Istnieje wiele wydajnych i indywidualnych możliwości ładowania autobusu elektrycznego. Eksperci Daimler Buses Solutions pokazują, które z nich są wyjątkowo proste i ekonomiczne.
Omnibus Magazyn
Cztery najważniejsze koncepcje ładowania autobusów elektrycznych.
Przegląd idealnych rozwiązań do ładowania autobusów elektrycznych.
Cztery najważniejsze koncepcje ładowania autobusów elektrycznych.
Sam zakup w pełni elektrycznego pojazdu to nie wszystko – możliwości łagodnego i wydajnego ładowania akumulatorów wysokiego napięcia są zbyt zróżnicowane i złożone. Istnieją różne możliwości elektryfikacji zajezdni – od prostego, mobilnego prostownika jako rozwiązania podstawowego po złożoną instalację pantografów dla w pełni zautomatyzowanej zajezdni przyszłości.
Przegląd idealnych rozwiązań do ładowania autobusów elektrycznych.
Koncepcja ładowania 1: Prostowniki z wtyczką CCS.
Wariant A wtyczki CCS: Prostownik mobilny.
Najprostszym i najbardziej elastycznym sposobem ładowania w pełni elektrycznego autobusu eCitaro jest prostownik mobilny, który jest wykorzystywany przede wszystkim do pierwszych testów pojazdu lub do eksploatacji w warsztacie. Zwłaszcza wtedy, gdy nie ma jeszcze odpowiednich urządzeń zasilania energią. Urządzenie z wtyczką CCS ma moc do 80 kilowatów, można je przewozić w pojeździe i stosować mobilnie.
Wariant B wtyczki CCS: Prostownik wbudowany.
Kolejnym etapem ewolucji jest prostownik wbudowany z jedną lub dwiema wtyczkami CCS, który można podłączyć bezpośrednio do gniazd wtykowych autobusów. Ten niedrogi wariant montażu stałego można zainstalować zarówno w zajezdni zamkniętej, jak i na zewnątrz.
Oczywiście stacje ładowania, które z reguły oferują nawet 2 x 150 kilowatów mocy ładowania, mogą być również wykonane zgodnie z prawem kalibracyjnym i AFIR oraz monitorowane i sterowane za pomocą systemu zarządzania ładowaniem. System ten steruje również funkcją przygotowania wstępnego, dzięki czemu autobus może zostać wstępnie przygotowany termicznie przed użyciem. Również nieprawidłowości dot. ładowania mogą być wyświetlane bezpośrednio w backendzie. Zmienne opcje montażu gniazd wtykowych pojazdu w eCitaro z pakietem Performance (od roku modelu 2023) przyczyniają się do tego, że klienci mogą precyzyjnie montować swoje stacje ładowania.
„System Split umożliwia elastyczne i efektywne wykorzystanie przestrzeni w zajezdni autobusów elektrycznych.”
Opinia eksperta:
Idealną możliwością optymalizacji odległości między pojazdami a stacjami ładowania jest tak zwany „system Split”. W tym celu montowana jest stacja rozdzielcza, do której można bezpośrednio podłączyć kilka punktów ładowania. Okablowanie elektryczne satelitów jest przy tym najczęściej układane pod ziemią, co pozwala na swobodne przemieszczanie się między autobusami i optymalne wykorzystanie pojemności zajezdni. Jednostkę zasilającą („Power Unit”) można przy tym zainstalować w odległości do 100 metrów, czyli bardzo elastycznie. To wprawdzie nieco zwiększa koszty, ale nadal stanowi najtańszy sposób profesjonalnego urządzenia zajezdni.
Koncepcja ładowania 2: Ładowanie poprzez złącze wtykowe z bębnem kablowym od góry.
Kolejnym etapem rozbudowy w pełni zelektryfikowanej zajezdni jest montaż bębnów ładujących (wiszących bębnów kablowych) na dachu hali. W przypadku tej stosunkowo złożonej i kosztownej konstrukcji z masywną stalową belką poprzeczną wtyczki CCS są opuszczane lub wyciągane z bębna manualnie lub elektrycznie w celu konwencjonalnego podłączenia autobusu. Na stabilnej belce poprzecznej można ponadto elastycznie zamontować inne instalacje do ochrony przeciwpożarowej (np. kamery na podczerwień) lub monitoringu. Możliwa jest również instalacja na zewnątrz.
