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[00031642]公路电气化最佳方案“路面供电触点线及其电动汽车”

交易价格: 面议

所属行业: 汽车

类型: 发明专利

技术成熟度: 正在研发

专利所属地:中国

专利号:200910114531.2

交易方式: 技术转让

联系人: 陆中源

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所在地:广西南宁

服务承诺
产权明晰
资料保密
对所交付的所有资料进行保密
如实描述
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技术详细介绍

  公路电气化最佳方案“路面供电触点线及其电动汽车”项目可行性研究报告   机构室内试验已成功,寻合作者! 摘要: 这应该是当今世界上最高效价廉的电动汽车系统。它基本直接用网电,排污近于零,与普通燃油公交车比较,相应的触点电车系统平均每辆新增效益为约7万元/年。一般电动汽车省油不省钱将成为历史。电动汽车升级为触点电车取代油气车成为历史的必然。若本项目得到推广,公路电气化也就实现了,它将对有关行业产生现实和深远影响。项目核心专利技术是:车辆底盘下部,装有接电的高、低压滑板,滑板下表面与路表面平行;路面供电触点线是由多个触点单元排列连接而成的,一个触点单元至少包括有:触点、弹性密封罩、密封室、触点座、弹簧(其中有支撑接电滑板的限位弹簧);除了突出于路表面仅约17毫米的触点外,触点线其它部分埋设在路表面下。触点线分段与路边电网相连。每一对前后相邻高压触点单元组成一个电开关,后面相邻触点先被滑板触压并保持到位时,其前面相邻触点后被触压也到位时才能通电。触点不怕高速车压人踩水泡,车可触之用电,人却难触电。触点单元内无电弧,车与触点的离合无电弧,触点线不占道路空间,不影响路上各种车照旧行驶,埋在4厘米宽的路线槽和直径8厘米、深度15~20厘米的触点孔内,路面强度变化极小;生产安装有望基本自动化;极安全低成本地通用于各种大小客货车和城乡高等级道路。本项目的能源供给技术路线是:路面触点线供电为主+电池供电或油气供能为辅。本项目=现代电动汽车+接电滑板+供电触点线+路边电网。这是一种优势互补的混合动力路线。所以本项目的实施,不是取代而是补充改进现有的各种电动汽车系统,或者说是现代各种电动汽车简易的升级换代。触点线和电滑板的室内高速试验已成功,验证了关键自主核心技术和特征。项目可行、成功几率极大。 。 关键词: 节能减排 电动汽车 路面供电触点线 公路电气化 1 项目背景(国内外现状) 目前燃油车污染排放严重和运行费用较高,为了节能减排,出现了各种电动车等新能源车。单计汽车能耗费用,目前用电比用油便宜约五倍(清华大学汽车专家宋健教授在近年的扼要分析结论)。由于今后油价总趋势是在上涨,电可再生又环保,显然理想的陆地交通应是电气化的。这样,各国政府和相关企业都在电动汽车上下大功夫,进行了长期巨额投入。 据中金在线网报道,“通用累计投入200亿元人民币;日产投入至少在300亿人民币;宝马、奥迪等高档车也均有大手笔预算。”“实际上,早在2009年8月,奥巴马就宣布依据经济复苏法案,对美国20多个州的48个新一代电池、电动汽车零部件以及电动汽车项目拨款24亿美元用于研发。”“根据全球知名咨询机构德勤报告分析,全球至少有13个国家推出了政府项目鼓励发展新能源汽车,补贴和奖励金额达到440亿美元。其中美国的新能源汽车刺激计划领先其他国家,预计将投入274亿美元资金于电动汽车等替代燃料技术。虽然大部分新能源汽车目前还停留在实验室阶段,但德勤估计,到2020年年底,电动汽车和其他“绿色”汽车在发达国家市场的销量将达到全球总销量的三分之一,而在新兴市场城市地区的销量则有望达到全球总销量的20%”。 “网易”上的《国内电动汽车发展现状分析》中说:“胡锦涛总书记在去年全国政协会议期间指出:发展新能源汽车,代表了世界汽车业发展的方向,也符合我们的国情。09年8月5日,国务院副总理李克强同志和部分中央老领导分别考察了我国电动汽车自主研发成果,对电动汽车发展问题做了重要指示。刘延东国务委员就发展电动汽车、建立战略性产业多次做出重要指示。” 科技部部长万钢在“2008中国绿色能源汽车发展高峰论坛”给出了中国新能源汽车的发展目标——到2012年,国内有10%新生产的汽车将是节能与新能源汽车。按此推算,2008年中国汽车产量为934万辆,假定保持12%的年增长率,到2012年我国汽车产量将增至1,400万辆,新能源汽车也将达到年产140万辆的规模。每辆汽车用动力电池按照5万元人民币计算,这将是一个700亿规模的市场。 “国务院《政府工作报告》、《汽车产业发展政策》、《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》和《国家中长期科学和技术发展规划纲要》等宏观政策鼓励新能源汽车发展。去年3月,国务院发布《汽车产业调整和振兴规划》,提出实施国家新能源汽车战略,重点支持电动汽车零部件产业化和整车的示范推广。经济激励政策取得突破,国家出台新能源汽车补贴政策,支持试点示范。以湖北省《关于推进电动汽车研发及产业化的意见》为代表,13个电动汽车示范城市研究从研发和产业化资金支持、税费减免、财政补贴、基础设施建设等方面支持电动汽车发展。” “我国电动汽车战略目标:把握电动汽车的历史机遇,实施电动汽车国家战略,全面掌握电动汽车核心技术,带动汽车共性技术的全面提升,形成具有国际竞争力的电动汽车及关键零部件工业体系,加快汽车动力系统电气化转型,构建可持续发展的交通能源体系,实现我国由汽车大国向汽车强国的转变。” 然而,现实问题是:电动汽车动力电池成本仍十分高昂,竞争力差,还需建立充电站网络,即使国家给予较巨额的补贴,电动汽车省油不省钱的局面若得不到改变,则推广难度太大而不可持续。直接用网电的现有无轨电车,零排放、噪音低、起动上坡快,但由于其架空供电触线电网维护成本高、机动性太差、不能通用于各种大小型车并严重影响街道上空景观和路边的大树等等问题,难以提高普及率。近年,日本、韩国等国提出了“路面电磁感应供电”的路面供电新系统。从网上得知,最近韩国投入重金5000万美元(含另一项目)研发成功路面电磁感应供电系统,但功率过小、成本太高,虽然还无法推广,但韩国总统仍亲自参观试坐,显示了韩国对首创精神和路面供电技术路线项目的强大支撑。 2 项目的自有核心技术 本项目是电动汽车主要由路面供电的专利新方案(发明专利申请号、实用新型专利号分别200910114531.2、200910114532.7、200920164795.4等等),它比较彻底解决了电动汽车电力移动供给问题,其核心内容(已获实用新型专利、发明专利初审合格并经国家级查新)是: 该车体上装有可从大电网取电的接电器,接电器位于车辆底盘下部,主要由接电的高、低压滑板构成,滑板下表面与路表面平行, 滑板底面前端有过障胶筒和斜面;路面供电触点线是由多个触点单元排列连接而成的,一个触点单元至少包括有:触点、弹性密封罩、密封室、触点座、弹簧(其中有支撑接电滑板的限位弹簧);除了突出于路表面仅约17毫米的触点外(车轮压则缩进地表面),触点线其它部分埋设在路表面下(为方便装卸,用相应的水泥夹板,将其夹成条后再埋,埋在4厘米宽的路线槽和直径8厘米、深度15~20厘米的触点孔内),路面强度降低极小。触点线分段与路边电网相连。每一对前后相邻高压触点单元组成一个电开关,后面相邻触点先被滑板触压并保持到位时,其前面相邻触点后被触压也到位时才能通电。 3 本项目的先进性 本项目的能源供给技术路线是:路面触点线供电为主+电池供电或油气供能为辅。