摘要：本文通过分析我国机场在“油改电”工作中普遍存在的问题和困惑，结合长沙机场——民航局“油改电”6家试点机场和蓝天保卫战首批示范单位在该领域通过先行先试总结出的经验和规律，对照国内外相关技术发展现状，对“油改电”实施路径进行了研究，提出了建议。 

　　关键词：特种车辆  油改电  路径   

　　自2014 年民航局将“油改电”列为民航节能减排重点工作；到2015年首批试点单位开始“油改电”试点工作，民航成为全国率先推进新能源车辆的行业；再到2018年 “打赢蓝天保卫战”，“油改电”向全行业推广实施；直至今年，全行业四型机场建设全面实施，“油改电”仍被列为建设绿色机场主要任务。由此可见，从个别试点到全面推广，从蓝天保卫战到四型机场建设，行业实施“油改电”决心是坚定的，政策持续加力，“油改电”已持续建设6年，成效显著，全国机场场内车辆电动化水平不断提升，噪音、排放持续降低，场内空气环境不断优化。但是“油改电”工作过程中也遇到一些问题和困惑，需要得到解决，以便于更广泛、更深入、更扎实的持续推进。 

　　一、当前“油改电”工作中遇到的问题和困惑 

　　（一）民航电动特种车辆整体制造水平尚待提高 

　　我国新能源车辆近年发展迅猛，2019年底全国新能源车保有量381万辆，保有量连续四年居世界首位。民航特种新能源车2019年底保有量不超过5000台，总体占比非常有限。由于需求侧有限，特种车辆生产厂家总量不多，市场竞争不充分，加之民航特种车辆在安全、功能等方面有一定门槛，呈现出“专用性、品种多、数量少、价格高”的特点，行业内部与社会资本相对封闭，新兴的特种车辆厂家并不多。 

　　目前生产民航特种新能源车辆的大多数为原生产燃油特种车辆的厂家，在整体实力、研发水平，特别是整车功能性开发创新水平与比亚迪、北汽新能源等新能源大型车企还有一定差距，民航新能源特种车辆的万里长征路还刚刚启程。 

　　纯电动特种车占民航新能源车总量的九成以上，电动特种车辆需要整车功能性全新设计，才能充分发挥电动化优势，而简单采用三电取代发动机、油箱，根本无法体现优势，而且导致浪费。随着国家产业政策的调整，一部分厂家跟风生产，真正沉下心来搞研发、搞创新的企业并不多。当前部分民航特种车企已意识到这一问题，在新车研发上投入了更多的资金、人力和资源，但是电动特种车辆的“多品种、小批量”的特点让企业担心投入产出比，其专业性、精细化、智能化程度还远远不够，还不能很好地满足民航特种作业的需求和发展。 

　　（二）电动特种车辆技术路线仍需进一步明晰 

　　在种种概念中甄别和比选，找到机场真正能用、实用、好用技术路径，特别是关键技术的选取，是“油改电”的重要环节。 

　　我国电动车飞速发展的这几年，大量资金、研究倾向于乘用车，将基于乘用车的技术标准、做法直接照搬，用在民航特种车上的做法并不适宜，必要的借鉴是必须的，但简单的“拿来主义”是绝对不合适的。但是由于研发周期较长、资金投入不足并存在风险，市场又急需抢占先机、获得先期优势的情况下，简单的“拿来主义”较为流行。 

　　机场机坪内实施电动车的优势在于：机场区域有限、边界清晰，有利于克服电动车续航能力有限、充电设施不足的弱势。但是在实施过程中，先天优势却逐渐被忘却，开始一味追求过高的续航里程和更快速的充电，这样貌似追逐了技术前沿，实质上背离了特种车电动化的初衷，由此造成了车辆（电池）、充电桩、电力负荷增容改造等一系列工作都需要高额投资，导致成本增高，降低了经济社会效益，机场作为企业进行“油改电”的主观意愿降低、积极性不高、信心不强，迟滞了“油改电”工作在全国快速、深入的推广。 

