Як Mercedes-Benz eCitaro забезпечує 600 км пробігу без підзарядки - Авто Інформатор.
Електробус Mercedes-Benz eCitaro з паливними елементами як розширювач діапазону має запас ходу близько 600 км
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, розміщеними на даху. Вони не слугують основним джерелом енергії, а виконують функцію розширювача запасу ходу, що дозволяє збільшити загальний пробіг транспортного засобу. Головним джерелом енергії для eCitaro з паливним елементом є батарея з ємністю не менше 295 кВт·год. Зарядка здійснюється через підключення до зарядного пристрою в депо. Проте в певних умовах експлуатації паливний елемент eCitaro може функціонувати в режимі, де водень є єдиним джерелом живлення.
На відміну від автобуса, що працює виключно на чистому водні та має невелику буферну батарею, паливний елемент eCitaro значно краще здатний повністю та ефективно накопичувати енергію, що рекуперується при гальмуванні, у своїх великих батареях. Це особливо корисно у міському трафіку з частими уповільненнями, і ще більше - на складному рельєфі, що сприяє загальній ефективності паливного елемента eCitaro. Велика ємність батареї також забезпечує високу потужність приводу на великих відстанях, наприклад на підйомах, без необхідності роботи паливного елемента у верхньому, неефективному діапазоні потужності.
Три варіанти функціонування
Елементи живлення на основі пального eCitaro здатні функціонувати в трьох різних режимах. У режимі максимального запасу ходу батарея та водень використовуються на повну потужність, що дозволяє паливному елементу працювати в оптимальному діапазоні ефективності.
У режимі мінімального споживання водню батарея забезпечує більшу частину енергії для руху та допоміжних систем, тоді як паливний елемент подає тільки ту кількість енергії, яка потрібна для досягнення раніше встановленого запасу ходу. Тут також паливний елемент завжди працює у найбільш ефективному діапазоні.
У третьому режимі, який відповідає за підтримку рівня заряду (SOC), батарея продовжує виконувати роль основного джерела енергії для транспорту. Проте, замість того щоб заряджатися в стаціонарному стані в депо, вона отримує енергію під час руху завдяки паливному елементу. У цьому режимі паливний елемент працює більш інтенсивно, ніж у інших, але залишається в ефективному діапазоні потужності від 20 до 40 кВт.
Елементи живлення на основі пального
Паливний елемент розвиває потужність 60 кВт і функціонує з високим коефіцієнтом корисної дії, що забезпечує відносно незначне споживання водню для генерації електричної енергії. Інтегрований перетворювач напруги вже входить до складу системи. Ще однією видатною характеристикою є надзвичайно тривалий термін експлуатації — приблизно 40 000 годин, коли використовується в якості джерела енергії для збільшення пробігу. Це відповідає експлуатаційному періоду від семи до десяти років, в залежності від умов використання.
У звичайному автобусі модуль паливного елемента, вага якого складає близько 240 кг, розміщений на даху, трохи позаду передньої осі. У зчленованому автобусі цей модуль знаходиться на передній ділянці даху в області причепа.
У паливному елементі eCitaro водень знаходиться в газоподібному вигляді під тиском 350 бар, що усуває потребу в високому стисненні та пов'язаних з цим ускладненнях на заправних станціях. Кожен водневий резервуар має ємність на 5 кг використаного водню. Завдяки пластиковому внутрішньому контейнеру та зовнішній оболонці з вуглецевого волокна, вони відповідають вимогам баків четвёртого типу, що робить їх легкими, але водночас надзвичайно міцними. Поперечна установка резервуарів забезпечує зручний доступ до клапанів та датчиків. Безпека має першочергове значення: кожен резервуар обладнаний власним датчиком тиску та температури, що дозволяє надійно виявляти можливі витоки, зменшуючи потребу в додаткових датчиках водню і знижуючи кількість потенційних точок відмови. Баки відповідають стандарту ООН ЄЕК Р 134, що вимагає проходження успішного стрес-тестування.
Системи баків модульного типу
Модульна система баків використовується в автобусі Solo, де встановлено п'ять баків з загальною ємністю 25 кг водню, з можливістю додавання шостого бака за потреби. Для зчленованих автобусів замовники можуть обирати між шістьма чи сімома баками, що забезпечують 30 або 35 кг водню. Паливні резервуари розміщені на даху над передньою віссю та переднім звисом, маючи захисні кришки, які закривають їх зверху від забруднень та ультрафіолетового випромінювання. Кришки відкриваються нагору, що забезпечує зручний доступ для обслуговування. Всі трубопроводи високого тиску є жорсткими, а з'єднання між заправним отвором та дахом виконано без різьбових елементів для підвищення безпеки. Паливний елемент отримує газоподібний водень з баків через трубопровід низького тиску. Заправка автобуса виконується з правого боку в напрямку руху, над другою віссю. За оптимальних умов, враховуючи інфраструктуру заправки, процес заправки може зайняти близько десяти хвилин.
Батареї з підвищеною продуктивністю
У паливному елементі електробуса eCitaro застосовують потужні батареї типу NMC3 (NMC означає нікель-марганцево-кобальтовий оксид). Ці літій-іонні акумулятори відрізняються високою енергетичною щільністю та тривалою експлуатаційною придатністю.
Кожен акумулятор складається з 600 елементів, які інтегровані в систему охолодження для підтримки оптимальної температури близько 25 градусів за Цельсієм. Правильний контроль температури гарантує тривалий термін служби та ефективність заряджання. Дев'ять модулів акумуляторів формують акумуляторний блок, що містить 5400 елементів і забезпечує номінальну енергетичну ємність 98 кВт·год на один блок.