由于现代公路质量比过去好多了,而且车流量与时俱增,每辆车均摊路长一般仅几十米,甚至于仅几米,“路面供电”的成本均摊后变得很低,其前景十分光明。这就是韩国不惜重金支持路面供电技术路线的原因。 本项目=各种现代电动汽车+接电滑板+供电触点线+路边电网。这是一种优势互补的混合动力路线。所以本项目的实施,不是取代而是补充改进现有的各种电动汽车系统,或者说是现代各种电动汽车系统简易的升级换代。 目前,“机构展示室内试验机”已能达到,在时速100千米接电滑板样品的一分钟约千次冲击试验下,触点线样品能开关正常地向滑板通电;不受电滑板压时,触点不带电;在时速100千米车的轮子的一分钟约千次冲击碾压试验下,触点线能保持正常不坏。机构室内试验的成功是对下述特性的第一步关键验证。 本项目方案的先进性,可具体分为下列16条: 3.1 符合有关安全规范、安全可靠性好:触点不怕高速车压人踩水泡的长期折腾,车可触之而用电网电,人却触之无电,各触点开关工作时均无电弧。 3.2 高等级路上的汽车将主要直接用电网电。排污近于零。 3.3 触点线简单低成本(可基本自动化生产, 在旧路面挖所需的触点孔和线槽,也将用专门的挖路槽孔机高速进行,触点线装好的当天即可路通行)、易于在路面安装和拆卸、易于维护更换易损件、使用寿命长、不占道路空间,不影响路上其它车的行驶,可安全低成本地通用于城乡的各种高等级道路,特别是公交道路、城市快车道和高速公路。虽然在不宜装触点线处和大积雨或大积雪路段上不能用网电行驶,只好用其它能源驱车,但这种情况不多,负面影响小。 3.4 可安全低成本地将各种大小型新旧车改装成为一种集各种优良特性于一身的新混合动力车---下面称之为“触点电电池车”或“触点电油车”,统称“触点电车”。采用本人另外的专利将普通大客、货、公交车改装成触点电油车,只是将特制的电驱动系统与车变速器中间轴传动连接,装上接电器和用来避免触点线产生电弧的电池,对原车零部件改动少,总成本仅约增6万元/辆。 3.5 车子可随意与触点线快速合离而无电弧产生,触点电油车可以油、电门合二为一,位于车辆底盘下部接电器高低压滑板可半自动升降离通断电,司机的原有驾驶习惯变化很小,方便安全性高。 3.6 车子接电器也具有不影响车的外观、简单低成本、易于维护、使用安全寿命长、通用性好等性能。 3.7 将使大货车电气化成为现实。由于电池容量不够大,目前尚未见有油电或纯电池大货车问世,而可大功率供电的触点线则无此问题。 3.8 触点电油车(用触点线供电的油电混合动力车),一般直接用的电网电可占总能耗的95%以上。与相应现有燃油车比,噪音低使乘坐舒适性改善、起动上坡快。 3.9 对于触点电油车来说,由于发动机用得少而几乎不用大修,可以降低发动机相应技术性能指标要求,将来国家可规定延长该车报废期。 3.10 通用于各种电动汽车,总费用大幅度降低。各种现有油(气)电混合动力车、纯电池车,只要配套安装了本接电器,就可主要由触点线供电网电,又可边行驶边充电,电池无需频繁更新和维护而且可适当地小型化。本项目是普通无轨电车与现代电动汽车两个较成熟系统相对优势的结合,结合点就是供电触点线和接电滑板(板)。这样,电动汽车好的机动性和直接由电网供电的优点都有了。只要触点线和电滑板较成熟,整个项目就较成熟了,可见,项目是相对非常简单易行的。不管什么样的车,只要装上电滑板,就能在行驶中通过触点线由电网供电。例如,本人亲自改装已成功的一辆油电公交车,就可装上电滑板而成为触点电车。只要常走的道路装上供电触点线,在利益驱使下,人们必然去购买装有电滑板的电车,或由改装厂将普通电车装上电滑板成为触点电车,也可由改装厂将燃油车改装成触点电车。显然,本项目具有能够加速各种电动汽车推广的通用兼容性。 3.11直接用网电驱车的同时充电,是电油车燃效最高的行驶模式!依据是:中国电池在线网于2009年5月22日发布信息说,美国能源部公开12款插电式混合动力车的燃效试验结果,“结果显示,与充电次数较少的行驶模式相比,在频繁反复充电的行驶模式下,燃效提高了22~55%。” 3.12 由下面的效益分析可知,对于触点电油车(用触点线供电的油电混合动力车),每年大车新增总纯效益约为7万元/辆(其中约一半效益分给了触点线业主后,大车年净省线3.4万元/辆);全国触点电车和触点线总效益为862亿元/年,其中:全国高速公路的车和触点线新增效益为318亿元/年,全国公交车和公交触点线两项新增效益共272亿元/年,在公交以外全国其它车和路的新增效益共272亿元/年。 而本人估计,如果低温燃烧、均质压燃(HCCI)等新式燃油车将来成功并推广,大车年新增纯效益为2万元/辆就很不错了。 3.13 触点电车系统显然优于化学电池车。有学者详细分析指出,带来的环境污染问题可能是化学电池车大推广的死结;质量不稳定也是电池的大问题。另外价格太高而且难降下来。目前业内普遍认为,最有前景的动力电池是锂电池。中投顾问汽车行业分析师李胜茂指出,“每辆新能源汽车动力锂电池成本7万元,而如果按客车计算,这一数值还将提高3倍——每辆混合动力客车的电池需求是轿车的4倍(28万元)”。然而,据中国电子应用网报道“2009年,全球锂资源的消耗量为8万吨,预计5年后,仅美国1000万辆锂电汽车的需求量就将消耗10万吨锂资源。自2005年以来,锂的价格暴涨,由每吨10多万元涨到2009年11月的每吨60多万元”。这样,业内一般认为,由于电动自行车的大发展和电动汽车即将来到的普及,使锂资源价格的暴涨还将持续,锂动力电池的成本极难下降,而且还可能大幅度上升。从这个角度看,本文的效益分析可能保守了。 3.14 触点电车系统显然优于电容电池车,因为,电容电池车一次充电路程太短、众多电容车同时充电时电网难承受的峰值和电容器过大成本过高等等关键问题难以解决。在触点电容车加触点线的模式下,这些问题不存在了,而且可用于高速公路了。若电容车成为主流车时,触点线可大间隔分布,总长度可短几倍,投资额也相应变小,效益又大增。这可能是将来公路交通的主要模式之一。 3.15 触点电车系统显然优于现有无轨电车系统。在对于各种大小车的通用性、车受电器与电网的快速离合、线路对路空间的占用、线路的维护等方面,现有无轨电车差多了。另外,触点不接触电滑板时不带电,在潮湿雨天电损小。 3.16 触点线供电显然优于电磁感应供电。韩国重金投入的试验证明,成本太大和功率过小,是路面电磁感应供电难以克服的死结。 4 对五个安全技术问题的简要解答 4.1 为什么车接电器滑板可碰触点线而用电网电,人畜却触之无电?因为:一个触点带电要同时具备三个条件:①后面的触点首先被压下5~12毫米(超过12毫米无效);②该触点后被压下至少3毫米;③该触点后被压下时, 后面的触点仍保持被压下5~10毫米。车行驶中滑板碰触点线时,可使上述三个条件均满足,至少有一个触点向车供电。而人畜就很难使这三条件都达到。 4.2 为什么滑板与触点线离合时不产生电弧? 因为:车上有与触点线等压的电池的正负极也分别与驱车电机电流输入输出端连接。滑板与触点线接触时,是触点线的网电驱车并向该电池充电,滑板与触点线分离时,由该电池供电驱车。油电车要装小容量动力电池,滑板与触点线离开较久时,改由油提供动力。 4. 3 为什么触点单元电开关动作时不产生电弧? 因为该开关动作完成后,其电路才可能有电流通过。这是触点开关可不用贵重材料而低成本制造的关键 4.4 触点在较差环境下上下活动,为什么说触点单元电开关的安全是可靠的? 因为有多道密封措施:①在触点周边有防晒防尘砂的橡胶盖;②橡胶盖下有防尖锐器物的钢环;③该钢环下有防水防尘的橡胶罩;④密封室内是干燥惰性气体以防锈。⑤相邻触点单元之间有隔离密封环,防止一个触点单元的漏水漏电影响其它触点单元。这些盖、罩、环都是特制而简单可靠长寿的。 