　　（三）电动特种车安全问题需要引起高度关注 

　　安全是民航永恒的主题。四型机场建设首先强调的是平安。特种车辆对机场安全有着直接影响，需要引起高度重视。在试点期间，电动车只在6个试点机场使用，绝对和相对数量都很少，按照概率，其发生危险事故的可能性较小，但是随着“油改电”在行业大规模推广，电动车数量会快速大幅攀升，危险概率会增加，由于电动车相对价格较高，如果由于价格因素或者技术把关不严，使用了安全性相对较差的电池，或者由于管理培训、操作技能、燃油车使用惯性等问题引发事故，对民航“油改电”工作造成的影响是无法预估的。 

　　乘用或者营运车辆如果发生事故，一般只会涉及其本身，不会涉及到其他车辆和设施，而机场特种车辆在作业是与飞机直接接触，比如牵引车等车辆还需要直接物理联结，如发生事故会涉及飞行器，且不能立即脱离，生产厂家是否做了基于机场特殊使用情况的专门系统测试？包括各种极端情况？例如碰撞，或者一旦电动车出现起火，特别是正在工作状态，在与飞机联结的情况下该如何处置？应急策略是什么？具体程序是什么？这些问题需要引起我们的高度重视。 

　　（四）试点机场的经验尚需更好总结 

　　“油改电”三年试点的经验总结还不到位，“油改电”试点工作和“蓝天保卫战”时间接续紧密，留给行业吸取消化试点机场经验的时间十分仓促，6个试点机场究竟有什么好的经验、做法，没有形成系统的行业指导意见、没有形成完整的实施指南，6个试点机场位于不同的区局，就是要针对我国地域广大、自然条件截然不同的情况下分别试点出不同效果、试点出不同的实施路径，试点出不同的经验教训，包括实施过程的失误，错误和教训，目前都还没有得到系统提炼总结。笔者经常接到兄弟机场、航司相关从业人员咨询，很多具体负责人还是一头雾水，不知从何做起，还在重复着试点机场“摸着石头过河”的工作，这对下一步业内“油改电”工作的健康开展是很不利的。 

　　二、长沙机场“油改电”经验体会 

　　长沙机场作为民航局“油改电”6家试点机场和蓝天保卫战首批示范单位，积累了一些工作经验、探索出一点工作规律、也摸索出一条相对成熟的实施路径，希望为蓝天保卫战和四型机场的建设提供借鉴和成果共享。 

　　（一）“技术先行、以车定桩”做好系统规划 

　　以搭建“可持续市场化运行的长沙机场飞行区公共充电服务平台”为目标抓好系统规划。规划原则是“技术先行、以车定桩”。 

　　按照机坪车辆运行规律和技术特点做好总体规划，统筹考虑供配电需求、关键技术选取、电池经济性、供电负荷发展容量、充电点发展空间、安全保障等系统问题，从没有补贴也能够经济运行的角度进行效益分析，确保长期持续发展。长沙机场“油改电”规划共分为电力改造、电动车辆、充电桩及智能监控系统平台、电动车维护站四大部分，按照“就近充电”的原则，根据不同类型电动车运行规律和需求，统筹一次性规划72个充电点位，把充电桩安装到每个停机位附近，实现了站坪内公共运行区域的全覆盖，减少电动车无效空跑，方便所有驻场单位的电动车辆就近充电。 

　　图2-1 长沙机场机坪充电桩 

　　充电设施规划的配电容量与每个充电点位核算出的配电负荷相匹配，据此进行配电改造整体规划，在电动车辆规模较小时，充分利用现有配电容量，为发展预留增容空间，根据电动车投产进度适度提前实施。 