Подібно до водневих паливних елементів, акумулятори мають можливість масштабування. У автобусі з одним двигуном застосовуються три батарейні блоки, які разом мають ємність 294 кВт·год. У зчленованих моделях клієнти можуть вибирати між трьома або чотирма акумуляторами, що забезпечують енергетичну ємність до 392 кВт·год. Навіть ці зміни дозволяють досягнути вражаючого запасу ходу.
Завдяки можливості налаштувати як ємність акумулятора, так і обсяг перевезеного водню, кожен оператор громадського транспорту отримує паливний елемент eCitaro, який ідеально відповідає його специфічним потребам у експлуатації.
Оскільки паливний елемент використовується збільшення дальності ходу, проміжна зарядка за маршрутом не потрібно і не передбачається. Заряджання здійснюється за допомогою зарядного пристрою, що підключається, з максимальною потужністю 150 кВт. Як і в стандартному eCitaro, доступні чотири положення зарядного порту: ліворуч і праворуч над передньою віссю, спереду та ззаду. Для гнучкого розміщення депо або майстерні на один транспортний засіб можна встановити до двох положень зарядного порту. Також доступна інтегрована система керування для послідовного заряджання двох транспортних засобів за допомогою одного зарядного пристрою.
Вражаюча дальність руху та значна місткість для пасажирів.
В залежності від налаштування акумуляторів і водневих резервуарів, а також режиму експлуатації, електробус eCitaro, що працює на паливних елементах, може подолати до 600 км без необхідності в підзарядці або дозаправці, якщо йдеться про одиночний варіант. Що стосується зчленованого eCitaro G, його дальність ходу становить до 500 км. Ці вражаючі показники повністю відповідають вимогам більшості перевізників.
Оптимізоване розподілення ваги, яке враховує батареї, паливний елемент і водневі резервуари, забезпечує велику місткість для пасажирів. Наприклад, тридверний зчленований автобус з однією провідною віссю, трьома акумуляторами і сімома водневими баками здатен вмістити близько 128 пасажирів. Окремий автобус може розмістити до 88 осіб. Це свідчить про те, що модель eCitaro на паливних елементах пропонує ще більшу пасажиромісткість у порівнянні з акумуляторним eCitaro, який має максимальну кількість батарей.
Система терморегулювання використовує відпрацьоване тепло паливного елемента
Інноваційна система терморегулювання eCitaro на основі паливних елементів сприяє покращенню запасу ходу та загальної ефективності. Відпрацьоване тепло від паливного елемента може бути ефективно використане для обігріву внутрішнього простору автомобіля. Тому компанія Daimler Buses впровадила компактну систему кондиціонування повітря, що працює з холодоагентом R134a (а з другої половини 2026 року – з R513A) і включає тепловий насос. У поєднанні з відпрацьованим теплом паливного елемента ця система забезпечує вищу ефективність при низьких температурах у порівнянні з кондиціонером на основі CO₂, що застосовується в eCitaro. Крім того, відпрацьоване тепло може бути використане для підтримання оптимальної температури батарей. Всі елементи, що генерують тепло, інтегровані в опалювальну систему автомобіля. Температура в салоні та на робочому місці водія регулюється автоматично та незалежно.
Як у випадку з eCitaro, паливний елемент eCitaro забезпечує можливість попереднього нагріву салону до необхідної температури під час заряджання акумулятора в депо, використовуючи електричне обігрівання та охолодження повітря. Це дозволяє зберегти енергію, яка зазвичай витрачається на клімат-контроль на початку маршруту, що, в свою чергу, підвищує доступний запас ходу автобуса. У зимовий період міський автобус може бути попередньо прогрітий під час заряджання; влітку - охолоджений.
Інтегрована низькопідлогова осьова система з провідним приводом.
Потужність у даній системі, як завжди, передається через низькопідлогову портальну вісь ZF AVE 130, де двигуни розміщені близько до колісних маточин. Кожне колесо здатне генерувати потужність до 125 кВт і досягає крутного моменту в 485 Нм. Завдяки фіксованому передавальному числу, максимальний крутний момент становить вражаючі 11 000 Нм на колесо. У зчленованому автобусі стандартно працюють середня та задня осі; на легкому рельєфі цілком достатньо однієї ведучої осі у секції причепа.
Кабіна та система управління не вимагають повторної підготовки.
Компонування пасажирського салону моделі eCitaro на основі паливних елементів зберігає знайомі риси попередніх версій eCitaro. Пасажири та водій не відчують потреби в адаптації до нових умов; кабіна та управлінська концепція в значній мірі відповідають традиційній конфігурації. Вибір напрямку руху залишається звичним, виконуючи функції через кнопки D, N та R. Схожість в управлінні з моделями Citaro, що працюють на бензині або з акумуляторним електроприводом eCitaro, забезпечує легкість переходу для водіїв.
Приладова панель eCitaro має багато спільного з аналогічною системою управління. Вона включає індикатор потужності, який демонструє актуальні потреби в енергії та рівень заряду акумулятора. Основна відмінність полягає в наявності показника водневого пального, що відображає процентний вміст водню в системі. Завдяки центральному дисплею водій може контролювати запас ходу, доступну потужність, стан зарядки та кількість водню. Паливний елемент eCitaro сприяє енергоефективному водінню завдяки системі управління прискоренням: незалежно від того, чи автобус порожній, чи заповнений, він завжди стартує з місця з однаковою динамікою, що забезпечує комфортну поїздку для пасажирів і одночасно знижує споживання енергії.