4. 5 坏天气的影响是可以克服的。雪、冰、涝小时,对触点电车行驶影响不大,可以不理会;雪、冰、涝大时,项目实施的办法是:及时扫雪铲冰排涝或避开不用网电、用电池电或油即可。人们没有因为时有坏天气,而不造飞机用。同理,只要利益大,人们会克服时有的坏天气,而采用本项目。高等级公路(如高速公路)在经过低洼地方时,通常都把路基垫高,所以减小了洪涝的影响。北方冬天用铲雪机时,为使触点不碰伤,可将其铲子前端最下边沿制成向前倾大于50度、宽22毫米的倒角斜面,届时,该倒角能将触点速压入地下。 5 项目的效益分析(尚未考虑在境外的效益和物价上涨趋势等因素) 下面的分析,按柴油6元/升、电0.7元/度估计,并按触点线投资管理人和车主承担的风险大小合理分配项目效益,车和触点线暂按各占效益约50%。另外,由于现有高压输电线一般跟着公路和铁路边走,而不需专配,政策上又已取消增容费,所以触点线及其路边变压整流器以外的电网投资不大而暂不计在内。 触点线(包括馈引线和路边的馈线和变压整流器等)的平均单位成本估计: 触点线一对(高低压)触点单元约85元/对,设每米2对触点单元,约170元/米,馈引线和馈线约40元/米,变压整流器2万元/公里=20元/米,开路槽费20元/米,其它20元/米,共270元/米,来回2对触点线的单位成本540元,即54万元/千米。 触点电车比较相应其它电动车,所用的电池主要用来避免电弧产生和在无触点线可用,其蓄电容量可以小得多,电池的费用也可以相应少得多。 5.1 触点电油车的效益分析 以普通柴油10米公交车为例,行驶70万千米(报废数),油费105万元/辆(按百千米耗油25升,6元/升计),发动机大修费1.5万元/辆,70万公里费用合计106.5万元/辆。 该公交车变成相应的触点线油车后, 改装费(购车费差)6万元/辆,若触点线使用费35万元/ 70万千米辆,70万千米(报废数,约10年)油费5.3万元/辆(按5%路程用油计),电费(按95%路程用电计) 28万元/辆,70万千米或10年费用合计74.3万元/辆。 比较结论: 触点线油车比相应的普通柴油10米公交车,70万千米净省费用106.5-74.3=32.2万元/辆,占总费用的30%,可计作年净省3.2万元/辆。 由此可推而粗知,若普通小客车变成相应的触点线油车后,年净省约为大车的0.15倍,即0.5万元/辆。 5.2 高速公路安装触点线后的效益分析 5.2.1 按上述数据,以南柳高速公路为例,触点线的投资效益如下: 从网上调查统计得知,南柳高速公路总长约245千米,日均车流量5000辆以上;在自治区内往返的南宁市各客货运站客货大车,从南柳高速公路进出约440车次/日(其中大客车290车次/日)。若这些大车都已改装成触点电油车,则南柳高速公路可向这些大车收取触点线使用费共为245千米×440/日×35元/ 70千米=5.39万元/日=1885万元/年。若有约40%即2000辆的小客车已改装成触点电油车, 则南柳高速公路可向这些小车收取触点线使用费共为245千米×2000/日×6元/ 70千米=4.2万元/日=1470万元/年。以上二项之收入和为3355万元/年。245千米触点线总投资应为54万元/千米×245千米=13230万元,设维护等费用300万元/年,则投资回收期为13230万元÷(3355-300)万元/年≈4.3年,之后年增毛利3055万元/年。 若其它城市改装成触点电油车的客货大车,从南柳高速公路进出也达440车次/日,则可增收取触点线使用费为1885万元/年,投资回收期为13230万元÷(3355+1885-300万元/年)≈2.7年,之后年增毛利4940万元/年。 5.2.2 参考上述数据,以广东广深高速公路为例,触点线的投资效益如下: 触点线的成本估计 由于广深高速公路上大客货车较多,触点线对数增加、电缆加粗、变压器加大,投资费用可加2倍取162万元/ 千米,这样,计得广深高速公路上全程装上触点线的效益如下: 从网上调查统计得知,广深高速公路总长约120千米,日均车流量15万辆以上;设从广深高速公路进出的各客货运站客、货大车占15万辆的3.33%,即0.5万辆已改装为触点电油车,则广深高速公路可向1万大车次收取触点线使用费共为120千米×10000/日×35元/ 70千米=60万元/日=21000万元/年。若有约40%即6万辆的小客车已改装成触点电油车, 则可向这些小车收取触点线使用费共为120千米×60000/日×6元/ 70千米=61.7万元/日=21595万元/年。以上二项之收入和为42595万元/年。120千米触点线总投资应为162万元/千米×120千米=19440万元,设维护等费用700万元/年,则投资回收期为19440万元÷(42595-700)万元/年=0.5年,之后,年增毛利41895万元/年。 若取全国高速公路触点线效益平均值为53万元/千米年(上述广深高速公路349万元/千米年收入的0.152),则全国高速公路触点线效益总收入为:53万元/千米年×3万千米=159亿元/年(按现5万千米的60%即3万千米装上触点线计)。 由于车和触点线暂按各占效益约50%计,则全国高速公路的车和触点线新增总效益为159×2=318(亿元/年) 5.3 项目用在城市公交的效益分析 以南宁市为例,公交道触点线效益: 按南宁市公交道总长400千米的80%装上触点线、触点线投资54万元/千米计,触点线总投资为320×54=17280(万元)。触点线业主向公交公司收取触点线使用费3.5万元/辆年。若有2000辆公交车(占总数80%)改装成触点电油车,则触点线收入3.5×2000=7000(万元),维护费200万元/年,投资回收期为17280万元÷(7000-200)万元/年=2.54年,2.54年,之后,年增毛利6800万元/年。 每辆公交车的效益分析:不用触点线的开支10.8万元/年,其中油费10.7万元/年、发动机大修费0.1万元/年。用触点线的开支7.4万元/年,其中改装费0.6万元/年、油费10.7×5%=0.54万元/年、电费2.9万元(见下面备注)的95%计为2.76万元/年、触点线使用费3.5万元/年。这样,每辆公交车的年净省钱10.8-7.4=3.4万元、改装费回收期为6÷3.4=1.8(年),南宁公交车共净省钱6800万元/年。如果触点线是由公交公司投资, 则不用交触点线使用费,每辆公交车的年净省钱3.5+3.4=6.9(万元),南宁公交车共净省钱13800万元/年。 从上述可知,目前较好方案是 “触点电油车加触点线”的模式。可参照本人在2008年已改装成功的 “油电双动力公交车”(专利号2008200065434等),对各种新旧大客、货车进行改装(加装驱车电机系统、接电器和用以保证触点线无电弧的小容量动力电池)。这样,可以据此推测,全国范围内按上述效益200倍计,公交触点线共收入约6800万元/年×200=136亿元/年,公交车净省钱共约6800万元/年×200=136亿元/年。两项共计272亿元/年。 (备注说明: 据南京方面的报道“目前公交车每百公里消耗汽油约30公升,按公交用油3.4元/公升计算,花费超过了100元,而新型电车每百公里耗电在65度左右,即使按南京工业用电最高每度0.689元计算,电车每百公里的花费仅需45元左右,不到汽油车的二分之一。” 上面估算中的电费均是按此报道内容推算得的。) 5. 4 在城市,项目用在公交以外其它车和路的效益分析 可按与项目用在城市公交的新增效益相等计,即也是272亿元/年。 综上所述,全国触点电车和触点线新增总效益为318+272+272=862亿元/年。 5. 5 对于经营改装车的单位,一年只要改装1000辆,年利润1000万元。 