Існує безліч ефективних та індивідуальних рішень для заряджання електробусів. У цій статті експерти Daimler Buses Solutions пояснюють, які стратегії є найбільш простими, економічно доцільними та перспективними з точки зору майбутнього розвитку.
Журнал
Чотири найважливіші концепції заряджання для електробусів.
Огляд найкращих рішень для заряджання електричних автобусів.
Придбання повністю електричного автобуса — це лише перший крок. Щоб забезпечити безпечне та ефективне заряджання високовольтних акумуляторів, потрібна продумана інфраструктура. Можливості електрифікації депо варіюються від простих мобільних зарядних пристроїв для стартового етапу до складних пантографних систем для повністю автоматизованих і готових до майбутнього експлуатаційних майданчиків. Вибір рішення залежить від умов експлуатації, масштабу автопарку та довгострокової стратегії підприємства.
Огляд найкращих рішень для заряджання електричних автобусів.
Концепція заряджання 1: зарядні пристрої зі штекером CCS.
Варіант A: мобільний зарядний пристрій із роз’ємом CCS
Найпростіший і найгнучкіший спосіб заряджання повністю електричного eCitaro — це мобільний зарядний пристрій. Його зазвичай використовують для початкових випробувань транспортних засобів або в сервісних центрах, особливо там, де ще відсутня відповідна зарядна інфраструктура. Мобільний зарядний пристрій зі штекером CCS має потужність до 80 кВт, може транспортуватися разом із транспортним засобом і використовуватися у мобільному режимі за потреби.
Варіант B: стаціонарний зарядний пристрій зі штекером CCS
Наступним кроком є встановлення стаціонарного зарядного пристрою з одним або двома роз’ємами CCS, який безпосередньо підключається до зарядних розеток автобуса. Це економічно ефективне рішення фіксованого монтажу може встановлюватися як у закритих депо, так і на відкритих майданчиках.
Зарядні станції зазвичай забезпечують потужність заряджання до 2 × 150 кВт. Вони можуть бути виконані відповідно до вимог законодавства щодо калібрування, а також стандарту AFIR і керуватися через систему менеджменту заряджання. Така система дозволяє, зокрема, дистанційно контролювати процес попереднього термокондиціювання автобуса перед виїздом. Аномалії під час заряджання відображаються безпосередньо в бекенд-системі. Завдяки варіативним можливостям встановлення зарядних розеток на eCitaro у пакеті Performance Package (з 2023 модельного року) клієнти можуть оптимально інтегрувати зарядну інфраструктуру відповідно до конфігурації свого депо.
Мобільний зарядний пристрій зі штекером CCS заряджає eCitaro компанії Üstra (Hannoversche Verkehrsbetriebe AG).
Заряджання через сателіт у межах спліт-системи компанії Schlienz-Tours GmbH & Co. KG.
Спліт-система забезпечує гнучке та ефективне використання простору електробусного депо.
Хасан Каплан (Hasan Kaplan), менеджер із заряджання та енергетичних технологій Daimler Buses Solutions GmbH
Хасан Каплан (Hasan Kaplan), менеджер із зарядних та енергетичних технологій Daimler Buses Solutions GmbH
Думка експерта:
Ідеальним рішенням для оптимізації відстаней між автобусами та зарядними станціями є так звана спліт-система. У цьому випадку встановлюється центральна розподільна станція, до якої безпосередньо підключаються кілька зарядних точок. Електричні кабелі до окремих зарядних модулів зазвичай прокладаються під землею, що зберігає вільні маршрути руху автобусів і забезпечує оптимальне використання простору депо. Силовий блок може бути встановлений на відстані до 100 метрів, що відкриває широкі можливості для планування інфраструктури. Хоча таке рішення потребує дещо більших інвестицій, воно залишається одним із найбільш економічно обґрунтованих способів професійного облаштування електробусного депо.
Концепція заряджання 2: підключення через CCS із верхнім кабельним барабаном.
