Виды электробусов по способу зарядки

Электробусы: устройство, виды, основные производители

В последние годы на улицах многих городов мира можно все чаще встретить электробусы. Ими заменяют, ставшие уже давно привычными, автобусы и троллейбусы. Особенно это заметно в Москве. На сегодняшний день именно она по праву занимает одно из ведущих мест в Европе по количеству эксплуатируемых в городе электробусов. И вполне естественно, что многих людей начинают интересовать все вопросы, связанные с этим, пока еще новым для них, видом транспорта. В первую очередь они хотят знать, как устроен электробус, какие виды электробусов бывают, и кто их больше всех выпускает в мире.

В этой статье я постараюсь кратко ответить на все эти вопросы.

Содержание

Как устроен электробус

Какие виды электробусов бывают

Самые известные производители электробусов

Подведем итог

Как устроен электробус

Для начала давайте определимся, что же это такое – электробус?

Говоря простыми словами, электробус – это тот же автобус, но в движение его приводит не двигатель внутреннего сгорания, а тяговый электродвигатель.

Ну, а если свободно интерпретировать определение из Википедии, то электробус – это механическое безрельсовое транспортное средство общего пользования, имеющее электрический привод. Оно предназначено для перевозки пассажиров по заранее утвержденному маршруту.

Электробус по многим параметрам, и особенно по виду потребляемой энергии, которая приводит его в движение, очень схож с троллейбусом. И одновременно по устройству и принципам работы он очень напоминает сильно увеличенный в размерах электромобиль.

Так как же все-таки устроен электробус?

Давайте-ка вкратце перечислим наиболее принципиально важные элементы его конструкции на примере электробуса КамАЗ:

1) Тяговые высоковольтные аккумуляторные батареи

В большинстве случаев в качестве источников электроэнергии применяются литий-титанатные аккумуляторы. Особенность аккумуляторов подобного типа – это во много раз увеличенное количество циклов зарядка-разрядка по сравнению с обычными аккумуляторами (20 000 циклов), устойчивость к воздействию низких температур окружающего воздуха (до -30℃), возможность очень быстрой их зарядке (до 6 минут).

Аккумуляторные батареи обычно располагаются на крыше или в задней части электробуса.

В последнее время в качестве источников энергии в электробусах начали применяться, так называемые, ионисторы. Это мощный накопитель электричества – суперконденсатор, который в недалеком будущем должен заменить привычные нам аккумуляторные батареи.

2) Мост с электромоторами

Вместо двигателя внутреннего сгорания в электробусах обычно применяется электропортальный задний мост с двумя асинхронными бортовыми мотор-редукторами. Такая конструкция позволяет избавиться от таких компонентов, как карданный вал, дифференциал, полуоси, которые имеются при «классической» компоновке, когда электродвигатель расположен отдельно.

3) Высоковольтные инверторы

Это устройства для преобразования постоянного тока от аккумуляторной батареи в переменный, который необходим для работы тяговых электродвигателей электробуса. Они находятся сзади в «моторном» отсеке. Там же находятся винтовой компрессор и ресиверы.

4) Пантограф

Это токоприемник в виде подъемного шарнирного механизма. Используется для быстрой зарядки тяговых аккумуляторов электробуса от стационарных зарядных устройств, расположенных в определенных точках его маршрута.

Пантографы устанавливают на электробусы с быстрой зарядкой. На электрических автобусах других конструкций (например, с ночной зарядкой) используются кабели со специальными разъемами-коннекторами на конце.

Выше были перечислены основные элементы конструкции электробуса, характерные только для него. В остальном он очень похож на обычный автобус с двигателем внутреннего сгорания.

Какие виды электробусов бывают

Ну а теперь немного о том, чем электробусы отличаются друг от друга.

Самые главные различия электробусов между собой заключаются в способах зарядки их тяговых аккумуляторов.

