趣，汽车制造商开始在全球范围内建立自己的版本。 由于极度突然的兴趣，电动汽车在1900年达到了顶峰，并成为道路上所有车辆的大部分。

此时电动车是首选车辆。 汽油动力车辆需要花费很多精力来驾驶，从换档到用手摇曲柄起动发动机，以及强烈和令人不快的废气等其他缺点。

然而，汽油动力汽车的改进导致电动汽车失去了一些动力。 手摇曲柄很快被电动起动器取代，汽油动力汽车变得更加实惠。 汽油车很快就克服了电动车的普及。

到1935年，电动汽车几乎消失了。 直到20世纪70年代天然气短缺，导致汽油价格飙升，电动汽车重新进入市场。 由于更好的性能和可靠性，汽油动力汽车仍然更受欢迎。

20世纪90年代，随着社会对环境的关注开始增加，电动汽车越来越受欢迎。 在21世纪初，随着丰田普锐斯（第一款主要生产的电动汽车）的发布，电动汽车的技术看起来比以往任何时候都更有希望。 今天，随着越来越多的美国人需要更高效和环保的汽车，电动汽车正在崛起并继续发展。

缺点
与其他电动汽车一样，气候控制和极端寒冷天气将削弱电动公交车的性能。 此外，与无轨电车相比，地形可能对采用储存能量的电动车辆构成挑战，无轨电车从架空线路获取电力。 即使条件有利，高当地公用事业费率（特别是在需求高峰期）和专有收费系统也会对采用造成障碍。

电池电动公交车
目前最流行的电动公交车之一是电动电动公交车。 电池电动公共汽车将电力存储在车辆上。 如今，只需一次充电，这种公交车的行程可超过200公里。 由于特殊范围，这些公共汽车通常用作城市公交车。

城市驾驶主要是加速和制动。 因此，电池电动公交车优于柴油公交车，因为它可以在制动情况下将大部分动能重新充电回电池。 这减少了公共汽车上的制动器磨损，并且使用电动柴油可以改善城市的空气质量。

在城市内运营时，最大限度地减少公交车的空载和滚动重量非常重要。 这可以通过使用铝作为公共汽车的主要建筑材料来实现。 也可以使用复合镶板和其他轻质材料。 根据Linkkebus的说法，他们的全铝公交车建筑比同等大小的现代钢制公交车（重量9500公斤）轻约3000公斤。 减轻重量可以提供更大的有效负载，并减少制动器，轮胎和接头等部件的磨损，从而每年为操作员节省成本。

Proterra的EcoRide BE35公交车，名为Ecoliner by Foothill Transit，总部位于加利福尼亚州西科维纳，是世界上第一辆重型，快速充电，电池电动公交车。 Proterra的ProDrive驱动系统使用UQM电机和再生制动，可捕获90％的可用能量并将其返回TerraVolt储能系统，从而将总线驱动的总距离增加31-35％。 它可以一次充电30-40英里，比典型的柴油或CNG公交车节油600％，碳排放量比CNG少44％。

充电
为电动公交车充电并不像给柴油发动机加油那么简单。 需要特别注意，监控和安排，以充分利用充电过程，同时确保正确的电池维护和保管。 一些运营商通过购买额外的巴士来应对这些挑 这样，充电只能在晚上进行。 这是一种安全的解决方案，但也非常昂贵且不具备可扩展性。 真正的解决方案是确保车辆每日时间表还考虑到充电需求，使整体时间表尽可能接近最佳。

今天，有各种软件公司帮助公交运营商管理他们的电动公交车充电时间表。 这些解决方案可确保公交车继续安全运行，无需任何意外停机和乘客不便。

对于充电器和电动公交车之间的通信，使用与乘用车充电相同的ISO 15118协议。 唯一的区别在于充电功率，电压和耦合器。

巴士站的受电弓和车身收集器
受电弓和车身底板收集器集成在公交车站，以加快电动公交车的充电速度，可以在公交车上使用更小的电池，从而减少初期投资和后续成本。

自动（自动驾驶）电动公交车
自动公共汽车是一种电动自动驾驶车辆，可运送12名或更多乘客。 自动公交车在车内没有驾驶员的情况下运行，而是利用摄像头，传感器和遥控器来正确地通过交通。