5.6 对采用此项目的大客、货车制造公司, 若年产2万辆触点电油大车,年新增产值为12亿元(按每辆比普通车新增产值6万元计) ,年新增利润3亿元(按1.5万元/辆)。 5. 7 对采用此项目的小客车制造公司, 若年产50万辆触点电油小车,年新增产值为75亿元(按每辆比普通车新增产值1.5万元计) ,年新增利润25亿元(按0.5万元/辆计)。 5. 8 减排:触点电车排放近于零。 5.9 触点电油车发动机寿命大幅度延长,在报废前一般一次大修都不用。 5.10 电力需求将大幅度增加,有力地促进电力工业发展和电网的发达 5.11 电池贵而使用寿命短的问题不再成为电动汽车发展的瓶颈。因为电池问题长期无法较好解决,所以国家才对电动汽车用户给予力度较大的补贴。项目实施后,触点电车电池电用得很少,电池贵而质量不稳定,用户难以断定其使用寿命的长短的问题的影响不太大了。只要路上装有供电触点线,装上电滑板的电动汽车就会大规模快速推广。 对于电池的使用寿命,商家的宣传与实际的差距有时非常大。网上就有这样的报道:“来自威海的消息说,与同类型的柴油车相比,这两辆电动车运行成本要高得多,……,在电车跑到6000公里时,电池组就已经老化”。 由上面的效益分析可知,项目对公路交通部门具有特别重大意义。向电动汽车供电,从以电池为主,变成以公路触点线供电为主后,新增的效益,显然主要由触点线业主和汽车主分享。本项目推广后,向过路的装有接电滑板的电动汽车收取触点线使用费,可能成为公路交通部门主要的、日常性收入。这样公路交通部门可能会特别给予重视。 6 项目的实施计划 6.1 室内试验阶段 触点线和电滑板机构展示室内试验现已成功,达到了预期,为今后的成功打下了基础。 6.2 中试阶段:于2011年4月底前,在广西大学或广西交通学院内(广西大学、柳州五菱汽车公司、广西交通学院等单位已同意参加研发),将去年已成功改装的一辆油电(电池电)公交车和几辆其它电池车改装成触点电油公交车,进行约一千米触点线的试制及在道路上的安装工作,试运行。中试经验和技术经济数据,将明示了项目的效益和前景,为产业化成功打下可靠基础。从中试显示的各种经济技术数据(如一辆公交车的实际改装成本、车子起动和行驶的单位耗电量),可以基本准确地计算出项目产业化后的效益大小。投资于本项目的中试经费只要达到韩国相应投资的零头,就已经够了。 6.3 产业化“电动汽车赚钱示范工程”阶段:时间为中试成功并通过有关鉴定后至2012年4月底,研制关于触点线和电滑板(板)的全套半自动、自动生产设备,报请政府协调请城建公交电力等单位协助,选择一条约20千米长的公交道路安装触点线,增加改装约40辆公交车为触点电油车,将出租轿车和货车各至少一辆改装为触点电油车,进行长期试营运,取得相关的技术经济数据,为大规模推广的成功打下基础。 6.4 大规模推广阶段:① 向全国以至全球转让专利技术及相关制造技术,组织产销触点线和接电器产品和相关设备;②与国内外若干大企业合作,结成战略同盟,在政府的协调安排下,逐城逐路进行规划,先后在公交道和高速公路安装触点线和对普通公交车、大小客、货车、出租轿车进行改装或更新为触点电油车。本公司在此阶段的效益很可能神速发展并在国内外资本市场上市,社会经济效益将是特别巨大的。 7、资金筹措及使用 7.1投资估算和资金使用计划。 总投资1600万元。其中,中试100万元,主要用于车、路、批量生产所用的专用设备和模夹具的设计试制和申请国外专利。 在产业化“电动汽车赚钱示范工程”阶段,需多方筹资和由政府补助共1500万元,主要用于在20千米的公交道路安装触点线,增加改装约40辆公交车为触点电油车,以及研发几台自动半自动触点线制造安装设备。若成功,该阶段就新增效益可能为280万元/年。 7.2资金筹措(包括配套资金数额及来源) 申请科技立项补助500万元,争取投资公司投资1000万元,目前,南宁地区机引厂、南宁市汉宁模具厂和南宁市联科模具厂等单位已同意以人力物力作价入股投资40万元,公司投入自有的60万元(含一辆油电公交车),争取在2011年4月前完成中试,为后面产业化“电动汽车赚钱示范工程”的顺利筹资奠定基础。 8 项目国内市场前景 “由工信部牵头草拟的《新能源汽车产业发展规划》提出,未来10年,政府将投入1000亿元,到2020年培育形成2家—3家产销规模超过600万辆的大型汽车企业集团,1家—2家新能源汽车产销规模超过100万辆的汽车企业集团,3家—5家新能源汽车产销规模达到50万辆的汽车企业集团。”“根据记者拿到的《规划》,我国新能源汽车发展整体目标是到2020年实现新能源汽车累计销量达到500万辆”。 “2008年底,我国私人汽车保有量已达6222万辆。”,“清华大学汽车安全与节能国家重点实验室主任欧阳明高预计:“我国汽车保有量2020年将超过1.5亿辆”。在高速公路运输方面 全国高速公路现有约5万千米,计划在2030年有8.5万千米。到2010年底,高速公路通车里程将突破3000公里,至2020年,高速公路将达5590公里。在城市交通、特别是公交方面,近两年全国公交客车每年新增和更新总量仍然达到约5万辆,全国现有公交车约40万辆,“公交优先”已成为各地共识,公交电气化节能减排、大幅度提高了城市形象,各级政府会舍得下大力气投资的。 当前国家大规模增加投资、拉动内需,将节能减排作为考核政府的重要内容。财政部以财建[2009]6号文,对电动汽车等新能源减排汽车给予财政补贴:“……最高补贴额分别为8万元/辆和42万元/辆;纯电动汽车补贴标准为50万元/辆;”,“初步预计到2012年,财政部将向新能源车的推广使用投入200多亿元。”若此补贴兑现后,不会用到地方政府和企业的钱,本项目就能推广并近于一劳永逸实现公路电气化了! 9 项目的主要风险及其控制 9.1 动力电池技术革命性突破的风险。 如果若干年后,科学家终于研发出一种全新的动力电池。若其性能价格比较现在最好的磷酸铁锂电池大五倍以上(这种可能性虽然是极小的,但是不能排出),即一辆混合动力客车所配电池约为6万元以下,其10年电池费用约20万元以下,届时,则本项目的相对优势才不突出。但该电池还要经过长期实践检验,才能大批推广,这样又要再过若干年时,本项目早已赚够多了。现在投资本项目,投资回收期约为4年;项目成功后投资,投资回收期约为2年。所以对这个风险是可以忽视不计的。 9.2 在本项目的实施前期,政府部门可能有一些人不理解而不支持。 由于是跨学科跨行业的影响面大的项目,了解项目内容的人们之唯一共同顾虑是,如果政府不理解不支持怎么办?办法就是:对于不理解不喜欢走路面供电技术路线而不支持的人,就要多宣传多解释;或者,多换其它地方联系。2000年施正荣博士(现无锡尚德太阳能电力公司董事长)手持专利寻找支持者,“花了大半年时间,不辞劳苦地求遍全国所有大城市”,终于得到无锡市委书记支持而成功,其公司现市值已达40亿美元。这说明,大千世界无奇不有,东方不亮西方亮。只要技术先进、经济性有试验为凭,充其量求遍所有大、中城市,终会得到有实权党政领导支持的。 10 结论 由上述分析可推知,触点电车+触点线网络,比较电动汽车+充电站网络、电动汽车+架空电网、电动汽车+路面电磁感应供电系统的模式和燃油(气)车等其它新能源车系数,技术经济优势是十分突出的,竞争力最强并最现实的节能减排系统。本项目显然可能是公路电气化最理想的基本方案。 可以相信,我们人口三十倍于韩国的泱泱社会主义大国,又有“百花齐放”的传统,投资于路面供电技术路线的科研经费,比韩国不会太少。由于触点线和电滑板机构展示室内试验已成功,验证了关键自主核心技术特征。前景已开始明朗。项目成功几率极大。 由上面较详细的分析可知,利弊相衡,利远远大得多。本项目是可行的。 项目专利权(申请)人: 南宁市赛先生科技开发有限公司 陆中源 (广西轻工节能技术服务总站退休高级工程师 原广西轻工业厅职工技协秘书长) 2010年8月26日 附:触点电车及供电触点线公路效果图照 陆中源联系地址:邮编530023 广西南宁市建政路49号广西经委轻工离退办 手机:13471157966, 电邮gglu066@126.coma或13471157966@126.com