Различаются пять основных видов электробусов по способу зарядки аккумуляторных батарей:

1) Электробус с подзарядкой аккумуляторов во время движения

Он еще называется – электробус с динамической зарядкой. Он мало чем отличаются от обычного троллейбуса. Это, по сути, троллейбус с увеличенным автономным ходом. Зарядка аккумуляторов происходит от троллейбусной сети проводов через токосъемники. В то же время и электродвигатели получают питание от этой же сети. Далее, когда маршрут электробуса проходит там, где нет троллейбусных проводов, автоматика переключает питание тяговых электродвигателей на аккумуляторы (ионисторы).

Применение таких электробусов целесообразно там, где имеется хорошо развитая троллейбусная сеть.

2) Электробус с быстрой зарядкой в определенных точках маршрута

Это один из самых распространенных видов электробуса. Большинство работающих в Москве электробусов именно такого типа.

В данном случае электробус периодически подзаряжается от стационарных зарядных станций, установленных в определенных точках маршрута его следования. Чаще всего это конечные остановки.

Практически это выглядит следующим образом. Электробус подъезжает к зарядной станции, поднимает пантограф, установленный у него на крыше, и в течении определенного времени происходит зарядка тяговых аккумуляторов. Вся эта процедура происходит в течение очень небольшого отрезка времени. Чтобы зарядить батарею до 50%, требуется 5-10 минут, а до полной зарядки – 15-20 минут. Максимальный пробег на полной зарядке составляет 50-70 км.

Затем он опускает пантограф и продолжает движение по маршруту. Таким образом электробус может заряжаться в течении смены неограниченное количество раз и проехать в день порядка 400-500 км.

И еще один плюс машин такого типа – это сравнительно малые габариты и вес установленных на них тяговых аккумуляторов. А это значит, что электробус может принять «на борт» больше пассажиров – почти как обычный троллейбус.

Однако такие электрические автобусы могут двигаться только по тем маршрутам, где имеются зарядные станции.

3) Электробус с медленной зарядкой в гараже (парке)

Зарядка такого электробуса осуществляется обычно ночью после того, как днем он отработал на маршруте. Это происходит в том парке, где он числится.

Процесс зарядки довольно долгий – он длится 4-6 часов. Но зато пробег такого электробуса на одной полной зарядке может достигать 250-300 км. Это примерно то расстояние, которое он преодолевает за одну рабочую смену. Такой электробус не зависит от наличия и расположения зарядных станций в городе. Его можно смело выпускать на «чисто автобусные» маршруты.

Однако у него имеются и свои негативные стороны.

Аккумуляторные батареи имеют гораздо больший объем и вес, чем у электробусов с быстрой зарядкой. Поэтому он может перевезти меньше пассажиров. Кроме того, большие аккумуляторы сложнее утилизировать по истечению их срока службы.

Есть еще одна проблема. В связи с тем, что в одном месте (в парке) одновременно заряжается большое количество электрических автобусов, возникает необходимость изыскивать и подводить сюда мощные источники электроэнергии. А это может обойтись очень дорого.

4) Электробус с быстро заменяемыми тяговыми аккумуляторами

Этот вид электробусов не получил такого широкого развития, как те, что упоминались выше. И, тем не менее, такие автобусы кое-где существуют и довольно успешно эксплуатируются.

Особенность их заключается в том, что разряженная аккумуляторная батарея быстро заменяется на полностью заряженную.

Практически это осуществляется следующим образом. Электробус ненадолго съезжает с маршрута и загоняется в специально оборудованный бокс. Там, с помощью подготовленной для этого бригады мастеров, происходит быстрая замена одной батареи на другую. После чего автобус продолжает дальше двигаться по маршруту.

Однако эта процедура доступна только для электробусов с высоким уровнем пола.

К этой же категории относится и совсем экзотический вид смены аккумулятора – возить его сзади на прицепе (см. фото). А затем, по мере надобности, в определенных точках менять прицеп на другой – с заряженным аккумулятором.

5) Электробус с собственным источником подзарядки аккумуляторной батареи

Это один из самых перспективных типов электробусов. Тяговый аккумулятор в нем заряжается не от каких-то там внешних источников, а от собственного электрохимического генератора. А «топливом» для этого генератора служит водород.

