随着我国节能减排政策的不断推进，中国民航局关于机场飞行区地面保障设备节能减排的具体落实措施也在快速推进：2014年印发《关于机场开展地面特种车辆“油改电”工作的有关意见及要求的通知》并启动“油改电”试点单位申报工作；2015年1月确定了六个试点机场（北京首都、成都双流、昆明长水、长沙黄花、哈尔滨太平、厦门高崎）；2017年6月民航局在成都机场组织召开地面车辆“油改电”专项工作集中调研会，总结试点机场工作经验；2018年9月印发《民航贯彻落实<打赢蓝天保卫战三年行动计划>工作方案》，随后，首都机场集团召开打赢蓝天保卫战建设绿色机场首都机场集团公司油改电工作推进会，南方航空公司召开南航系统新能源车辆技术研讨会等全国各大机场和航空公司都积极响应民航总局的政策，大力推广飞行区飞机地面保障设备的电动化，本文就是想从技术层面与大家探讨一下民航机场飞行区特种设备电动化的推广所面临的主要问题和解决措施。

一、飞行区特种设备电动化面临的主要问题

1.哪些设备适合电动化？

2.如何充电？

（1）车型种类这么多，电池形式也各不相同，如何配套充电设备？

（2）如何做到无人值守的快速充电、精准计量、准确计费和及时结算？

（3）机场怎么规划充电设备的配套才能满足机场及各驻场航空公司电动化设备的充电需求？3.充电的电能从哪里来？

4.安全性！如何最大程度的保证？

（1）电动设备的安全性如何保证？

（2）充电设备自身及充电过程的安全性如何保证？

5.如何管理？

二、问题的分析及解决措施

1.哪些设备适合电动化？

问题的分析：民航机场飞机地面保障车辆和设备包含了场道、机坪、应急救援等共计30多类近百种型号的设备及车辆，在近期全都要实现电动化，能行吗？这是机场设备电动化面临的第一个问题，本文还是从技术层面来分析这个问题，我们可以把这些设备按照电动化的技术成熟程度划分为以下四类，大家看看是否合适？

解决措施：

（1）大力推广应用成熟产品。

主要是飞机地面静变电源和地面电动空调机组。

（2）有序推进较成熟产品的推广应用。

本文对该类设备的技术状态进行简要说明并提出应用建议：

2.如何充电？

（1）车型种类这么多，电池形式也各不相同，如何配套充电设备？

问题的分析：这个问题首先要了解每一种设备或车俩的充电要求，然后再对应查找国标充电桩技术指标，找到合适的充电装置后，再合并同类项，相近规格的进行合并，最后就形成了这个问题的答案，那么，我们就列出这些车辆的充电要求：

充电机类型及规格为：

通过对以上数据分析，得出以下结论：

①60kW（单枪）250V～750V或120kW（单枪/双枪）250V～750V国标直流充电机可以满足所有车型；

②摆渡车快速充电（1小时充满）要求的充电功率较大，可配240kW（双枪）250V～750V国标直流充电机；

③80V铅酸电池车型必须配80V非国标直流充电机；

④只有80V磷酸铁锂的行李牵引车最特别，需要特制80V（非常规）国标直流充电机。

解决措施：

①首选60kW（单枪）250V～750V或120kW（单枪/双枪）250V～750V国标直流充电机；

②在此基础上，为摆渡车快速充电可专门配套一些240kW（双枪）250V～750V国标直流充电机；

③不要再选择80V铅酸电池或锂电池车型，对于已采购这些这些车型的机场，建议维持现状，不再增加充电设备。

（2）如何做到无人值守的快速充电、精准计量、准确计费和及时结算？

问题的分析：

①一个充电桩要面对很多车辆，车辆种类不同、所属公司不同，怎么快速识别车辆并按照充电要求来充电。驾驶员执行必要的插枪和拔枪操作外，就能够充电，而且要无人值守，能做到吗？

②充电的计量、计费和结算都需要准确及时，能做到吗？

一些机场采用的刷卡方式有很多弊端，如驾驶员之间互相借卡，电费计量不透明，结算不清晰等，直接影响着电动车的使用。大家一致认为：以上两条如果做不好，机场车辆的电动化很难运行！

解决措施：

①车辆和充电机必需都采用国标充电接头的充电协议，车辆端把车辆信息和充电要求通过CAN信号传递给充电机，充电机就可以轻松识别车辆和充电要求，并且按照要求进行充电，自动充电后停机；（注：要实现这个功能，要求特种车辆厂家要与充电机生产厂家需对接通信协议，如果民航设备标准管理部门出台对应的行业技术标准，规定这方面的协议内容为最好。）