  公路电气化最佳方案“路面供电触点线及其电动汽车”项目可行性研究报告   机构室内试验已成功,寻合作者! 摘要: 这应该是当今世界上最高效价廉的电动汽车系统。它基本直接用网电,排污近于零,与普通燃油公交车比较,相应的触点电车系统平均每辆新增效益为约7万元/年。一般电动汽车省油不省钱将成为历史。电动汽车升级为触点电车取代油气车成为历史的必然。若本项目得到推广,公路电气化也就实现了,它将对有关行业产生现实和深远影响。项目核心专利技术是:车辆底盘下部,装有接电的高、低压滑板,滑板下表面与路表面平行;路面供电触点线是由多个触点单元排列连接而成的,一个触点单元至少包括有:触点、弹性密封罩、密封室、触点座、弹簧(其中有支撑接电滑板的限位弹簧);除了突出于路表面仅约17毫米的触点外,触点线其它部分埋设在路表面下。触点线分段与路边电网相连。每一对前后相邻高压触点单元组成一个电开关,后面相邻触点先被滑板触压并保持到位时,其前面相邻触点后被触压也到位时才能通电。触点不怕高速车压人踩水泡,车可触之用电,人却难触电。触点单元内无电弧,车与触点的离合无电弧,触点线不占道路空间,不影响路上各种车照旧行驶,埋在4厘米宽的路线槽和直径8厘米、深度15~20厘米的触点孔内,路面强度变化极小;生产安装有望基本自动化;极安全低成本地通用于各种大小客货车和城乡高等级道路。本项目的能源供给技术路线是:路面触点线供电为主+电池供电或油气供能为辅。本项目=现代电动汽车+接电滑板+供电触点线+路边电网。这是一种优势互补的混合动力路线。所以本项目的实施,不是取代而是补充改进现有的各种电动汽车系统,或者说是现代各种电动汽车简易的升级换代。触点线和电滑板的室内高速试验已成功,验证了关键自主核心技术和特征。项目可行、成功几率极大。 。 关键词: 节能减排 电动汽车 路面供电触点线 公路电气化 1 项目背景(国内外现状) 目前燃油车污染排放严重和运行费用较高,为了节能减排,出现了各种电动车等新能源车。单计汽车能耗费用,目前用电比用油便宜约五倍(清华大学汽车专家宋健教授在近年的扼要分析结论)。由于今后油价总趋势是在上涨,电可再生又环保,显然理想的陆地交通应是电气化的。这样,各国政府和相关企业都在电动汽车上下大功夫,进行了长期巨额投入。 据中金在线网报道,“通用累计投入200亿元人民币;日产投入至少在300亿人民币;宝马、奥迪等高档车也均有大手笔预算。”“实际上,早在2009年8月,奥巴马就宣布依据经济复苏法案,对美国20多个州的48个新一代电池、电动汽车零部件以及电动汽车项目拨款24亿美元用于研发。”“根据全球知名咨询机构德勤报告分析,全球至少有13个国家推出了政府项目鼓励发展新能源汽车,补贴和奖励金额达到440亿美元。其中美国的新能源汽车刺激计划领先其他国家,预计将投入274亿美元资金于电动汽车等替代燃料技术。虽然大部分新能源汽车目前还停留在实验室阶段,但德勤估计,到2020年年底,电动汽车和其他“绿色”汽车在发达国家市场的销量将达到全球总销量的三分之一,而在新兴市场城市地区的销量则有望达到全球总销量的20%”。 “网易”上的《国内电动汽车发展现状分析》中说:“胡锦涛总书记在去年全国政协会议期间指出:发展新能源汽车,代表了世界汽车业发展的方向,也符合我们的国情。09年8月5日,国务院副总理李克强同志和部分中央老领导分别考察了我国电动汽车自主研发成果,对电动汽车发展问题做了重要指示。刘延东国务委员就发展电动汽车、建立战略性产业多次做出重要指示。” 科技部部长万钢在“2008中国绿色能源汽车发展高峰论坛”给出了中国新能源汽车的发展目标——到2012年,国内有10%新生产的汽车将是节能与新能源汽车。按此推算,2008年中国汽车产量为934万辆,假定保持12%的年增长率,到2012年我国汽车产量将增至1,400万辆,新能源汽车也将达到年产140万辆的规模。每辆汽车用动力电池按照5万元人民币计算,这将是一个700亿规模的市场。 “国务院《政府工作报告》、《汽车产业发展政策》、《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》和《国家中长期科学和技术发展规划纲要》等宏观政策鼓励新能源汽车发展。去年3月,国务院发布《汽车产业调整和振兴规划》,提出实施国家新能源汽车战略,重点支持电动汽车零部件产业化和整车的示范推广。经济激励政策取得突破,国家出台新能源汽车补贴政策,支持试点示范。以湖北省《关于推进电动汽车研发及产业化的意见》为代表,13个电动汽车示范城市研究从研发和产业化资金支持、税费减免、财政补贴、基础设施建设等方面支持电动汽车发展。” “我国电动汽车战略目标:把握电动汽车的历史机遇,实施电动汽车国家战略,全面掌握电动汽车核心技术,带动汽车共性技术的全面提升,形成具有国际竞争力的电动汽车及关键零部件工业体系,加快汽车动力系统电气化转型,构建可持续发展的交通能源体系,实现我国由汽车大国向汽车强国的转变。” 然而,现实问题是:电动汽车动力电池成本仍十分高昂,竞争力差,还需建立充电站网络,即使国家给予较巨额的补贴,电动汽车省油不省钱的局面若得不到改变,则推广难度太大而不可持续。直接用网电的现有无轨电车,零排放、噪音低、起动上坡快,但由于其架空供电触线电网维护成本高、机动性太差、不能通用于各种大小型车并严重影响街道上空景观和路边的大树等等问题,难以提高普及率。近年,日本、韩国等国提出了“路面电磁感应供电”的路面供电新系统。从网上得知,最近韩国投入重金5000万美元(含另一项目)研发成功路面电磁感应供电系统,但功率过小、成本太高,虽然还无法推广,但韩国总统仍亲自参观试坐,显示了韩国对首创精神和路面供电技术路线项目的强大支撑。 2 项目的自有核心技术 本项目是电动汽车主要由路面供电的专利新方案(发明专利申请号、实用新型专利号分别200910114531.2、200910114532.7、200920164795.4等等),它比较彻底解决了电动汽车电力移动供给问题,其核心内容(已获实用新型专利、发明专利初审合格并经国家级查新)是: 该车体上装有可从大电网取电的接电器,接电器位于车辆底盘下部,主要由接电的高、低压滑板构成,滑板下表面与路表面平行, 滑板底面前端有过障胶筒和斜面;路面供电触点线是由多个触点单元排列连接而成的,一个触点单元至少包括有:触点、弹性密封罩、密封室、触点座、弹簧(其中有支撑接电滑板的限位弹簧);除了突出于路表面仅约17毫米的触点外(车轮压则缩进地表面),触点线其它部分埋设在路表面下(为方便装卸,用相应的水泥夹板,将其夹成条后再埋,埋在4厘米宽的路线槽和直径8厘米、深度15~20厘米的触点孔内),路面强度降低极小。触点线分段与路边电网相连。每一对前后相邻高压触点单元组成一个电开关,后面相邻触点先被滑板触压并保持到位时,其前面相邻触点后被触压也到位时才能通电。 3 本项目的先进性 本项目的能源供给技术路线是:路面触点线供电为主+电池供电或油气供能为辅。由于现代公路质量比过去好多了,而且车流量与时俱增,每辆车均摊路长一般仅几十米,甚至于仅几米,“路面供电”的成本均摊后变得很低,其前景十分光明。这就是韩国不惜重金支持路面供电技术路线的原因。 本项目=各种现代电动汽车+接电滑板+供电触点线+路边电网。这是一种优势互补的混合动力路线。所以本项目的实施,不是取代而是补充改进现有的各种电动汽车系统,或者说是现代各种电动汽车系统简易的升级换代。 