Водородный генератор заряжает батарею, а та, в свою очередь, питает электропортальный мост, который приводит в движение этот электробус. Баллоны с водородом располагаются на крыше и их содержимого (примерно 40 кг газа) хватает на пробег 350 километров.

Полная заправка водородом занимает 5-10 минут, что сравнимо с ультрабыстрой зарядкой электробуса.

Однако проблема состоит в том, что для нормальной работы такого вида транспорта необходимо создать сеть водородных заправочных станций.

Самые известные производители электробусов

В этой части статьи я постараюсь перечислить самых известных производителей электробусов, продукция которых получила наибольшее распространение в Европе и, в том числе, странах СНГ. Сделаю я это максимально кратко – только название фирмы, страна и фото одного из выпускаемых упомянутым производителем электробусов.

1) BYD (Китайская Народная Республик)

Электробус BYD eBus 12m. Фото из Яндекс Картинки

2) VDL (Нидерланды)

Электробус VDL Citea SLE Electric. Фото из Яндекс Картинки

Электробус Solaris Urbino Electric. Фото из Яндекс Картинки

Электробус Irizar i2e EMT. Фото из Яндекс Картинки

Электробус Volvo 7900. Фото из Яндекс Картинки

6) Yutong (Китайская Народная Республика)

Электробус Yutong ZK6125BEVG12. Фото из Яндекс Картинки

Электробус Mercedes-Benz eCitaro Electric Bus. Фото из Яндекс Картинки

8) КамАЗ (Россия)

Электробус КамАЗ-6282. Фото из Яндекс Картинки

9) Volgabus (Россия)

Электробус Volgabus 5270. Фото из Яндекс Картинки

10) ЛиАЗ (Россия)

Электробус ЛиАЗ-6274. Фото из Яндекс Картинки

Электробус БКМ E433 Vitovt Max Electro. Фото из Яндекс Картинки

Подведем итог

Думаю, что я удовлетворил любопытство многих людей, интересующихся общественным транспортом.. Теперь вы получше узнали, что такое электробус, как он устроен, каких видов они бывают, и где и кто их производит. Очень надеюсь, что эта статья вам понравилась.

Источник

Электробус столицы: он может проехать 59 км. Но это нормально

«Рогатых» старого поколения из 6‑го троллейбусного парка Москвы, начавшего работу летом 1962 года, выселили, полностью отдав площадку амбициозным внукам — электробусам. Их тут прописалось 200 штук, по сотне ЛИАЗов‑6274 и КАМАЗов‑6282.

Электробус — штука экзотическая в мировом масштабе. Москва их не просто ввела в эксплуатацию одной из первых, но и вышла в лидеры по количеству работающих машин (счет пошел на четвертую сотню). Больше единиц на один мегаполис насчитывается разве что в Китае.

А потому в парке чаще попадаются люди в куртках группы ГАЗ (подмосковный ЛИАЗ принадлежит ей) и КАМАЗа, нежели Мосгортранса. Заводы организовали полноценные представительства по обслуживанию и ремонту на месте работы электробусов. Даже на помощь к неисправным машинам выезжает не техничка Мосгортранса, а машина в «ливрее» производителя.

Такой подход объясним еще и тем, что электробусы в Москве запускали в режиме «нужно вчера». Машины, конечно, прошли и тестовую эксплуатацию, и сертификацию, однако, по большому счету, они — загадка для многих. Не в плане перспектив, с ними понятно: за электробусами будущее. Речь об эксплуатации.

Источник жизни

Взять хотя бы запланированную в семилетнем возрасте замену тягового литий-титанатного аккумулятора. В теории его производитель, китайский Microwast, гарантирует такой срок службы. И по прикидкам выходит, что батарей должно хватить на семь лет. При четырех зарядках в день декларируемые 15 000 циклов заряда-разряда обеспечат работу в течение десяти лет.

Но в мире нет пока семилетних электробусов, чтобы опереться на практический опыт, а потому приходится верить расчетам на бумаге. В частности, никто не берется предсказать, как просядет емкость с годами и сколько раз за день придется подключать к сети уже не новую машину.

