自2011年4月开始，重庆公交集团开始分批采用快速充电的纯电动公交客车分别在重庆市689路与687路运营。到目前为止，首批车辆已经运营了两年的时间。这些车辆所采用的最为核心的钛酸锂LpTO电池以及“十分钟快速充电技术”通过了公交实际商业运营严苛的考验，整体表现优异。本文对快速充电纯电动公交车队的运营情况进行了总结，并介绍了全新钛酸锂LpTO电池的基本情况。

　　1. 线路运营情况

　　目前重庆有两条公交线路运营快速充电纯电动公交客车，689路往返于空港枢纽与台商工业园之间(往返里程29Km)，687路往返于空港枢纽与空港新城之间(往返里程20Km)，这两条线路上15%坡度的路段分别为6 Km与3 Km，而超过20%坡度的路段有0.5 Km，属于山城重庆典型的运营特征。两条线路所配置的车辆型号为CKZ6127HBEV，采用额定功率90 kW的交流异步水冷电机直驱;依照线路长度，采用的电池组分为556V110Ah与556V140Ah两种类型。目前正在营运31台车辆，分别于2011年4月投运6台，2012年7月投运17台，2012年8月投运8台。截至2013年3月，快速充电纯电动公交巴士在重庆公交687、689两条线路上的累计运营里程达到了71万公里，其中运营里程最长的车辆近6万公里，总体运营情况良好。

　　为687、689两条快速充电纯电动公交巴士服务的快速充电站由国家电网建设与运营。包括6套450kW充电机，可同时满足6辆快速充电纯电动公交巴士同时快速充电，为50辆以上的车队服务。充电电流500A，可在10分钟以内完成充电。

图1. 重庆渝北空港电动客车快充电站及运营车辆

　　2. 钛酸锂LpTO电池优异的综合表现

　　在重庆商业运营的纯电动公交客车实现十分钟快速充电的核心技术在于其采用的钛酸锂LpTO电池，其区别于现有磷酸铁锂电池与锰酸锂电池最大的优势在于其超长的循环寿命、优异的倍率充放电特性、更宽的工作温度范围以及更佳的安全性能。在重庆运营的纯电动公交客车充分利用了钛酸锂LpTO电池的这些特性，车辆上装配满足单趟里程所需的电池组，利用在枢纽起始站等待休息的时间快速充电，在10分钟以内将电池充满，即可投入下一轮的运营中。

　　我们对运营时间最久，同时也是运营里程最长的一辆车上所装配电池组的数据进行了统计。

　　图2统计了电池组单次充电所需要的时间。充电时间范围在5-13分钟之间，而绝大部分时候充电时间在10分钟以内。单次充电所充入的电量在20-50 kWh之间，经统计平均充入电量为31.9 kWh。从2011年4月到2013年2月，总计为2,946次，保证了每天的日常运营。

图2. 车辆充电时间统计

　　从图3可以看到，从2011年4月至今，电池组的充放循环次数达到近3,000次，其容量保持约在初始容量的97%，电池组的整体寿命预计将达到15,000次(容量下降到初始容量的80%)，基本上可以满足电池组与车辆同寿命周期的预期。

图3. 电池组容量衰减情况

　　从统计数据来看，快速充电纯电动巴士的商业运营模式经过两年的实际营运验证，电池组经受住了重庆的酷暑与严冬的考验。10分钟左右的充电时间可以保证公交客车的正常运营，然而一般来说，大倍率的充电对电池的寿命有较大的影响，尤其是要在10分钟以内将电池充满，需要4-5C的充电倍率，这对电池的寿命是一个考验。实际的运营数据统计来看，即便在这样较大倍率放电的情况下，钛酸锂LpTO电池组容量的衰减为3%左右，而权威的第三方检测机构针对电池组内单个电池模块的检测数据也表明，电池模块的容量衰减也保持在类似的水平，这也表明钛酸锂LpTO电池的超长使用寿命经受住了实际运营的检验，充分体现了其快充与长使用寿命的特点。

　　3. 不胀气的钛酸锂LpTO电池

　　钛酸锂(LTO)材料在电池中作为负极材料使用，由于其自身特性的原因，材料与电解液之间容易发生相互作用并在充放循环反应过程中产生气体析出，因此普通的钛酸锂电池容易发生胀气，导致电芯鼓包，电性能也会大幅下降，极大地降低了钛酸锂电池的理论循环寿命。测试数据表明，普通的钛酸锂电池在经过1,500-2,000次左右的循环就会发生胀气的现象，导致无法正常使用，这也是制约钛酸锂电池大规模应用的一个重要原因。

　　微宏针对钛酸锂材料的这一特性进行了深入的研究，并开发了LpTO材料，这一材料针对普通钛酸锂材料进行改性，在根本上解决了钛酸锂电池的胀气问题，大幅提高了量产的钛酸锂电池的使用寿命。

　　电池性能改进是单个材料的性能的提升以及各关键材料的有机整合的综合体现。针对快速充电与长使用寿命的要求，除负极材料以外，微宏针对锂离子电池的其他关键原材料(包括正极材料、隔膜、以及电解液)也进行了开发，同时结合特殊的工程化工艺经验，最终形成了“不胀气”的钛酸锂LpTO电池产品，并首先实现了在电动公交客车上的批量应用。

　　测试数据表明，在6C充电，6C放电，100%DOD的条件下，钛酸锂LpTO单体电池的循环寿命超过25,000次，剩余容量超过80%，同时电芯产生的胀气现象不明显，不影响其寿命;而重庆快速充电纯电动公交的实际应用情况也表明，在电池成组以后，电性能的表现也相当优异，可以保证纯电动公交客车的日常商业化运营。

　　4. 小结

　　在重庆运营的快速充电纯电动公交客车车队经过2年的运行，受到了当地乘客的普遍欢迎，而电池本身在重庆严苛的运营条件下也经受住了考验，表现出优异的循环寿命与快速充电特性。

　　微宏针对钛酸锂材料改性，结合其他关键材料的有机整合与特殊生产工艺，推出的“不胀气”的钛酸锂LpTO电池产品是重庆快速充电纯电动公交客车的核心技术。与此同时，微宏从材料到系统产品的垂直整合也可以保证产品品质，并具备成本上的优势，这是钛酸锂LpTO电池产品大规模推广的前提。

　　到2013年底，预计在重庆市场将有1,000辆的公交客车采用快速充电的钛酸锂LpTO电池系统，这其中包括纯电动公交客车，也包括插电式混合动力公交客车。