锌空气电池
使用预商用电池技术开发了一种40英尺（12.2米）纯电动公交车。 电力燃料公司正在开发和展示由锌空气电池供电的40英尺（12.2米）电动公交车以及超级电容器。 锌 – 空气能量装置，通常被描述为电池，在向总线提供能量的过程中将锌转化为氧化锌。 巴士没有充电; 相反，氧化锌墨盒换成新的锌墨盒。 这辆公共汽车的测试范围超过100英里（160公里），并已在内华达州拉斯维加斯进行过演示。 然而，这项技术正处于开发阶段，必须克服几个主要障碍才能用于运输车队，包括可用的加油基础设施或在公交车站使用。

电容器总线
公共汽车可以使用电容器代替电池来存储能量。 超级电容器只能储存锂离子电池相同重量的5％的能量，每次充电可将其限制在几英里。 然而，超级电容器可以比传统电池更快地充电和放电。 在作为正常运行的一部分必须频繁且可预测地停止的车辆中，完全基于超级电容器的能量存储可以是解决方案。

中国正在尝试一种名为Capabus的新形式的电动公交车，它使用存储在大型车载电动双层电容器中的电力在没有连续架空线的情况下运行，当车辆停在任何公共汽车站时（在所谓的电动雨伞），并在终点充满电。

2005年初，一些原型机正在上海进行测试。2006年，两条商用公交线路开始使用电动双层电容器总线; 其中一条是上海的11号公路。 2009年，总部位于弗吉尼亚州阿灵顿的Sinautec汽车技术公司及其中国合作伙伴上海奥威科技发展公司正在测试自2006年以来在大上海地区服务的17座41座Ultracap公交车，没有任何重大技术问题。 另外60辆公共汽车将于明年初交付使用超级电容器，每公斤供应10瓦特小时。

公共汽车有非常可预测的路线，需要定期停车，每3英里（4.8公里），有机会快速充电。 诀窍是沿着路线转一些公共汽车站进入充电站。 在这些车站，公交车顶部的集热器上升几英尺并接触架空充电线。 在几分钟内，存放在公交车座位下的超级电容器组就会充满电。 公交车也可以从制动中获取能量，公司表示充电站可以配备太阳能电池板。 第三代产品，每次充电或更好的距离将达到20英里（32公里）。 这种公共汽车于2014年5月在保加利亚索非亚交付，进行了9个月的测试。 它包括23公里，2个费用。

Sinautec估计其中一辆公交车的能源成本仅为柴油公交车的十分之一，可节省20万美元的终身燃油费。 此外，与电动无轨电车相比，公共汽车使用的电量减少了40％，主要是因为它们更轻，并具有再生制动效益。 超级电容器由活性炭制成，能量密度为每千克6瓦特小时（相比之下，高性能锂离子电池每千克可达到200瓦时），但超级电容器总线也比锂离子电池总线，价格便宜约40％，具有极高的可靠性等级。

还有插件混合版本，也使用ultracaps。

未来的发展
Sinautec正在与麻省理工学院的Schindall讨论使用垂直排列的碳纳米管结构开发更高能量密度的超级电容器，这些结构使器件具有更大的表面积来保持电荷。 到目前为止，他们能够获得现有超级电容器能量密度的两倍，但他们试图获得大约五倍的能量密度。 这将创造一个超级电容器，其能量密度是锂离子电池的四分之一。

未来的发展包括在街道下使用感应充电，以避免架空布线。 将使用每个公共汽车站下方的垫和沿途的每个停车灯。

校车
2014年，第一辆生产型全电动校车被运送到加利福尼亚州圣华金河谷的国王峡谷联合学区。 A级校车由Trans Tech Bus建造，使用由加利福尼亚州福斯特市的Motiv Power Systems开发的电动动力总成控制系统。 公共汽车是四个区之一。 第一轮SST-e公交车（称之为）部分由加州空气资源委员会管理的AB 118空气质量改善计划提供资金。