Используемый аккумулятор Microwast, по словам представителей группы ГАЗ, по качеству и характеристикам является оптимальным решением. И все равно его стоимость пугает. При цене электробуса в 32–34 млн рублей на батарею приходится около 9,5 млн. Почти треть! Москва, составляя контракт на электробусы, оставила замену аккумуляторов за собой. Когда подойдет срок, город будет сам решать, что поставить.

В теории здравое решение. Сейчас ­неизвестно, какие цены и технологии будут через несколько лет. Утилизация батареи, кстати, тоже лежит на городе, но инфраструктуры под неё пока нет.

Аккумуляторы расположены на крыше. Если бы дизайном «зеленые» машины не выделялись, их было бы не отличить от обычных: такой же «нарост» на крыше есть у метановых версий, в нем спрятаны баллоны. Правда, масса на «загривке» у электробуса побольше — 1,8–2,0 т. Но при скорости и манере движения городской машины это некритично. Разве что нагрузка на переднюю ось в снаряженном состоянии чуть больше. Кстати, завод использует одинаковые мосты на всех машинах: дизельных, метановых, электрических. И максимально допустимая масса тоже едина — 18 000 кг. А вот снаряженная у электробуса заметно больше, чем у машин с ДВС: 12 220 кг против 10 500 кг.

Режим питания

Москва сделала выбор в пользу электробусов под частую ультрабыструю зарядку на конечных станциях через пантограф на крыше. Емкость батареи сравнительно невелика — 77 кВт·ч. Для сравнения: компактному Nissan Leaf положено 40 кВт·ч, а на преми­альные легковые электромобили ставят по 80–100 кВт·ч.

А тут тяжеленный автобус. По официальной технической характеристике, на одной зарядке ЛИАЗ проезжает до 59 км. В режиме жесткой экономии сможет и 70 км. Но и заявленного пробега хватает для того, чтобы делать на маршруте полный круг и заряжаться на конечной. С января электробусы вышли на ночной маршрут, круг на котором составляет около 48 км. За счет отсутствия пробок и небольшого числа пассажиров к концу круга остается иногда под 50% энергии!

Для подстраховки на некоторых маршрутах поставили зарядные станции прямо по ходу движения. Машину можно заряжать, не высаживая пассажиров, — это безопасно. С учетом того, что за шесть-девять минут батарея наполняется на 50%, а зарядка в пути необходима только для того, чтобы дотянуть до конечной, задержка выйдет всего на пару-тройку минут.

Можно заряжаться и «по проводу». ­Быстрая станция (150 кВт, 200 А) восполнит энергию за час-два, сеть на 380 В (11 кВт, 20 А) — за 4–6 ч. Для ночного режима сгодится, а вот на маршруте такие задержки позволить нельзя.

При падении запаса энергии до 20% электроника предупреждает об этом водителя. Альтернатив две: продолжать ехать в штатном режиме или включить экономичный, если запаса хода до зарядки может не хватить. Во втором случае автоматика начинает отключать отдельные системы, начиная с наименее ценных.

Погрей меня

По словам разработчиков, разницы в автономности летом и зимой нет. Энергопотребление в жару и в холод уравнивают работающие кондиционер и печка.

Система отопления в электробусе сложная. Аккумулятору необходимо обеспечивать тепловой режим +8…+38 °C: холодный не будет принимать заряд, перегрев же вреден для батареи. Для этого предусмотрены жидкостные обогрев и охлаждение. Антифриз отводит лишнее тепло и от заднего моста с двумя электромоторами. Тепло идет на отопление салона, а если его не хватает, в работу вступают электрические обогреватели. При низких же температурах включается дизельный обогреватель Webasto Thermo 350. Выходит, электробус коптит дизелем, да еще и с выбросами класса Евро‑0? А куда деваться — иначе электрическая система отопления будет нещадно жрать энергию. А повышенный расход электричества не менее вреден для экологии, ведь его, в основном, вырабатывают ТЭЦ, сжигая уголь, газ, нефть и выбрасывая в атмосферу вредные газы. И не исключено, что дизельный обогреватель окажется более «зеленым», ведь он включается лишь на короткое время, когда температура в салоне опускается ниже нормы.