　　（二）电动特种车购置方面 

　　1.按照自身需求标准去选车 

　　选择电动特种车，一定要做到心中有数，清楚到底需要什么样的车、具体技术指标是什么，不能被市场带偏了思路。 

　　车辆的传动、控制、安全等全部系统必须按照电动车特性进行全新设计，才是一台真正的电动车，“拿掉燃油机、换上电池”的是“伪电动车”。试点之初，适合民航的电动特种车辆非常少，市场上整车系统设计缺失。如果简单附和市场，有什么车就买什么车，随着各类厂家不同标准的进入，会导致“油改电”后期困难重重、难以继续；如果以国家和自身需求标准去严苛市场，开始推进会很难，但在标准的引导下，在全国民航“油改电”市场需求的引领下，厂家就会加快产品的对标、提升品质，在机场使用者需求的引导下，电动特种车的标准会加快形成，而且这个标准是符合使用需求的。 

　　2.严格执行标准 

　　从生产环节到试运行，持续对车辆进行监控，制定详细方案，记录过程中每一个问题，共整改200余项。长沙机场“油改电”车辆整改问题统计如表1-1。 

　　表2-1  长沙机场“油改电”车辆整改问题数量汇总表 

未经过必要测试和足够时间、范围运行检验的车辆在设计生产、工艺质量控制等方面存在不足，甚至关键配置存在问题，需要严格整改到位。如以下某型号电动车，列举其在长沙机场进行的21项整改内容。 

　　表2-2  长沙机场“油改电”*电动车整改问题部分汇总表 

　　从操作细节到涉及到安全的设计缺陷整改完成后，该车型保障能力从20架次增加至40架次，可满足适用需求。因此，让标准走下标书、落实落地，电动特种车辆的适用性、安全性、操作性、可靠性和兼容性才会真正得到提升。 

　　3.采用“多车型、小批量”的方式 

　　为逐步积累经验，首期采购量要少，选择车型相对成熟、运行工况适宜的客梯车、引导车、传送带车等车型，既能够收集足够的数据，又能够控制风险。长沙机场首批采购5种车型共计15台电动特种车辆，平均每种车型3台，在积累了一定运行经验后，逐步增加规模采购量。目前，电动车辆已成为长沙机场航班保障的主力，运行频次超过燃油车。 

　　（三）统一标准“车兼容桩” 

　　将所有电动车和充电桩的充电接口统一为国标交流七芯和直流九芯充电接口；包括铅酸在内的所有电池加装管理系统（BMS），由BMS按照电池的充电曲线及性能、参数向充电设备发送充电需求指令，充电设备按指令充电，实现了充电设备与电池管理系统之间通信协议的标准统一，提高了电池的稳定性和使用寿命；对车辆在充电过程中的安全防护、过程以及连接控制时序等车桩交互标准进行统一。 

　　图2-2国标交流7芯充电枪接口    图2-3国标直流9芯充电枪接口                   

　　图2-4铅酸电池管理模块BMS       图2-5 电动客梯车车载系统界面 

　　三个标准的统一，长沙机场在业内领先实现新能源车辆国家推荐标准的全面落地，市场上搭载不同动力电池的所有特种车辆均能按照标准在同一款充电设备（相同电压区间）上兼容充电，充电桩选型得以极大简化，仅需配置直流高、低压两种类型充电桩，即可满足所有电动特种车辆的充电需求。 

　　（四）车桩实现全面智能化管理模式 

　　所有车辆按照国家标准安装车载智能终端，通过无线传输将运行和充电过程中的位置、速度、电池参数、故障等信息实时上传监控平台，充电设备也与监控平台实时互联，在业内率先实现了电动车、动力电池和充电桩的信息化、可视化、动态化远程实时智能平台监控管理，实现了智能物联网、大数据信息技术与民航特种车辆管理的融合创新，极大提升了特种车辆的运行管理水平，彻底改变了特种车辆原有的运行管理模式，为内场车辆安全、科学、高效运行打下坚实的基础。 

