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為應(yīng)對(duì)石油資源枯竭和燃油汽車所帶來的環(huán)境污染問題，新能源汽車特別是純電動(dòng)汽車已引起各國(guó)政府、科研機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。中國(guó)政府已把純電動(dòng)汽車作為新能源汽車發(fā)展的主要戰(zhàn)略取向。純電動(dòng)公交（簡(jiǎn)稱電動(dòng)公交）具有零怠速、行駛過程中污染小、節(jié)能減排效果明顯等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前電動(dòng)汽車推廣的重點(diǎn)方向。

但實(shí)際運(yùn)營(yíng)的電動(dòng)公交存在搭載的動(dòng)力電池體積和質(zhì)量大、價(jià)格高、循環(huán)壽命短、充電費(fèi)用高等問題，其經(jīng)濟(jì)性并不理想。因此在保證電動(dòng)公交正常運(yùn)營(yíng)前提下，尋找一種能使其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的充電方式和運(yùn)營(yíng)模式，具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

電動(dòng)公交的充電方式有交流慢充、交直流快充（簡(jiǎn)稱快充）和換電三種方式。

交流慢充是指電動(dòng)公交完成一天的運(yùn)行任務(wù)以后回到充電站，利用夜間分時(shí)電價(jià)谷時(shí)段進(jìn)行小功率慢充，優(yōu)點(diǎn)是有利于電網(wǎng)削峰填谷，減少充電成本和延長(zhǎng)電池壽命，缺點(diǎn)是車載動(dòng)力電池體積大、價(jià)格高、經(jīng)濟(jì)性差。快充能快速補(bǔ)充電能，但大功率無序充電易帶來諧波污染、引起變壓器過載和加大電網(wǎng)峰谷差。

換電模式是指當(dāng)電動(dòng)公交動(dòng)力電池電量消耗完畢后換上充滿電的動(dòng)力電池的一種電量補(bǔ)給模式，其優(yōu)點(diǎn)是換電速度快、標(biāo)準(zhǔn)容易統(tǒng)一、易于實(shí)現(xiàn)充電與電網(wǎng)的良性互動(dòng)和減少充電對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的不利影響，缺點(diǎn)是換電站建設(shè)投資大、經(jīng)濟(jì)性不好。

電動(dòng)公交的上述幾種充電方式和充電策略各有優(yōu)缺點(diǎn)，很難同時(shí)實(shí)現(xiàn)充電友好性和運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)性兩個(gè)目標(biāo)。

對(duì)非公交類電動(dòng)汽車充電策略和運(yùn)營(yíng)模式目前已有較多研究，主要集中在充電需求預(yù)測(cè)、V2G及輔助服務(wù)、并網(wǎng)、充換電站規(guī)劃等方面。部分學(xué)者對(duì)電動(dòng)公交充電策略進(jìn)行研究并取得一定進(jìn)展。

但是這些研究主要從電網(wǎng)的視角出發(fā)，大多采用換電方式，優(yōu)化目標(biāo)是削峰填谷、改善電能質(zhì)量和減少充電成本，極少考慮電動(dòng)公交的交通特性，特別是沒有把電動(dòng)公交的充電策略與其行車計(jì)劃結(jié)合起來，使得所建立的模型實(shí)用性不強(qiáng)。

隨著動(dòng)力電池性能的不斷提升，國(guó)家對(duì)快充類純電動(dòng)公交實(shí)行財(cái)政支持政策，鼓勵(lì)電動(dòng)公交采取快充充電方式。鑒于此，昆明理工大學(xué)的研究人員將電動(dòng)公交的充電策略和其行車計(jì)劃編制結(jié)合起來考慮，提出一種利用電動(dòng)公交進(jìn)入場(chǎng)站停留間隙進(jìn)行能量補(bǔ)給的快速充電方式，并給出了在這種充電方式下的最優(yōu)充電策略，以及實(shí)現(xiàn)該充電策略的三階段優(yōu)化算法。最后通過一條實(shí)際電動(dòng)公交線路的行車計(jì)劃和充電計(jì)劃編制對(duì)所建模型進(jìn)行驗(yàn)證。

研究人員最后得出以下結(jié)論：

1）通過對(duì)電動(dòng)公交的各種充電方式對(duì)比分析，提出利用電動(dòng)公交發(fā)車間隙進(jìn)行快速充電的充電方式。在分時(shí)電價(jià)機(jī)制下，建立電動(dòng)公交可行車次鏈最優(yōu)充電策略求解模型、最優(yōu)車次鏈選擇模型和最優(yōu)車次鏈夜間充電計(jì)劃二次規(guī)劃模型。

2）以一條電動(dòng)公交線路的行車計(jì)劃和充電計(jì)劃編制問題作為研究對(duì)象，將線路參數(shù)代入上述三階段模型，求解出該公交線路的所有可行車次鏈的最優(yōu)充電計(jì)劃、最優(yōu)車次鏈及其充電計(jì)劃、充電成本等參數(shù)。將求解結(jié)果與無序充電的求解結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果顯示，本文所提分時(shí)電價(jià)模式下電動(dòng)公交快速有序充電策略研究相較于無序充電能節(jié)約24%的運(yùn)行成本，且具有充電過程連續(xù)、充電成本低和能降低電網(wǎng)峰谷差等優(yōu)點(diǎn)。

3）公交公司根據(jù)求解結(jié)果可以畫出最優(yōu)車次鏈的時(shí)空網(wǎng)絡(luò)圖，電動(dòng)公交可根據(jù)求解結(jié)果依次執(zhí)行車次任務(wù)、充電任務(wù)和等待任務(wù)，求解結(jié)果邊界清晰，契合公交公司調(diào)度習(xí)慣，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

另外，在取得以上研究成果的同時(shí)，本文僅將模型應(yīng)用于編制單條電動(dòng)公交線路的行車計(jì)劃和充電計(jì)劃，對(duì)電動(dòng)公交的區(qū)域調(diào)度充電策略研究將是下一個(gè)方向。

以上研究成果發(fā)表在2020年《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》增刊2上，論文標(biāo)題為“分時(shí)電價(jià)模式下電動(dòng)公交快速有序充電策略”，作者為蔡子龍、束洪春。