Як Mercedes-Benz eCitaro досягає 600 км пробігу без необхідності підзарядки - Авто Інформатор
Електробус Mercedes-Benz eCitaro, оснащений паливними елементами для розширення діапазону, може проїхати приблизно 600 км без підзарядки.
Модель на паливних елементах, як і стандартний eCitaro, створена на базі Citaro із двигуном внутрішнього згоряння. Це відображено у характерному дизайні, який вміло поєднує знайомий зовнішній вигляд із унікальними функціональними та стилістичними елементами.
Автобус обладнано паливними елементами потужністю 60 кВт, розташованими на даху. Ці елементи не є основним джерелом енергії, а слугують для збільшення запасу ходу транспортного засобу. Головним джерелом живлення eCitaro з паливним елементом виступає акумулятор з мінімальною ємністю 295 кВт·год. Процес заряджання відбувається шляхом підключення до зарядної станції в депо. Проте за певних експлуатаційних умов паливний елемент eCitaro може функціонувати в режимі, де водень стає єдиним джерелом енергії.
На відміну від автобуса, що функціонує лише на чистому водні та має обмежену буферну батарею, паливний елемент eCitaro демонструє значно кращу здатність до повноцінного та ефективного накопичення енергії, отриманої в процесі рекуперації під час гальмування, завдяки своїм великим акумуляторам. Це особливо актуально в умовах міського трафіку з частими зупинками, а також на складних маршрутах, що підвищує загальну ефективність роботи паливного елемента eCitaro. Значна ємність батареї дозволяє забезпечувати високу потужність приводу на тривалих дистанціях, зокрема під час підйомів, без необхідності експлуатації паливного елемента в малоефективних режимах.
Три варіанти функціонування.
Паливні елементи eCitaro здатні функціонувати в трьох різних режимах. У режимі, що забезпечує максимальну дальність поїздки, заряд акумулятора та запас водню використовуються оптимально, при цьому паливний елемент завжди працює в межах найвищої ефективності.
У режимі зниженого споживання водню акумулятор забезпечує основну частину енергії для руху та підтримуючих систем, в той час як паливний елемент надає лише ту кількість енергії, яка необхідна для досягнення попередньо заданого запасу ходу. У цьому режимі паливний елемент функціонує завжди в оптимальному діапазоні ефективності.
У третьому режимі, що відповідає підтримці рівня заряду (SOC), акумулятор залишається головним джерелом енергії для пересування. Проте, замість заряджання в стоячому стані на депо, він отримує заряд під час руху завдяки паливному елементу. У цьому режимі паливний елемент використовується більш інтенсивно порівняно з іншими режимами, але все ж працює в ефективному діапазоні потужності від 20 до 40 кВт.
Паливні елементи
Паливний елемент має потужність 60 кВт і характеризується високою ефективністю, що забезпечує зниження споживання водню для генерації електрики. Інтегрований перетворювач напруги додає зручності в експлуатації. Ще однією видатною рисою є тривалий термін служби - близько 40 000 годин. Це відповідає періоду використання від семи до десяти років, залежно від конкретного застосування, особливо коли він використовується як розширювач запасу ходу.
У самостійному автобусі модуль паливного елемента, вагою приблизно 240 кг, розміщений на даху позаду передньої осі. У зчленованому автобусі цей модуль знаходиться на передній частині даху в секції причепа.
В паливному елементі eCitaro водень постачається у газоподібному вигляді під тиском до 350 бар. Це усуває потребу в складних процесах високого стиснення на заправних станціях. Кожен водневий резервуар вміщує 5 кг водню, готового до використання. Завдяки внутрішньому пластиковому контейнеру та зовнішній оболонці з вуглецевого волокна, ці баки відповідають специфікаціям типу 4, що забезпечує їх легкість і високу міцність. Розташування баків у поперечному напрямку спрощує доступ до клапанів і датчиків. Безпека є основним пріоритетом: кожен резервуар обладнаний власними датчиками тиску та температури, що дозволяє ефективно виявляти можливі витоки та зменшує необхідність в додаткових датчиках водню, скорочуючи кількість потенційних точок відмови. Баки відповідають міжнародному стандарту ООН ЄЕК Р 134, що вимагає успішного проходження стрес-тестування.