　　图2-6长沙机场新能源特种车辆管理平台功能架构图 

　　图2-7长沙机场新能源特种车辆管理平台综合监控系统（充电桩）界面 

　　（五）产学研结合开发智能电源分配器 

　　采取产学研结合的方式，在民航业内率先开展了充电桩和地面设备共用供电设施的研究和实践，开发出电源智能分配器，已在T1航站楼装配10台，通过半年的运行，成功实现在优先保障地面设备用电需求的前提下，实时将多余电量动态地分配给充电桩使用，两者共享配电容量，大幅降低了供电改造成本，降低机坪施工难度。 

　　图2-8长沙机场T1航站楼地面设备和充电桩共用电源智能分配器 

　　（六）公共充电服务网络市场化运行 

　　长沙机场建成机场站坪内公共充电服务网络，实现“刷卡认证、充电检测、数据监控、计量缴费、数据分析和人机交互”等功能，与监控管理平台实时互联.各驻场单位只需按国标要求购买电动车，便可在机场提供的充电设施上充电，实现了市场化可持续运营。 

　　图2-9 长沙机场公共充电服务网络统计分析模块 

　　（七）新能源特种设备维修保养中心确保电动车可靠运行 

　　长沙机场新能源设备维修保养中心2019年下半年投运，是国内机场领先的电动车专用维保站，对电动车实施专业化维护保养，确保安全稳定运行。通过运行状态监测、数据统计与分析，持续发现问题，督促厂家完善改进，提高车辆的质量和性能。维保站同时为驻场单位提供电动车维护保养服务。通过做好电动车，特别是动力电池的维护保养，降低运行成本，实现可持续运行。 

　　图2-10 长沙机场新能源特种设备维修保养中心 

　　三、建议 

　　（一）高度重视动力电池安全性 

　　安全是民航的生命线，机场特种车辆作业时和飞机进行物理连接，其安全运行至关重要。 

　　2019年10月，第三届国际电池安全大会期间，清华大学锂离子电池实验室主任何向明接受新华网专访时谈到，由新能源汽车引发的安全事故成为业界热点，特别是自燃事故。 

　　国内制定了电池安全性标准，但目前的标准都是针对滥用安全性，即事故是通过人为破坏造成的，但实际大多数事故为自引发性，是电池内部瑕疵造成的。也就是说制定的标准与电池事故原因并不符合。何向明认为，锂电池自发热失控是不可预测的，无法通过质量管理完全消除，目前所有安全措施均不能完全消除隐患。自发热事故是可靠性问题，是指正常使用条件下电池发生热失控的概率，而非产品质量问题。但可靠性是锂电池组设计中的瓶颈难题，该技术目前世界上还缺少足够的实验和理论积累。 

　　图3-1滥用安全性与自引发安全性比较图 

　　2019年5月召开的民航特种车辆安全运营研讨会，建议尊重民航特种车辆现状，根据车辆特点选择不同电池类型：靠机作业的车辆采用铅酸电池；不靠机作业的车辆充分评估车辆成熟度、电池安全性，逐步推进锂电池应用。 

　　民航作为对安全要求极高的行业，需要剔除所有已被我们认知的、潜在的安全风险，对于锂电池这类受目前材料科学、工艺制造水平限制，具有概率性不可控、带有安全隐患的产品，应该予以足够的重视。 

　　（二）实事求是，根据特种车的实际需求选择技术路线 

　　1.机场特种车使用情况与乘用车诸多不同，特种车不要求很高的加速性能，不需要很大的输出功率；车辆在内场区域内行驶，边界有限，不要求很大的续航里程；机场不像乘用车那样会碰到诸多复杂情况，只要安排好班次，每晚固定慢充，低成本的慢充可以满足绝大部分使用需求。便捷的大容量和快充意味着车辆、电池、充电桩、供电容量负荷等全系列成本都要提高，机场为此付出的代价相应增高，速度快是需要技术支撑和经济成本的，同时快充也意味着安全风险加大。其实，只要把机场特种车需求列出表格，根据各个选项再来选择技术路线，应该是比较明晰的做法。在这种情况下，通过科学管理就能够解决的问题，没有必要付出高投资，承担高风险。 