Никаких ручных переключений между разными способами обогрева не требуется. Водитель просто выставляет желаемую температуру, и электроника сама решает, какие средства привлечь для ее достижения. Причем температура устанавливается отдельно для кабины водителя и пассажирского отсека.

Светлое будущее

Москва покупает электробусы по так называемому «контракту жизненного цикла»: производителю оплачивают не только сами машины, но и их обслуживание в течение всего срока службы. Он составляет 15 лет, что вдвое больше, чем служит автобус (в Москве — семь лет). Последние списывают без капитального ремонта, а вот для электробуса его заложили в середине жизненного цикла. Хотя кузов у электро-ЛИАЗа тот же, что и у дизельного, ­ с заявленным ресурсом в 12 лет.

Будет ли необходимость держать электробусы в строю по полтора десятка лет, выходят ли они столько — этого пока никто не знает. Расчеты есть, но они теоретические, базирующиеся на опыте эксплуатации электробусов в других мегаполисах. Но там и дорожная ситуация иная, и электробусы другие. В 2019 году в Москве на линию вышли 300 «зеленых» машин. На 2020‑й уже разыгран тендер опять на 300 единиц. Возможно, будет и еще один контракт.

С 2021 года Москва перестанет закупать дизельные автобусы. Но это не означает полного перехода на электробусы: подразумевается, что в поставках останутся метановые модели. Во‑первых, производство электрических версий еще не настолько массовое. Во‑вторых, за год весь город не накрыть соответствующей инфраструктурой для подзарядки машин. Сейчас она есть на северо-востоке и немного в центре столицы. Полноценный электробусный парк всего один, частично работает с ними еще одна площадка. А всего их на Москву и Зеленоград 25! В‑третьих, требуется переобучить всех водителей. Ни с троллейбуса, ни с автобуса пересесть на электробус просто так нельзя.

Так что переход столицы на «электричество» растянется еще на долгие годы. К слову, группа ГАЗ не останавливается на одной модели. Готовятся к выпуску электробусы малого и особо большого классов — Вектор Next, сделанный на ПАЗе, и «гармошка» — на ЛИАЗе.

И многие перспективные технологии, повышающие безопасность и комфорт, будут внедряться в первую очередь на моделях с электроприводом.

Долой рогатых!

Дни московского троллейбуса сочтены. Никакого развития он не получит. Хотя, наверное, полностью не исчезнет, и какие-то единичные маршруты с «рогатыми» сохранят. В защиту этого вида транспорта в городе организовали целое движение, попутно критикуя электробусы по поводу и без.

Готов согласиться только с одним аргументом — высокой ценой. Вместо одного электробуса можно купить два троллейбуса или 2,5 автобуса. Один только аккумулятор ненамного дешевле автобуса целиком. Однако трамвай еще дороже, а его защищают не хуже, чем «рогатых» (почти уверен, что одни и те же люди).

Не стоит забывать, что пока машины «на батарейках» — экзотика в любом виде. Станут по-настоящему массовыми — подешевеют. А чтобы их выпускали много, кто-то должен обеспечить спрос. Если не Москва, то кто может это сделать в России?

В остальном электробус выигрывает. Главное, что ему не нужны провода. Это и улучшение внешнего вида города, и возможность гибко перестраивать маршрутную сеть. Потребность в последней колоссальная. Запуск МЦК и МЦД, появление новых микрорайонов требуют изменений, которые легче всего провернуть с подвижным составом, не привязанным к проводам или рельсам.

Вдобавок контактная сеть в столице сильно изношена и требует дорогого капитального ремонта. Поэтому ее не брали в расчет при выборе типа электробусов для Москвы. Будь провода в хорошем состоянии, где-то их можно было бы оставить и использовать для подзарядки через пантограф прямо на ходу.

Источник