目前,“机构展示室内试验机”已能达到,在时速100千米接电滑板样品的一分钟约千次冲击试验下,触点线样品能开关正常地向滑板通电;不受电滑板压时,触点不带电;在时速100千米车的轮子的一分钟约千次冲击碾压试验下,触点线能保持正常不坏。机构室内试验的成功是对下述特性的第一步关键验证。 本项目方案的先进性,可具体分为下列16条: 3.1 符合有关安全规范、安全可靠性好:触点不怕高速车压人踩水泡的长期折腾,车可触之而用电网电,人却触之无电,各触点开关工作时均无电弧。 3.2 高等级路上的汽车将主要直接用电网电。排污近于零。 3.3 触点线简单低成本(可基本自动化生产, 在旧路面挖所需的触点孔和线槽,也将用专门的挖路槽孔机高速进行,触点线装好的当天即可路通行)、易于在路面安装和拆卸、易于维护更换易损件、使用寿命长、不占道路空间,不影响路上其它车的行驶,可安全低成本地通用于城乡的各种高等级道路,特别是公交道路、城市快车道和高速公路。虽然在不宜装触点线处和大积雨或大积雪路段上不能用网电行驶,只好用其它能源驱车,但这种情况不多,负面影响小。 3.4 可安全低成本地将各种大小型新旧车改装成为一种集各种优良特性于一身的新混合动力车---下面称之为“触点电电池车”或“触点电油车”,统称“触点电车”。采用本人另外的专利将普通大客、货、公交车改装成触点电油车,只是将特制的电驱动系统与车变速器中间轴传动连接,装上接电器和用来避免触点线产生电弧的电池,对原车零部件改动少,总成本仅约增6万元/辆。 3.5 车子可随意与触点线快速合离而无电弧产生,触点电油车可以油、电门合二为一,位于车辆底盘下部接电器高低压滑板可半自动升降离通断电,司机的原有驾驶习惯变化很小,方便安全性高。 3.6 车子接电器也具有不影响车的外观、简单低成本、易于维护、使用安全寿命长、通用性好等性能。 3.7 将使大货车电气化成为现实。由于电池容量不够大,目前尚未见有油电或纯电池大货车问世,而可大功率供电的触点线则无此问题。 3.8 触点电油车(用触点线供电的油电混合动力车),一般直接用的电网电可占总能耗的95%以上。与相应现有燃油车比,噪音低使乘坐舒适性改善、起动上坡快。 3.9 对于触点电油车来说,由于发动机用得少而几乎不用大修,可以降低发动机相应技术性能指标要求,将来国家可规定延长该车报废期。 3.10 通用于各种电动汽车,总费用大幅度降低。各种现有油(气)电混合动力车、纯电池车,只要配套安装了本接电器,就可主要由触点线供电网电,又可边行驶边充电,电池无需频繁更新和维护而且可适当地小型化。本项目是普通无轨电车与现代电动汽车两个较成熟系统相对优势的结合,结合点就是供电触点线和接电滑板(板)。这样,电动汽车好的机动性和直接由电网供电的优点都有了。只要触点线和电滑板较成熟,整个项目就较成熟了,可见,项目是相对非常简单易行的。不管什么样的车,只要装上电滑板,就能在行驶中通过触点线由电网供电。例如,本人亲自改装已成功的一辆油电公交车,就可装上电滑板而成为触点电车。只要常走的道路装上供电触点线,在利益驱使下,人们必然去购买装有电滑板的电车,或由改装厂将普通电车装上电滑板成为触点电车,也可由改装厂将燃油车改装成触点电车。显然,本项目具有能够加速各种电动汽车推广的通用兼容性。 3.11直接用网电驱车的同时充电,是电油车燃效最高的行驶模式!依据是:中国电池在线网于2009年5月22日发布信息说,美国能源部公开12款插电式混合动力车的燃效试验结果,“结果显示,与充电次数较少的行驶模式相比,在频繁反复充电的行驶模式下,燃效提高了22~55%。” 3.12 由下面的效益分析可知,对于触点电油车(用触点线供电的油电混合动力车),每年大车新增总纯效益约为7万元/辆(其中约一半效益分给了触点线业主后,大车年净省线3.4万元/辆);全国触点电车和触点线总效益为862亿元/年,其中:全国高速公路的车和触点线新增效益为318亿元/年,全国公交车和公交触点线两项新增效益共272亿元/年,在公交以外全国其它车和路的新增效益共272亿元/年。 而本人估计,如果低温燃烧、均质压燃(HCCI)等新式燃油车将来成功并推广,大车年新增纯效益为2万元/辆就很不错了。 3.13 触点电车系统显然优于化学电池车。有学者详细分析指出,带来的环境污染问题可能是化学电池车大推广的死结;质量不稳定也是电池的大问题。另外价格太高而且难降下来。目前业内普遍认为,最有前景的动力电池是锂电池。中投顾问汽车行业分析师李胜茂指出,“每辆新能源汽车动力锂电池成本7万元,而如果按客车计算,这一数值还将提高3倍——每辆混合动力客车的电池需求是轿车的4倍(28万元)”。然而,据中国电子应用网报道“2009年,全球锂资源的消耗量为8万吨,预计5年后,仅美国1000万辆锂电汽车的需求量就将消耗10万吨锂资源。自2005年以来,锂的价格暴涨,由每吨10多万元涨到2009年11月的每吨60多万元”。这样,业内一般认为,由于电动自行车的大发展和电动汽车即将来到的普及,使锂资源价格的暴涨还将持续,锂动力电池的成本极难下降,而且还可能大幅度上升。从这个角度看,本文的效益分析可能保守了。 3.14 触点电车系统显然优于电容电池车,因为,电容电池车一次充电路程太短、众多电容车同时充电时电网难承受的峰值和电容器过大成本过高等等关键问题难以解决。在触点电容车加触点线的模式下,这些问题不存在了,而且可用于高速公路了。若电容车成为主流车时,触点线可大间隔分布,总长度可短几倍,投资额也相应变小,效益又大增。这可能是将来公路交通的主要模式之一。 3.15 触点电车系统显然优于现有无轨电车系统。在对于各种大小车的通用性、车受电器与电网的快速离合、线路对路空间的占用、线路的维护等方面,现有无轨电车差多了。另外,触点不接触电滑板时不带电,在潮湿雨天电损小。 3.16 触点线供电显然优于电磁感应供电。韩国重金投入的试验证明,成本太大和功率过小,是路面电磁感应供电难以克服的死结。 4 对五个安全技术问题的简要解答 4.1 为什么车接电器滑板可碰触点线而用电网电,人畜却触之无电?因为:一个触点带电要同时具备三个条件:①后面的触点首先被压下5~12毫米(超过12毫米无效);②该触点后被压下至少3毫米;③该触点后被压下时, 后面的触点仍保持被压下5~10毫米。车行驶中滑板碰触点线时,可使上述三个条件均满足,至少有一个触点向车供电。而人畜就很难使这三条件都达到。 4.2 为什么滑板与触点线离合时不产生电弧? 因为:车上有与触点线等压的电池的正负极也分别与驱车电机电流输入输出端连接。滑板与触点线接触时,是触点线的网电驱车并向该电池充电,滑板与触点线分离时,由该电池供电驱车。油电车要装小容量动力电池,滑板与触点线离开较久时,改由油提供动力。 4. 3 为什么触点单元电开关动作时不产生电弧? 因为该开关动作完成后,其电路才可能有电流通过。这是触点开关可不用贵重材料而低成本制造的关键 4.4 触点在较差环境下上下活动,为什么说触点单元电开关的安全是可靠的? 因为有多道密封措施:①在触点周边有防晒防尘砂的橡胶盖;②橡胶盖下有防尖锐器物的钢环;③该钢环下有防水防尘的橡胶罩;④密封室内是干燥惰性气体以防锈。⑤相邻触点单元之间有隔离密封环,防止一个触点单元的漏水漏电影响其它触点单元。这些盖、罩、环都是特制而简单可靠长寿的。 4. 5 坏天气的影响是可以克服的。雪、冰、涝小时,对触点电车行驶影响不大,可以不理会;雪、冰、涝大时,项目实施的办法是:及时扫雪铲冰排涝或避开不用网电、用电池电或油即可。人们没有因为时有坏天气,而不造飞机用。同理,只要利益大,人们会克服时有的坏天气,而采用本项目。高等级公路(如高速公路)在经过低洼地方时,通常都把路基垫高,所以减小了洪涝的影响。