Наступним етапом розвитку повністю електрифікованого депо є встановлення зарядних барабанів — підвісних кабельних котушок під стелею залу. У цій технічно складній і відносно витратній конструкції на масивній сталевій траверсі монтуються кабельні барабани з роз’ємами CCS, які вручну або електроприводом опускаються для стандартного підключення автобуса. За потреби до траверси можна інтегрувати додаткові системи пожежної безпеки — зокрема тепловізійні або моніторингові рішення. Такі системи можуть встановлюватися як у приміщенні, так і просто неба.
Думка експерта:
Оскільки значна частина зарядної інфраструктури інтегрується в покрівельну зону депо, простір для паркування залишається придатним і для дизельних автобусів. Таким чином, за винятком силових модулів (Power Units), які можна гнучко розміщувати, додаткової площі практично не потрібно. Ці модулі можуть мати більші габарити, однак зазвичай виконуються у вигляді компактного центрального контейнерного рішення — своєрідної енергетичної матриці для заряджання кількох транспортних засобів.
Під відкритим небом на сталевій естакаді встановлено зарядний барабан із підвісним кабелем на території підприємства ESWE Verkehrsgesellschaft у Вісбадені.
Концепція заряджання 3: пантографи, встановлені на даху автобуса.
Два автобуси Mercedes-Benz eCitaro під час заряджання за технологією Panto-Up у Duisburger Verkehrsgesellschaft AG (DVG).
Найскладнішим і водночас найтехнологічнішим рішенням для серійного виробництва є пантограф. Це зарядні штанги, які можуть бути стаціонарно встановлені на автобусі або на зарядній станції та автоматично під’єднуються до електромережі. Їхня ключова перевага — можливість використання у щоденній експлуатації без залучення кваліфікованого персоналу. Саме це робить їх важливою передумовою для повністю автоматизованих депо майбутнього.
У так званій версії Panto-Up пантограф зазвичай встановлюється в передній частині автобуса. Під час заряджання він піднімається та з’єднується із зарядною штангою, встановленою в депо або на зупинці.
Для замовника HTM Den Haag ми реалізували інноваційне рішення, яке дозволяє забезпечити 109 автобусів такою ж кількістю зарядних точок — без збільшення площі порівняно з попереднім використанням.
Хасан Каплан, менеджер із зарядних та енергетичних технологій, Daimler Buses Solutions GmbH
Думка експерта:
За потужності до 300 кВт можна досягти вдвічі вищої швидкості заряджання порівняно із заряджанням через штекер. Це частково компенсує втрати ємності акумуляторних модулів. Такі системи передусім використовуються для так званого «опортуністичного заряджання» (opportunity charging), коли автобус заряджається частіше й швидше, але меншими обсягами енергії. Комунікація транспортного засобу з інфраструктурою та попередня термопідготовка здійснюються так само, як і під час заряджання через штекер. У найкращому випадку автобус може працювати цілодобово, без тривалого простою в депо.
Концепція заряджання 4: пантографи з інтегрованими зарядними напрямними.
«Заряджання для просунутих користувачів» — саме так можна описати поєднання пантографів і зарядних напрямних. У цій конфігурації пантографи інтегровані в інфраструктуру та, як правило, краще захищені від погодних впливів. Потужність заряджання й рівень автоматизації відповідають традиційним пантографам, встановленим на даху автобуса. Перевага полягає в тому, що на транспортному засобі монтуються лише компактні зарядні рейки, на які опускається пантограф. Завдяки цьому немає потреби зменшувати ємність акумуляторних модулів, а встановлення зарядних рейок здійснюється швидко та без складних конструктивних змін.
Найкраще з двох світів: заряджання за допомогою стаціонарної комбінації пантографа та зарядної рейки на підприємстві RVBW Baden Wettingen у Швейцарії.
Думка експерта:
Ця система має очевидні переваги з точки зору ефективності використання простору, потужності заряджання та автоматизації, тому її популярність постійно зростає. Вона також дозволяє здійснювати попередню термопідготовку транспортних засобів перед початком руху — так само, як і інші рішення. Додатковою перевагою є підвищений рівень безпеки: у разі надзвичайної ситуації на території депо всі пантографи можуть бути одночасно підняті, що забезпечує миттєве відключення електроживлення — суттєва перевага у випадку пожежі.