Системи баків у модульному виконанні
Система баків має модульний дизайн. В автобусі Solo використовуються п'ять ємностей, які вміщують загалом 25 кг водню, з можливістю додавання шостого бака за потреби. Для зчленованих моделей замовники можуть обирати між шістьма чи сімома баками, що забезпечують 30 або 35 кг водню. Паливні резервуари розташовані на даху над передньою віссю та в передній частині, закриті зверху для захисту від забруднень та сонячного світла. Кришки мають широкий кут відкриття, що дозволяє легко отримати доступ для обслуговування. Всі трубопроводи високого тиску виконані в жорсткому варіанті, а з'єднання між заправним отвором і дахом безперервне, без різьбових з'єднань, щоб забезпечити максимальну безпеку. Паливна система отримує газоподібний водень з баків через трубопровід низького тиску. Процес заправки відбувається з правого боку автобуса, у напрямку руху, над другою віссю. У сприятливих умовах, з урахуванням наявної інфраструктури, заправка автобуса займає приблизно десять хвилин.
Батареї з підвищеною продуктивністю
У паливній системі eCitaro застосовуються потужні батареї типу NMC3 (NMC = нікель-марганцево-кобальтовий оксид). Ці літій-іонні акумулятори відрізняються винятково високою енергетичною щільністю та тривалим терміном експлуатації.
Кожен акумулятор складається з 600 елементів, які інтегровані в систему охолодження для підтримки оптимальної температури приблизно 25 градусів Цельсія. Належний контроль температури гарантує тривалий термін служби та ефективність процесу зарядки. Дев'ять акумуляторних модулів формують акумуляторний блок з 5400 елементів, що забезпечує номінальну енергетичну ємність у 98 кВт·год на один блок.
Як і водневі баки, батареї масштабуються. В автобусі з одним двигуном використовуються три акумуляторні блоки загальною ємністю 294 кВт·год. У зчленованому автобусі клієнти можуть вибрати три або чотири акумуляторні блоки, що забезпечують до 392 кВт·год енергетичної ємності. Навіть ці зміни власними силами забезпечують вражаючий запас ходу.
Оскільки можна налаштовувати як ємність батареї, так і кількість водню, що перевозиться, кожен оператор громадського транспорту отримує паливний елемент eCitaro, що точно відповідає його експлуатаційним вимогам.
Оскільки паливний елемент забезпечує збільшення дальності пробігу, проміжна зарядка під час поїздки не є необхідною і не планується. Процес заряджання здійснюється за допомогою зарядного пристрою, який може бути підключений з максимальною потужністю 150 кВт. Як і в стандартному eCitaro, передбачені чотири варіанти розташування зарядного порту: зліва і справа над передньою віссю, спереду та ззаду. Для забезпечення гнучкості у розміщенні депо або сервісного центру, на один транспортний засіб можна встановити до двох портів заряджання. Додатково доступна інтегрована система управління, яка дозволяє послідовно заряджати два транспортні засоби за допомогою одного зарядного пристрою.
Вражаюча дальність пересування, значна місткість для пасажирів.
В залежності від конфігурації акумуляторів та водневих резервуарів, а також режиму експлуатації, автобус eCitaro на паливних елементах може проїжджати до 600 км без необхідності у підзарядці або дозаправці. Для зчленованої версії eCitaro G цей показник складає до 500 км. Ці вражаючі показники повністю задовольняють потреби практично всіх перевізників.