北方冬天用铲雪机时,为使触点不碰伤,可将其铲子前端最下边沿制成向前倾大于50度、宽22毫米的倒角斜面,届时,该倒角能将触点速压入地下。 5 项目的效益分析(尚未考虑在境外的效益和物价上涨趋势等因素) 下面的分析,按柴油6元/升、电0.7元/度估计,并按触点线投资管理人和车主承担的风险大小合理分配项目效益,车和触点线暂按各占效益约50%。另外,由于现有高压输电线一般跟着公路和铁路边走,而不需专配,政策上又已取消增容费,所以触点线及其路边变压整流器以外的电网投资不大而暂不计在内。 触点线(包括馈引线和路边的馈线和变压整流器等)的平均单位成本估计: 触点线一对(高低压)触点单元约85元/对,设每米2对触点单元,约170元/米,馈引线和馈线约40元/米,变压整流器2万元/公里=20元/米,开路槽费20元/米,其它20元/米,共270元/米,来回2对触点线的单位成本540元,即54万元/千米。 触点电车比较相应其它电动车,所用的电池主要用来避免电弧产生和在无触点线可用,其蓄电容量可以小得多,电池的费用也可以相应少得多。 5.1 触点电油车的效益分析 以普通柴油10米公交车为例,行驶70万千米(报废数),油费105万元/辆(按百千米耗油25升,6元/升计),发动机大修费1.5万元/辆,70万公里费用合计106.5万元/辆。 该公交车变成相应的触点线油车后, 改装费(购车费差)6万元/辆,若触点线使用费35万元/ 70万千米辆,70万千米(报废数,约10年)油费5.3万元/辆(按5%路程用油计),电费(按95%路程用电计) 28万元/辆,70万千米或10年费用合计74.3万元/辆。 比较结论: 触点线油车比相应的普通柴油10米公交车,70万千米净省费用106.5-74.3=32.2万元/辆,占总费用的30%,可计作年净省3.2万元/辆。 由此可推而粗知,若普通小客车变成相应的触点线油车后,年净省约为大车的0.15倍,即0.5万元/辆。 5.2 高速公路安装触点线后的效益分析 5.2.1 按上述数据,以南柳高速公路为例,触点线的投资效益如下: 从网上调查统计得知,南柳高速公路总长约245千米,日均车流量5000辆以上;在自治区内往返的南宁市各客货运站客货大车,从南柳高速公路进出约440车次/日(其中大客车290车次/日)。若这些大车都已改装成触点电油车,则南柳高速公路可向这些大车收取触点线使用费共为245千米×440/日×35元/ 70千米=5.39万元/日=1885万元/年。若有约40%即2000辆的小客车已改装成触点电油车, 则南柳高速公路可向这些小车收取触点线使用费共为245千米×2000/日×6元/ 70千米=4.2万元/日=1470万元/年。以上二项之收入和为3355万元/年。245千米触点线总投资应为54万元/千米×245千米=13230万元,设维护等费用300万元/年,则投资回收期为13230万元÷(3355-300)万元/年≈4.3年,之后年增毛利3055万元/年。 若其它城市改装成触点电油车的客货大车,从南柳高速公路进出也达440车次/日,则可增收取触点线使用费为1885万元/年,投资回收期为13230万元÷(3355+1885-300万元/年)≈2.7年,之后年增毛利4940万元/年。 5.2.2 参考上述数据,以广东广深高速公路为例,触点线的投资效益如下: 触点线的成本估计 由于广深高速公路上大客货车较多,触点线对数增加、电缆加粗、变压器加大,投资费用可加2倍取162万元/ 千米,这样,计得广深高速公路上全程装上触点线的效益如下: 从网上调查统计得知,广深高速公路总长约120千米,日均车流量15万辆以上;设从广深高速公路进出的各客货运站客、货大车占15万辆的3.33%,即0.5万辆已改装为触点电油车,则广深高速公路可向1万大车次收取触点线使用费共为120千米×10000/日×35元/ 70千米=60万元/日=21000万元/年。若有约40%即6万辆的小客车已改装成触点电油车, 则可向这些小车收取触点线使用费共为120千米×60000/日×6元/ 70千米=61.7万元/日=21595万元/年。以上二项之收入和为42595万元/年。120千米触点线总投资应为162万元/千米×120千米=19440万元,设维护等费用700万元/年,则投资回收期为19440万元÷(42595-700)万元/年=0.5年,之后,年增毛利41895万元/年。 若取全国高速公路触点线效益平均值为53万元/千米年(上述广深高速公路349万元/千米年收入的0.152),则全国高速公路触点线效益总收入为:53万元/千米年×3万千米=159亿元/年(按现5万千米的60%即3万千米装上触点线计)。 由于车和触点线暂按各占效益约50%计,则全国高速公路的车和触点线新增总效益为159×2=318(亿元/年) 5.3 项目用在城市公交的效益分析 以南宁市为例,公交道触点线效益: 按南宁市公交道总长400千米的80%装上触点线、触点线投资54万元/千米计,触点线总投资为320×54=17280(万元)。触点线业主向公交公司收取触点线使用费3.5万元/辆年。若有2000辆公交车(占总数80%)改装成触点电油车,则触点线收入3.5×2000=7000(万元),维护费200万元/年,投资回收期为17280万元÷(7000-200)万元/年=2.54年,2.54年,之后,年增毛利6800万元/年。 每辆公交车的效益分析:不用触点线的开支10.8万元/年,其中油费10.7万元/年、发动机大修费0.1万元/年。用触点线的开支7.4万元/年,其中改装费0.6万元/年、油费10.7×5%=0.54万元/年、电费2.9万元(见下面备注)的95%计为2.76万元/年、触点线使用费3.5万元/年。这样,每辆公交车的年净省钱10.8-7.4=3.4万元、改装费回收期为6÷3.4=1.8(年),南宁公交车共净省钱6800万元/年。如果触点线是由公交公司投资, 则不用交触点线使用费,每辆公交车的年净省钱3.5+3.4=6.9(万元),南宁公交车共净省钱13800万元/年。 从上述可知,目前较好方案是 “触点电油车加触点线”的模式。可参照本人在2008年已改装成功的 “油电双动力公交车”(专利号2008200065434等),对各种新旧大客、货车进行改装(加装驱车电机系统、接电器和用以保证触点线无电弧的小容量动力电池)。这样,可以据此推测,全国范围内按上述效益200倍计,公交触点线共收入约6800万元/年×200=136亿元/年,公交车净省钱共约6800万元/年×200=136亿元/年。两项共计272亿元/年。 (备注说明: 据南京方面的报道“目前公交车每百公里消耗汽油约30公升,按公交用油3.4元/公升计算,花费超过了100元,而新型电车每百公里耗电在65度左右,即使按南京工业用电最高每度0.689元计算,电车每百公里的花费仅需45元左右,不到汽油车的二分之一。” 上面估算中的电费均是按此报道内容推算得的。) 5. 4 在城市,项目用在公交以外其它车和路的效益分析 可按与项目用在城市公交的新增效益相等计,即也是272亿元/年。 综上所述,全国触点电车和触点线新增总效益为318+272+272=862亿元/年。 5. 5 对于经营改装车的单位,一年只要改装1000辆,年利润1000万元。 5.6 对采用此项目的大客、货车制造公司, 若年产2万辆触点电油大车,年新增产值为12亿元(按每辆比普通车新增产值6万元计) ,年新增利润3亿元(按1.5万元/辆)。 5. 7 对采用此项目的小客车制造公司, 若年产50万辆触点电油小车,年新增产值为75亿元(按每辆比普通车新增产值1.5万元计) ,年新增利润25亿元(按0.5万元/辆计)。 5. 8 减排:触点电车排放近于零。 5.9 触点电油车发动机寿命大幅度延长,在报废前一般一次大修都不用。 