Trans Tech / Motiv车辆已通过所有KCUSD和California Highway Patrol检查和认证。 虽然一些柴油混合动力车正在使用中，但这是第一辆被任何州批准用于学生运输的现代电动校车。

自2015年起，加拿大制造商Lion Bus提供全尺寸校车eLion，车身由复合材料制成。 这是一个定期生产版本，自2016年初开始批量生产和批量生产，到2017年销售约50台。

混合巴士
在20世纪90年代后期，电气技术逐渐被纳入自动驾驶汽车。 已经开发出比传统柴油公交车清洁且比无轨电车更独立的车辆：这是混合动力公交车的外观。 这些车辆结合了两个发动机，电动和热力，以便更好地使用燃料（节省10％至30％）。 然而，尽管他们使用电牵引和动能回收技术（或者甚至用于电池中的一些能量储存，然后称为可再充电混合动力车辆）），但它们的运行与燃料不同，电动公交车的能源仅为电力。

自动电动公交车
如今，自动电动公交车正在开发中，一些制造商（动力汽车创新，雷诺卡车……）能够提供足够的自主权，使运营商能够无限制地提供城市交通服务。 基础设施。 有些已经使用了好几年，例如自2000年以来由RégieAutonomedes Transports Parisiens（RATP）运营的公共汽车Montmartrobus。由超级电容器（日内瓦Tosa线）提供动力的公共汽车将代表投资成本低于线路oftrolleybus，每公里100万欧元。

技术
电动公交车的运行原理与热公交车相同，也就是说由于牵引链采用电池供电的电动机（储能器通过使用蓄电池而不是燃料来适应电力）热力车辆的坦克）。 使用电动马达获得的动力可以为城市使用提供足够的速度（超过70公里/小时）。

电池
从能量储存的角度来看，基本上是电池技术已经在研究中发展（特别是具有更高比重的锂离子电池）。 如今，除了对传统运输车辆的环境影响的认识之外，该技术还允许可持续地使用现代模型和电动公交车的开发。 虽然它们比油箱占用的空间更大，但是今天的电池可以占据我们没有注意到的足够合理的地方，这种自主性通过减速或制动阶段的动能回收系统得到了特别的改善，恢复到了20％的阈值。 与柴油技术相比，电动汽车的能效总体上约为90％，而汽油车的能效则为40％。

优点

生态优势
在使用中，电动公交车不排放温室气体。 根据其制造过程，发电可以导致温室气体排放（例如二氧化碳）：电动公交车的碳足迹不是零，而是倾向于非常低的污染水平。

环境优势
与热总线相比，电动公交车的噪音非常小，因此可以通过减少公共交通车辆的噪音污染来推广以改善城市环境的生活质量。

适应城市景观
综合的生态和环境效益使电动公交车不会引人注目和清洁（没有温室气体排放不是问题，行人经常光顾的地区的热公共汽车也不是问题）。 这些特征经常被保留用于城市：许多小型电动公交车将在市中心的住宅区和行人经常出入的狭窄街道上使用。

经济方面
电能比燃料便宜，小型电动巴士充电2欧元。 然而，电动公交车的成本根据公交车的类型而有很大差异：无轨电车，带电容器的公交车，Gyrobus，混合动力车等。然而，一些研究估计电池电动公交车的成本代表投资成本并且运行5到10 12比无轨电车高出一倍。

缺点

自治
自主权还不如热力汽车那么重要。 然而，虽然电动汽车电池的较低自主性似乎是个人使用电动汽车的技术限制13，但电动汽车在公共汽车旅行中的应用更为合理。 可以相应地轻松地进行前进路径长度，起点，终点和安装计算。 此外，在该领域进行的研究仍在继续，首先是为了延长电池寿命，其次是通过超级电容器使电池充电更快。

基础设施
电动汽车的充电点目前并不像加油站那样普遍，但这些基础设施往往越来越不重

成本
电动巴士代表了购买的投资（比热巴士型柴油更贵），尽管能源消耗方面的节约可以遵循：电力价格总体上低于燃料价格（因为TIPP）和最佳能源效率。 因此，为了比较，操作无轨电车的成本低于有轨电车的成本，其自身成本至少不到柴油公交车的一半。