②充电机内部安装有国家计量许可的电度表，用电量是唯一的计量基础数据，然后采用无线传输的物联网方案，在系统平台端就能够实现电能的准确计量、计费和结算。这方面一些充电桩企业已经在公交车和出租车领域有很多应用可以借鉴。适合机场运营模式的机场充电网络化管理系统，就可解决这个问题。

（3）机场怎么规划充电设备的配套才能满足机场及各驻场航空公司电动化设备的充电需求？

问题的分析：

①新建机场的充电规划不仅需要考虑机场自身的飞机保障设备及车辆的充电需求，而且要考虑各驻场航空公司的充电需求，从规划的哪个阶段开始做这件事情？怎样做？

②老机场的充电改造规划怎么考虑？需求暂时又不明确，又不能影响正常的航班保障，怎么才能循序渐进的开展充电规划的工作？

解决措施：

①新建机场的充电规划必须在机场建设项目可研阶段就要进行，也就是从机场建设规划一开始就要介入，新机场可以采取正向设计的方式，从整体规划分解到各层级的规划，按照总体规划要求和国家或行业要求，最终形成一个完整的充电规划。

②老机场的充电规划却只能采取自下而上的方式，机场和各驻场航空公司先提要求，规划部门汇总要求，并按照先易后难的原则分阶段、分区域的逐步规划，循序渐进。

以上两项工作都可以邀请专业的航空地面生产厂家、充电设备生产厂家和机场地面服务公司共同参与规划，项目甲方或民航设计院可以采取项目咨询或项目调研的方式，让一些在设备生产厂家或一线用户的数据活起来、用起来，不可盲目借鉴所谓的国外经验，机场设备电动化中国并不落后于国外，电动化本就是一个新生事物，数据、信息和经验的共享才能做好这项工作。

3.充电的电能从哪里来？

问题的分析：

①老机场原来并没有考虑电动化产品的用电或充电功率的配套问题，一下子有这么多电动设备需要用电，这些电能从哪里来？如果没有准备好足够容量的电能，电动化就没法实现！

②新机场的电力规划也存在这个问题，如果简单的按照充电设备配套容量来计算，那可是一个非常大的数字，一定要配这么大的电力容量吗？

解决措施：

①不论是老机场还是新机场，充电新增容量绝不是充电桩功率的总和，要充分考虑需用系数，这属于电力匹配计算方面的问题，本文不做论述；

②采取电动设备或车辆夜间充电，白天使用，这样既错开了机场用电高峰，还能享受很便宜的谷电电价，还非常符合电力系统“削峰填谷”的用电政策，起到调节电能利用的效果，这条措施就是从用电政策和实际充电管理上要电能！

③向机场配电网要电能，例如：a.机场登机桥、机位高杆灯等用电设备并不是一直在用电，其中登机桥上给静变电源和空调机组的配电容量都很大，每个登机桥的总配电容量都在200kW以上，在登机桥不用电期间，这些配电容量都可以用来充电；b.机位高杆灯一般白天不用电，虽然配电容量不大，约20kW左右，但也可以用来充电，只不过充电功率小一些而已，实现了慢充，但时间长啊！c.还有跑道灯光系统，白天要求的光亮度较小，在用电功率较小的白天，剩余的电能也可以用来充电啊！而且跑道灯光由于其重要性，配电余量留的很大，是机场典型“大马拉小车”的配电负荷，这些配电余量是否能够进行充电，也是可以考虑的；d.还有用于空调系统的配电容量也非常的大，但是在春、秋两季不用空调或用电量较小时，这些季节性富裕电量也可以用来储能或充电。等等这些情况，都是考虑机场用电的特殊性，采取一些更细化的电能分配向机场配电网要电能！

④太阳能光伏并网发电系统在机场的应用是绿色机场的最佳体现：a.候机楼有条件放置大量太阳能电池板，有大面积玻璃幕墙可以由太阳能电池板替代，既美观、保温、透光，还可以发电；b.机场的货运楼和飞机维修机库的楼顶面积很大，且多为平顶式结构，周围无遮挡，可以放置大量太阳能电池板；c.机场白天的用电量也很大，太阳能白天发出的电能完全可以被机场用掉，最适合并网式太阳能光伏发电系统的运行；d.在机场建设太阳能光伏发电系统的发电容量一般可以作到3MW以上，发电容量大，完全可以引入合同能源管理模式来运行。这一条措施就是向太阳要电能！