Opinia eksperta:
Ponieważ urządzenia zasilania energią znajdują się w dużej mierze w strefie dachu hali, miejsca postojowe można zorganizować w taki sam sposób jak w przypadku autobusów z silnikiem wysokoprężnym. W związku z tym nie jest wymagana prawie żadna dodatkowa przestrzeń, oprócz elastycznie montowanych jednostek zasilających (power units), które są tutaj jednak większe i mogą być wykonane w kompaktowym, centralnym rozwiązaniu kontenerowym jako matryca ładowania dla kilku pojazdów.
Koncepcja ładowania 3: Pantograf montowany na pojeździe.
Najbardziej złożoną i zaawansowaną możliwością ładowania w produkcji seryjnej jest pantograf. Są to ramiona ładujące, które są zamontowane na stałe na autobusie lub na stacji ładowania i mogą być automatycznie podłączane elektrycznie. Ich największą zaletą jest prawdopodobnie to, że mogą być używane w codziennej pracy nawet bez wykwalifikowanego personelu specjalistycznego – istotny warunek dla w pełni zautomatyzowanej zajezdni przyszłości.
W przypadku tak zwanej wersji „Panto Up” pantograf jest z reguły montowany na przednim członie autobusu. W celu ładowania podnosi się i łączy z klapą ładującą zainstalowaną w zajezdni lub na przystanku.
„Udało nam się zrealizować innowacyjne rozwiązanie u klienta HTM w Hadze, w ramach którego dla 109 autobusów można udostępnić również odpowiednie 109 punktów ładowania na podobnej powierzchni jak dotychczas.”
Opinia eksperta:
Dzięki mocy do 300 kilowatów można uzyskać podwójną moc ładowania w porównaniu z ładowaniem poprzez złącze wtykowe, co częściowo rekompensuje utratę modułu akumulatora. Systemy te są wykorzystywane głównie do tak zwanego ładowania okazjonalnego („Opportunity Charging”), podczas którego ładowanie odbywa się częściej i szybciej, ale ogółem ładowane jest mniej energii elektrycznej. Komunikację z pojazdem i termiczne przygotowanie wstępne można przeprowadzić w taki sam sposób jak w przypadku ładowania przez wtyczkę. Dzięki temu autobus może w najlepszym przypadku pracować przez całą dobę, nie przebywając w zajezdni przez wiele godzin.
Koncepcja ładowania 4: Pantograf z szynami do ładowania.
„Ładowanie dla zaawansowanych” – tak można opisać połączenie pantografu i szyny do ładowania. Są to odwrócone pantografy, które są montowane na stałe w infrastrukturze i zazwyczaj nie są w pełni narażone na działanie czynników atmosferycznych. Moc ładowania i automatyzacja są przy tym na tym samym wysokim poziomie jak w przypadku tradycyjnego, zamontowanego na stałe na pojeździe pantografu. Korzyści: w pojeździe montowane są tylko bardzo kompaktowe, ogrzewane szyny do ładowania, na które opuszcza się pantograf. Nie traci się przy tym modułów akumulatora, ponieważ można na nich bez problemu zamontować szyny do ładowania.
Opinia eksperta:
System ten ma oczywiste zalety pod względem zapotrzebowania na przestrzeń, mocy ładowania i automatyzacji, dlatego staje się coraz bardziej popularny. W przypadku tego systemu, podobnie jak w przypadku innych rozwiązań, możliwe jest termiczne przygotowanie wstępne pojazdów przed wyruszeniem na trasę. Kolejna zaleta w zakresie bezpieczeństwa: w sytuacji awaryjnej wszystkie pantografy w zajezdni można podnieść jednocześnie, a tym samym natychmiast odciąć połączenia elektryczne – to duża zaleta w przypadku pożaru.