　　2.升降平台车、行李传送车和客梯车，除了行驶需要动力电池驱动，作业操作非常适宜插电作业，只要机位处设置电源插座即可，插电作业可极大降低整车成本，达到效益最大化。 

　　（三）动力电池的选择 

　　就现状而言，铅酸和锂电有着相互不可替代的特点和不足，要根据不同车辆类型来选用，而不是单纯说哪个好哪个不好，要以经济实用为唯一标准。不论哪种电池，国内电池的使用寿命、充电能效、经济性等指标与国际先进水平都存在差距，在各自领域都有很大的提质空间。铅酸动力电池具有以下特点： 

　　1.安全性能好。无爆炸（燃）风险，外部因素导致断路燃烧用普通干粉灭火器能有效控制，能量比高的锂电自身爆燃无有效控制手段。 

　　2.经济性突出。目前技术最成熟的二次电池，在国民经济近80%的领域里发挥着不可替代的作用，技术仍在不断革新，可满足大部分特种车辆性能需求，国际上应用广泛，使用寿命达到国内的2倍，既稳定又便宜，经济性突出。 

　　3.绿色环保。废旧铅酸电池的回收再生率达到90%，全球再生铅产量已超过原生铅产量，目前锂电池回收比例不足20%，尚未实现有效再生利用，其污染后果还未充分评估。 

　　图3-2废旧铅酸电池回收利用示意图 

　　目前中国动力电池领域的声音几乎一边倒地偏向锂电池，这是不符合我国现状的，民航电动车辆应用场景不同，对性能的要求不同，电池种类和容量不应该一个标准。电池是一个国家基础产业水平的体现，随着我国产业综合能力的不断提升，安全性会不断提高，但我们要关注的是，如何在民航业尽可能阻断不可预估的风险。 

　　（四）加强协同共享和开放融合 

　　“油改电”是从国外机场开始发端的，香港机场有比较成熟的经验，2012年启动“油改电”，2019年底各类电动车辆达720台，并承诺2030年前增至3000辆，提供1320个充电点。这不单是设备的增加，同时有一整套管理系统和运行模式，这是目前各机场最迫切需要了解、模仿、消化、吸收并创新的地方。 

　　要对“油改电”工作有整体性、概括性的掌握和了解，首先应该咨询六个试点机场和现场查勘，是最直接、最快速的办法。 “油改电”是涉及全民航的大工程，是全国机场重大的四型绿色举措，建议考察香港及国外电动车及管理系统成熟的机场，学习购、用、管、运、废全链条过程，节省大量自己摸索的时间，提高工作效率，少走弯路，凸显我国民航在该领域的后发优势，同时避免设施、资金等方面不必要的试验性投入和损失。 

　　（五）建议局方的政策和督查更加关注实效 

　　建议局方制定蓝天保卫战节能减排专项补贴政策和实施年度督查时，不但要检查电动车购置率，更要关注电动车真实的使用率和使用频次，一台电动车是否能够等同一台燃油车使用功效应该列为测评项目；不但要评估动力电池的能量密度，也要评估电动车的安全性能、环保性和经济效益，要注重每一台电动车是否真正发挥的作用。要从“量的关注”逐步过渡到“质的测评”，更加重视“油改电”实际产生的综合效益和节能减排的真实效果。 

　　（六）立足自身制定“油改电”规划 

　　各机场和航司在实施“油改电”工作第一步——制定规划时，在自身统筹、技术能力许可的前提下，提倡自己编制规划，外聘机构并不真正吃透机场的实际情况和需求，同时机场自身也需要协调驻场各单位提供数据和需求，投入大量的统计、汇总、关键方案的选择等基础工作，这些工作外聘机构是无法承担的。当然，外聘机构可提供一定的技术支撑。 