5.10 电力需求将大幅度增加,有力地促进电力工业发展和电网的发达 5.11 电池贵而使用寿命短的问题不再成为电动汽车发展的瓶颈。因为电池问题长期无法较好解决,所以国家才对电动汽车用户给予力度较大的补贴。项目实施后,触点电车电池电用得很少,电池贵而质量不稳定,用户难以断定其使用寿命的长短的问题的影响不太大了。只要路上装有供电触点线,装上电滑板的电动汽车就会大规模快速推广。 对于电池的使用寿命,商家的宣传与实际的差距有时非常大。网上就有这样的报道:“来自威海的消息说,与同类型的柴油车相比,这两辆电动车运行成本要高得多,……,在电车跑到6000公里时,电池组就已经老化”。 由上面的效益分析可知,项目对公路交通部门具有特别重大意义。向电动汽车供电,从以电池为主,变成以公路触点线供电为主后,新增的效益,显然主要由触点线业主和汽车主分享。本项目推广后,向过路的装有接电滑板的电动汽车收取触点线使用费,可能成为公路交通部门主要的、日常性收入。这样公路交通部门可能会特别给予重视。 6 项目的实施计划 6.1 室内试验阶段 触点线和电滑板机构展示室内试验现已成功,达到了预期,为今后的成功打下了基础。 6.2 中试阶段:于2011年4月底前,在广西大学或广西交通学院内(广西大学、柳州五菱汽车公司、广西交通学院等单位已同意参加研发),将去年已成功改装的一辆油电(电池电)公交车和几辆其它电池车改装成触点电油公交车,进行约一千米触点线的试制及在道路上的安装工作,试运行。中试经验和技术经济数据,将明示了项目的效益和前景,为产业化成功打下可靠基础。从中试显示的各种经济技术数据(如一辆公交车的实际改装成本、车子起动和行驶的单位耗电量),可以基本准确地计算出项目产业化后的效益大小。投资于本项目的中试经费只要达到韩国相应投资的零头,就已经够了。 6.3 产业化“电动汽车赚钱示范工程”阶段:时间为中试成功并通过有关鉴定后至2012年4月底,研制关于触点线和电滑板(板)的全套半自动、自动生产设备,报请政府协调请城建公交电力等单位协助,选择一条约20千米长的公交道路安装触点线,增加改装约40辆公交车为触点电油车,将出租轿车和货车各至少一辆改装为触点电油车,进行长期试营运,取得相关的技术经济数据,为大规模推广的成功打下基础。 6.4 大规模推广阶段:① 向全国以至全球转让专利技术及相关制造技术,组织产销触点线和接电器产品和相关设备;②与国内外若干大企业合作,结成战略同盟,在政府的协调安排下,逐城逐路进行规划,先后在公交道和高速公路安装触点线和对普通公交车、大小客、货车、出租轿车进行改装或更新为触点电油车。本公司在此阶段的效益很可能神速发展并在国内外资本市场上市,社会经济效益将是特别巨大的。 7、资金筹措及使用 7.1投资估算和资金使用计划。 总投资1600万元。其中,中试100万元,主要用于车、路、批量生产所用的专用设备和模夹具的设计试制和申请国外专利。 在产业化“电动汽车赚钱示范工程”阶段,需多方筹资和由政府补助共1500万元,主要用于在20千米的公交道路安装触点线,增加改装约40辆公交车为触点电油车,以及研发几台自动半自动触点线制造安装设备。若成功,该阶段就新增效益可能为280万元/年。 7.2资金筹措(包括配套资金数额及来源) 申请科技立项补助500万元,争取投资公司投资1000万元,目前,南宁地区机引厂、南宁市汉宁模具厂和南宁市联科模具厂等单位已同意以人力物力作价入股投资40万元,公司投入自有的60万元(含一辆油电公交车),争取在2011年4月前完成中试,为后面产业化“电动汽车赚钱示范工程”的顺利筹资奠定基础。 8 项目国内市场前景 “由工信部牵头草拟的《新能源汽车产业发展规划》提出,未来10年,政府将投入1000亿元,到2020年培育形成2家—3家产销规模超过600万辆的大型汽车企业集团,1家—2家新能源汽车产销规模超过100万辆的汽车企业集团,3家—5家新能源汽车产销规模达到50万辆的汽车企业集团。”“根据记者拿到的《规划》,我国新能源汽车发展整体目标是到2020年实现新能源汽车累计销量达到500万辆”。 “2008年底,我国私人汽车保有量已达6222万辆。”,“清华大学汽车安全与节能国家重点实验室主任欧阳明高预计:“我国汽车保有量2020年将超过1.5亿辆”。在高速公路运输方面 全国高速公路现有约5万千米,计划在2030年有8.5万千米。到2010年底,高速公路通车里程将突破3000公里,至2020年,高速公路将达5590公里。在城市交通、特别是公交方面,近两年全国公交客车每年新增和更新总量仍然达到约5万辆,全国现有公交车约40万辆,“公交优先”已成为各地共识,公交电气化节能减排、大幅度提高了城市形象,各级政府会舍得下大力气投资的。 当前国家大规模增加投资、拉动内需,将节能减排作为考核政府的重要内容。财政部以财建[2009]6号文,对电动汽车等新能源减排汽车给予财政补贴:“……最高补贴额分别为8万元/辆和42万元/辆;纯电动汽车补贴标准为50万元/辆;”,“初步预计到2012年,财政部将向新能源车的推广使用投入200多亿元。”若此补贴兑现后,不会用到地方政府和企业的钱,本项目就能推广并近于一劳永逸实现公路电气化了! 9 项目的主要风险及其控制 9.1 动力电池技术革命性突破的风险。 如果若干年后,科学家终于研发出一种全新的动力电池。若其性能价格比较现在最好的磷酸铁锂电池大五倍以上(这种可能性虽然是极小的,但是不能排出),即一辆混合动力客车所配电池约为6万元以下,其10年电池费用约20万元以下,届时,则本项目的相对优势才不突出。但该电池还要经过长期实践检验,才能大批推广,这样又要再过若干年时,本项目早已赚够多了。现在投资本项目,投资回收期约为4年;项目成功后投资,投资回收期约为2年。所以对这个风险是可以忽视不计的。 9.2 在本项目的实施前期,政府部门可能有一些人不理解而不支持。 由于是跨学科跨行业的影响面大的项目,了解项目内容的人们之唯一共同顾虑是,如果政府不理解不支持怎么办?办法就是:对于不理解不喜欢走路面供电技术路线而不支持的人,就要多宣传多解释;或者,多换其它地方联系。2000年施正荣博士(现无锡尚德太阳能电力公司董事长)手持专利寻找支持者,“花了大半年时间,不辞劳苦地求遍全国所有大城市”,终于得到无锡市委书记支持而成功,其公司现市值已达40亿美元。这说明,大千世界无奇不有,东方不亮西方亮。只要技术先进、经济性有试验为凭,充其量求遍所有大、中城市,终会得到有实权党政领导支持的。 10 结论 由上述分析可推知,触点电车+触点线网络,比较电动汽车+充电站网络、电动汽车+架空电网、电动汽车+路面电磁感应供电系统的模式和燃油(气)车等其它新能源车系数,技术经济优势是十分突出的,竞争力最强并最现实的节能减排系统。本项目显然可能是公路电气化最理想的基本方案。 可以相信,我们人口三十倍于韩国的泱泱社会主义大国,又有“百花齐放”的传统,投资于路面供电技术路线的科研经费,比韩国不会太少。由于触点线和电滑板机构展示室内试验已成功,验证了关键自主核心技术特征。前景已开始明朗。项目成功几率极大。 由上面较详细的分析可知,利弊相衡,利远远大得多。本项目是可行的。 项目专利权(申请)人: 南宁市赛先生科技开发有限公司 陆中源 (广西轻工节能技术服务总站退休高级工程师 原广西轻工业厅职工技协秘书长) 2010年8月26日 附:触点电车及供电触点线公路效果图照 陆中源联系地址:邮编530023 广西南宁市建政路49号广西经委轻工离退办 手机:13471157966, 电邮gglu066@126.coma或13471157966@126.com

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