Jest początek marca i jest bardzo zimno. Pola śnieżne dookoła lśnią w porannym słońcu. Na przestronnym parkingu górskiego hotelu Carezza w Alpach Południowotyrolskich rozgościł się żółty niskopodłogowy autobus przegubowy. Tutaj, na wysokości 1750 metrów, autobus miejski wydaje się nie na miejscu. Przechodzień zatrzymuje się i ze zdziwieniem patrzy na małą białą chmurę, która powoli wyłania się z zabudów dachowych.

W rzeczywistości jest to para wodna skraplająca się w zimnym górskim powietrzu – niewątpliwy znak, że ogniwo paliwowe na dachu autobusu pracuje. Z wodoru i tlenu atmosferycznego wytwarzana jest energia elektryczna, a jedyną emisją jest para wodna.

Autobus przegubowy to jeden z czterech prototypów eCitaro fuel cell. Pierwszy autobus elektryczny Mercedes-Benz, w którym system ogniw paliwowych zapewnia zwiększenie zasięgu, odbywa jazdę testową przez Alpy.

Magazyn Omnibus jest w drodze z zespołem inżynierów od testów z zakładu Mercedes w Mannheim. „Chcielibyśmy tutaj w Alpach przetestować w zimowych temperaturach przede wszystkim pracę ogniw paliwowych podczas zimnego rozruchu oraz funkcjonalność całkowicie nowego układu temperaturowego zarządzania układem chłodzenia eCitaro fuel cell”, mówi kierownik ds. testów, Jonas Steinki. Jednocześnie jazda na wysokości powyżej 1700 metrów ma dostarczyć wiedzy na temat działania systemu ogniw paliwowych na dużych wysokościach. Ponadto nowy system napędowy może udowodnić swoją wydajność podczas wymagających przejazdów przez przełęcze ze wzniesieniami i spadkami o nachyleniu do 15 procent.

„Podczas jazdy inżynierowie od testów stale monitorują niezliczone punkty pomiarowe i dane”, wyjaśnia Steinki. Oprócz temperatur akumulatora, ogniwa paliwowego, silników i przestrzeni pasażerskiej są to między innymi zużycie energii przez napęd i ogrzewanie, ale także inne odbiorniki dodatkowe, takie jak wskaźnik poziomu naładowania akumulatorów lub wskaźnik poziomu napełnienia zbiorników wodoru. Inżynierowie od testów, Rainer Bickel, Stephan Lutz i Hannes Mayer, stale monitorują na swoich monitorach wszystkie ważne parametry, szukają nieprawidłowości i porównują dane z obliczonymi wartościami zadanymi.

Wielodniowy test rozpoczyna się od przeprawy przez Alpy od Neu-Ulm przez Füssen, przełęcz Fernpass, przełęcz Reschenpass do Bolzano. Połączenie czterech pakietów akumulatorów po 98 kWh i 30 kilogramów wodoru na pokładzie powinno, zgodnie z obliczeniami, wystarczyć w zupełności na 350-kilometrową trasę. Mimo to trudno jest z góry oszacować zużycie energii na długich i stromych przełęczach w temperaturach zbliżonych do temperatury zamarzania. Dlatego zespół zdecydował się nie podejmować ryzyka i zapobiegawczo ponownie doładować akumulatory do SoC (j. angielski: State of Charge = poziom naładowania) rzędu 93,5% w zajeździe Allgäuer Tor.

Już w drodze przez przełęcz Fernpass staje się jasne: eCitaro fuel cell doskonale radzi sobie na wymagającej trasie. „Pomimo wzniesienia ogniwo paliwowe pracuje w najbardziej efektywnym zakresie mocy od 20 do 30 kW”, wyjaśnia Rainer Bickel i wskazuje na odpowiednią wartość na monitorze. „Ponadto nowy układ temperaturowego zarządzania układem chłodzenia wykorzystuje ciepło odpadowe ogniwa paliwowego do regulacji temperatury we wnętrzu pojazdu. Ogrzewanie elektryczne jest zatem prawie nieużywane, a zużycie energii przez wszystkie zespoły pomocnicze, takie jak ogrzewanie, układ kierowniczy i sprężarka, jest przeciętnie bardzo niskie”.

Jednakże eCitaro fuel cell wyróżnia się w teście zimowym dobrymi osiągami nie tylko podczas jazdy pod górę, ale także podczas zjazdu ze wzniesień. Kiedy kierowca testowy Andreas Hoffmann zwalnia przed zakrętami, wartość rekuperacji na monitorze kontrolnym wzrasta do 280 kW. Oznacza to, że łącznie cztery silniki obu osi napędowych pracują teraz jako alternatory i ładują akumulatory z mocą do 280 kW – prawie dwa razy większą niż stacja szybkiego ładowania. „Więcej się nie da”, mówi Rainer Bickel. „Aby nie obciążać nadmiernie akumulatorów, ograniczyliśmy moc rekuperacji do 280 kW”.

Przy tak wysokiej mocy rekuperacji nie dziwi fakt, że po 22-kilometrowym zjeździe do Imst akumulatory mają prawie 12 procent więcej SoC niż na przełęczy Fernpass. 78,5% naładowania po pokonaniu ponad połowy całej trasy do Bolzano: obiecujący bilans energetyczny.

Po przybyciu do Bolzano – po 368 kilometrach i doładowaniu około 75 kWh – wskaźnik naładowania akumulatora pokazuje jeszcze 56 procent. A dzięki napełnieniu zbiorników wodoru w 42 procentach eCitaro fuel cell z łatwością pokonałby jeszcze 100 kilometrów do jeziora Garda.

Nie bez powodu zespół testowy wybrał Bolzano jako docelowy punkt zimowej jazdy testowej. Bolzano dysponuje jedną z najlepszych infrastruktur H2 w Europie. Ponadto Dolomity leżące wokół Bolzano oferują liczne wymagające przejazdy przez przełęcze i duże wysokości, które umożliwiają testowanie systemu ogniw paliwowych na dużych wysokościach i dalsze testy w temperaturach znacznie niższych od temperatury zamarzania.

„Test zimowy to jednak tylko jeden z kilku testów, które eCitaro musi przejść przed rozpoczęciem produkcji seryjnej od lata”, podkreśla kierownik projektu, Javed Shahrukh. „W ten sposób przede wszystkim zbiorniki wodoru i system ogniw paliwowych pomyślnie przeszły kompleksowe testy bezpieczeństwa, które częściowo wykraczają poza testy wymagane przez prawo”. Zaliczają się do nich testy odporności na uderzenia i wstrząsy oraz test sanek z systemem mocowania, które symulują sytuację wypadkową.

Na testy w gorących warunkach eCitaro fuel cell trafił wcześniej do komory klimatyzacyjnej dla samochodów ciężarowych u kolegów w Wörth. Jest ona wyposażona w hamownię podwoziową i turbinę wiatrową, dzięki czemu można symulować realistyczne symulacje jazdy i w ekstremalnych warunkach przetestować sytuacje stresowe układu temperaturowego zarządzania układem chłodzenia.

Shahrukh nie ma jednak wątpliwości, że pomimo komory klimatyzacyjnej z hamownią podwoziową konieczna jest nadal jazda w warunkach rzeczywistych: „Nic nie zastąpi wielu różnych wyników pomiarów i spostrzeżeń, które udało nam się uzyskać podczas tego przejazdu ze względu na duże wysokości, strome trasy i niskie temperatury”. Zwłaszcza w sytuacji, gdy pojazd testowy przechodzi testy tak pomyślnie jak eCitaro fuel cell.