2020年12月9日，2020客车轻量化发展高峰论坛在上海新国际博览中心举行，浦东公交机务部经理金斌应邀作了《客车轻量化在浦东公交的应用探讨》主题演讲。

金斌浦东公交机务部经理

客车轻量化在浦东公交的应用探讨

金斌

一、前言

客车轻量化技术路线图

技术目标：2030年，高强度钢应用比例大幅增加；单车用铝量超过1000kg；碳纤维使用量占整车重达到5%。整车同比2015年减重目标：2020年，10%；2025年，20%；2030年，35%。

技术路径：轻质材料的应用；新技术路线和工艺；先进的结构优化或设计方法；大力推进高强度钢、铝合金、镁铝合金、工程塑料、复合材料等在客车上的应用。

节能减排：纯电车单位载质量能量消耗量Ekg低于0.138Wh/km·kg；降低单位能耗、提高纯电动车辆单次充电续航里程；燃料电池技术的应用。

浦东公交新能源客车轻量化

截至目前，浦东公交保管车辆数为4204辆，其中新能源客车2340辆，含双电、插电混合、快充纯电动、纯电动，占比为55.66%。浦东公交从2014年双电新能源车辆的启用，一直实践车辆轻量化新材料、新设计、新工艺的探索，同款车辆整备质量6年合计下降约14.8%。

二、客车轻量化的应用实践

客车轻量化：

车身部分的轻量化；底盘部分的轻量化；动力传动的轻量化。

新材料；新设计；新工艺。

扩大铝、镁铝合金与碳纤维增强复合材料在客车上的应用。

采用结构-材料-性能一体化轻量化多目标协同优化设计。

热成形、温成形、内高压成形为主，挤压成形、弯折成形及热固性纤维材料成形为辅。

客车新材料应用

2013年，原ABS风道切换镁铝合金风道、原钢制储气筒切换铝合金储气筒；

2015年，铝合金车身、蒙皮、刚车身应用镁铝合金轮辋替代钢圈（减重126kg）；

2017年，原竹胶板切换PVC铝覆地板（减重300kg）、驱动系统集成；

2019年至今，客车动力电池装箱数减少37.5%。减重1400kg；

未来，把握客车经济效益平衡性，试行碳纤维材料 、PVC铝覆地板替换为蜂窝式地板等。

新材料运用-铝合金材料应用分析

铝合金车身

优势：1、车容车貌-采用铝合金车身的公交车辆使用至今，未发现车身及其蒙皮流锈水的现象2、延长车辆报废至10年及以上，明显提高车辆折旧价值。

劣势：1、购置成本高、未形成客车先进生产工艺，铝合金车身轻量化还有一定的空间。2、维护-遇事故车修理时需购置材料。

难点：铝合金车身材料是客车轻量化的关键，难点在于如何解决安全性与可靠性间的矛盾。

新材料运用-其它材料应用分析

PVC铝覆地板

优势：1、相比传统竹木地板材料，整车减重近300kg。2、全生命周期质保，减免了客车中期维护，节省浦东公交相应费用500万/年。

劣势：车辆购置成本增加。

客车新设计、工艺应用

新设计、工艺应用-动力电池

2015年，二级踏步+底置电池，16箱电池+能量密度>95W·h/kg

2018年，低地板+底置顶置电池，10箱电池+能量密度>135W·h/kg。

2020年，低地板快充+顶置电池，4箱电池+能量密度>140W·h/kg。

随着电池技术进步及设计工艺的提高，动力电池在保障浦东公交车辆营运续航里程的前提下，电池箱体不断减少、能量密度不断上升，带来了明显的质量减少，明显提高了能效，但目前也遇到了安全性与能量密度平衡性问题、顶置电池对车身强度提出了更高的要求且维护保养不易的新问题。

轻量化运用-整车整备质量对能耗影响

S0I柴油车型（传统车身），整备质量10900kg，百公里能耗34.30L（2015年至今统计）；

W1B混合动车车型（传统车身），整备质量（含动力电池部分）11700kg，百公里能耗31.40L（2015年至今统计）；

L0H混合动车车型（铝车身），整备质量（含动力电池部分）10300kg，百公里能耗28.30L（2015年至今统计）。

结论：

1、技术路线是能耗下降的主要途径之一；

2、客车轻量化是节能的手段，整车装备质量每下降1000kg，同比下降2升/百公里燃油。

轻量化运用-轻量化能耗对比

2015~2020年，浦东公交纯电动车节能增效明显。同等级纯电动车整备质量，由13500kg下降到11500kg，减轻2000kg，减重近14.8%；同等级纯电动车能耗，由90Wh/百公里下降到82Wh/百公里节能8Wh/百公里，节能近8.8%。

三、客车轻量化的应用展望

浦东公交轻量化应用短期目标：

GOAL：整车比2015年减重：2020年：10%（已完成）2025年：20%。

浦东公交轻量化应用困难点：

Difficulties：轻量化与运营中早晚高峰时段超载最大质量安全性平衡；轻量化技术、工艺路线的成熟性；轻量化带来的购置成本变化等。

浦东公交轻量化应用前景：轮边电机驱动；第三代高强度钢及其它复合材料的应用比例提高；动力电池技术持续突破；氢燃料客车技术路线。