　　（七）加大民航特种车辆科研综合实力 

　　1.各机场和航空公司，缺乏专业研究和科技人才，不具备测试和研究能力，需要依靠民航科研院所和大学的技术力量予以支撑。业内目前缺乏针对民航特种电动车辆研究的专门科研机构，建议成立民航（电动）特种车辆研究所，通过真实严苛的测试，为民航的电动特种车辆安全和质量把关。 

　　2.民航电动特种车辆在全国占比很小，工信部没有出台相关标准和规范，民航应该根据自身实际，制定真正符合机场特种车辆的相关标准和规范。 

　　3.和国内大型电池厂商达成战略合作意向，共同进行符合民航特种车运行特质的动力电池开发、研究。 

　　4.在民航院校设立特种车专业，突出专业特色，为特种车发展提供人才储备，我国要实现航空运输大国向航空运输强国的跨越，从跟随者转变为引领者，人才培养是第一位的。 

　　（八）切实提高电动特种车管理水平。 

　　关于电动车，同一个机场，感受非常不同，机务和货运的驾驶员可能会有两种截然不同的说法，这可能是车辆类型或者质量问题，比如电池组匹配不合理、造成续航能力有限，然而大多数问题是管理问题，是驾驶员使用习惯问题，比如电动车每天使用后要进行充电，如果忘记就会影响第二天正常运行。在操作技能、改变使用习惯、安全注意事项等培训方面做的好的单位，在管理上顺应电动车的特点做出相应的改变的单位，驾驶员就可以很快对电动车得心应手，因此，提高电动车管理水平，也是“油改电”的重要内容。 

　　电动车只有做到精细化管理，才有可能做到整体成本与燃油车持平或略低，但是如果还延用燃油车的粗放型管理，总体成本就会高于燃油车。电动车的维护维修较燃油车辆简单，随着工艺制造水平的提升，甚至可以做到免维护，做到比传统化石能源车辆的运行效率和经济效益更优。 

　　（九）电动特种车辆信息化、智能化建议路径 

　　1.近期，电动特种车为A-CDM系统自动提供机场航班保障关键时间节点数据，通过标准化的协议实现数据的采集传输和共享。 

　　2.中期，进行电动特种车无人自动驾驶、自动靠接、自动充电等智能技术的研究应用，并成熟运行。 

　　3.远期，电动无人特种车完全纳入A-CDM系统，根据收到的航班信息，系统平台自动调配空闲车辆资源进行航班保障，逐步实现少人、无人机坪，降低地面服务运营总成本。 

　　（十） 电动特种车辆制造业发展方向的建议 

　　1.依托大行业充足的技术储备进行民航特种设备的研发，走专业化道路。例如大型客车、消防车、环卫车辆厂家在具备规模技术优势的基础上，针对民航行业特点研发机场专用车型，就很容易形成技术、规模、经验、成本的相对优势，如果厂家只生产机场专用客车一种客车类型，就很难形成优势。 

　　2.加大民航核心技术攻关，如结合国产大飞机C919的投产运营，研发电动抱轮飞机牵引车等高端产品的核心技术，实现自主制造。 

　　3.增加新能源特种车辆整车研发投入，加速产品升级迭代，改良生产制造工艺和质量管理体系，降低故障率，延长使用寿命，提高市场竞争力。 

　　4.注重产品集成化程度，提高特种车多功能性，提高效率。 

　　5.开拓通用航空（公务机）适用的小型化电动产品市场。（作者：王海生 湖南机场） 

　　参考文献： 

　　[1] 中国民用航空局.《中国民航四型机场建设行动纲要（2020-2035年）》 [Z] .2020 

　　[2] 中国汽车工业协会.《中国汽车工业发展报告（2019）》 [R]. 2020 

　　[3] 新华网.《何向明：应加速掌握核心技术 新能源汽车发展任重道远》 [R]. 2019 

　　[4] 电动汽车资源网.《何向明：动力电池一致性和安全性评估》[R]. 2018 

　　[5] 香港国际机场.《引领推动能源效益》[Z]. 2019