Оптимізований розподіл ваги, який детально враховує батареї, паливні елементи та водневі резервуари, дозволяє забезпечити значну кількість місць для пасажирів. Наприклад, тридверний зчленований автобус із однією провідною віссю, трьома акумуляторами та сімома водневими баками здатен вмістити приблизно 128 пасажирів. У той же час, одномісний автобус може прийняти до 88 осіб. Це свідчить про те, що eCitaro на паливних елементах пропонує навіть більше місць для пасажирів у порівнянні з акумуляторно-електричним eCitaro, який має максимальну кількість батарей.
Система терморегулювання використовує відпрацьоване тепло паливного елемента
Інноваційна терморегуляційна система eCitaro, що працює на основі паливних елементів, значно підвищує запас ходу і загальну ефективність транспортного засобу. Випромінене тепло від паливного елемента може бути ефективно використане для обігріву інтер'єру автобуса. Для забезпечення цього Daimler Buses впроваджує компактну систему кондиціонування з холодоагентом R134a, а з середини 2026 року планується перехід на R513A, яку доповнює тепловий насос. Завдяки поєднанню відпрацьованого тепла паливного елемента та цієї системи, досягається вища ефективність в умовах низьких температур у порівнянні з кондиціонерами, що використовують CO₂, які встановлені в eCitaro. Відпрацьоване тепло також може бути використане для регулювання температури акумуляторів. Всі елементи, що виділяють тепло, інтегровані в систему опалення автобуса, що дозволяє автоматично та незалежно регулювати температуру в салоні та на робочому місці водія.
Подібно до eCitaro, паливний елемент цієї моделі дозволяє заздалегідь нагрівати салон до потрібної температури під час зарядки батареї в депо за рахунок електричного опалення та кондиціювання повітря. Це означає, що енергія, необхідна для підтримання комфортного клімату на початку поїздки, не витрачається з батареї, що сприяє збільшенню доступного запасу ходу. Узимку міський автобус може бути попередньо прогрітим під час зарядки, а влітку – охолодженим.
Інтегрована низькопідлогова провідна вісь.
Міць, як завжди, передається через низькопідлогову портальну вісь ZF AVE 130, з двигунами, розміщеними близько до маточин коліс. Кожне колесо здатне генерувати потужність до 125 кВт і забезпечує момент, що крутить, на рівні 485 Нм. Завдяки фіксованому передавальному числу, максимальний крутний момент становить 11 000 Нм на колесо. У зчленованому автобусі стандартно активуються середня і задня осі; для легкого рельєфу достатньо однієї провідної осі причіпної секції.
Кабіна та управлінська концепція не вимагають повторного навчання.
Компонування пасажирського салону електробуса eCitaro на паливних елементах залишається вірним знайомим моделям eCitaro. Пасажири та водій не відчують необхідності в адаптації до нових умов; кабіна та управлінська концепція здебільшого відповідають традиційній конфігурації. Вибір напряму руху здійснюється так само, як і раніше, за допомогою кнопок D, N і R. Завдяки практично ідентичному управлінню, яке подібне до Citaro з двигуном внутрішнього згоряння або акумуляторного електробуса eCitaro, водії можуть швидко переходити з одного транспортного засобу на інший.
Приладова панель в значній мірі подібна до тієї, що використовується в eCitaro. Індикатор потужності демонструє актуальні вимоги до енергії та стан зарядки батареї. Основною відмінністю, характерною для концепції паливного елемента, є відображення відсоткового рівня заправки воднем на екрані. Завдяки центральному дисплею водій може отримувати інформацію про запас ходу, доступну потужність, стан заряджання та кількість водню. Паливний елемент eCitaro також сприяє енергоефективному водінню завдяки системі управління прискоренням: незалежно від того, чи автобус порожній, чи повністю заповнений, він завжди прискорюється з місця на заправці або світлофорі з однаковою динамікою, як і при максимальному завантаженні. Це забезпечує комфортне і плавне пересування для пасажирів та одночасно знижує споживання енергії.