⑤机场越来越多的非线性负载（大量的台式计算机、大量的LED照明灯、大量的电子显示屏、跑道助航灯光调光系统、空调系统、带有电机变频调速的装置等）带来的谐波污染使电能质量下降，本质上是占用了很多无功容量，而这些无功容量的损耗，又是传统仪表监测不到的，所以采用有源电力滤波器等新型电力电子设备来有效改善电能质量，也能“挤出”不少电能。这一条措施就是以提高电能质量为措施的向电网要电能！

⑥让机场的电能移动起来。可以采用移动式充电车，该车装有一定量的电池，可以集中进行慢充，充满电后可以给飞行区域内需要充电的设备或车辆提供应急快速充电，这个方式可以解决老机场不好进行配电改造的问题。电能的传输不仅可以通过电缆，还可以通过电池的移动来实现。这就是机场特色！

以上是针对机场实际情况提出的措施，具有一定行业特色和行业特点。

4.安全性！如何最大程度的保证？

本行业的特点就是：安全第一！

（1）电动设备的安全性如何保证？

问题的分析：

电动设备或车辆与传统的电动设备或车辆相比，从技术上讲，主要区别就是能源来源和驱动装置，电动的是电池和电动机，传统的是柴油和柴油机，所以电动化设备的安全性主要体现在电池的安全性和电动机的安全性。关于整车通用的安全性本文不做讨论。

解决措施：

①所选电池和电池箱要严格执行国家要求的检测标准，并具有国家指定检测机构出具的安全检测报告，而且该电池及电池箱有在电动车辆领域有大量成功业绩，生产厂家必需在全球或全国行业排名前三的企业。本行业就是要选最好、最安全的电池系统，就是向国家标准要安全，向最优秀的企业要安全。

②电动机是个传统设备，安全性主要是防护特性和环境适应性，防护等级要不低于IP67，绝缘等级要达到H级。本行业就是要选最好、最安全的电动机，就是向最高防护等级要安全，向最高绝缘等级要安全。

（2）充电设备自身及充电过程的安全性如何保证？

问题的分析：

充电设备常年露天放置，使用环境恶劣，其自身的安全性，如在：雷电、淋雨、高温、高湿、凝露、高寒、盐雾、霉菌、碰撞、电磁骚扰等情况下的使用。充电过程一定是无人值守状态，充电过程如何保证安全？

解决措施：

①所选充电设备的环境适应性及安全性要求要高于或等于充电设备的国家标准，并且要有国家指定检测机构出具的环境实验报告和安全检测报告。以提高安全标准和第三方检测来保证充电设备的安全性。

②所选充电设备要具备数字化、信息化和网络化，实现充电过程全监控并具有实时上传功能和远程自动监控功能。就是通过自动监控及物联网技术实现设备的安全自动充电。

5.如何管理？

问题的分析：

电动设备和车辆的运行和保养维护都有其特殊性，最大的不同就是电池的保养维护、充放电操作以及整车的绝缘检测及日常检查和维护都有很强的专业性，使用部门短时间很难具备这样的专业性，这是一个大问题，要从管理层面来解决。

解决措施：

①可以引入具有专业能力的第三方，电动设备和车辆的充电、维护和保养都委托这个第三方进行，使用部门只管使用，其余的工作全部交给具有专业能力的第三方。

②引入共享和租赁的理念，使用部门不再采购设备和车辆，而是租赁，只管是使用，不管保养和维护。

这两项措施就是把专业的事情交给专业的公司做，这就是管理创新。

③民航机场应该引入电动特种设备及车辆的年检制度，就如同一般车辆每年都要到车管所进行年检一样。由于这些车辆的特殊性和专业性，机场自身没有能力检测这些车辆是否处于正常状态，所以应该引入专业的第三方进行此项工作。这项措施就是机场用户虽然可以只管使用，不管保养和维护，但设备的状态是否完好和正常，必需进行有效监管。

总结：本文就民航机场飞行区特种设备电动化面临的主要问题和解决措施提出了自己的观点，希望能够得到抛砖引玉的效果，通过大家不断地提出问题并探讨解决措施，让民航机场飞行区特种设备电动化的推广工作在开展初期就能够得到更多的预见性的意见和建议，这样，可能会少走些弯路，多共享一些原创的思想和经验。（作者系中国民航网智库专家 威海广泰空港设备股份有限公司 陈江岸）