Развитие электробусов

Ужесточение требований по экологии к АТС в нашей стране требует в первую очередь внедрения внутригородского пассажирского транспорта и это относится к разработке и внедрению электробусов.

Ряд организаций в России проводят НИОКР по электробусам. Так Ликинским автобусным заводом группы ГАЗ выпущена опытная партия электробусов ЛиАЗ-6274 (рис. 2.30).

Модель ЛиАЗ-6274, в разработке которой принимала участие компания «MOBEL», была создана на базе ЛиАЗ-5292 – низкопольного городского автобуса. Электробус оснащается асинхронным электродвигателем, преобразователем на 16ВТ транзисторах, накопителем энергии, имеет функцию рекуперативного торможения. Запас хода электробуса составляет около 200 км.

Рис. 2.30. ЛиАЗ-6274

Интерес вызывает экобус Тролза-5250 (рис. 2.31), который был разработан на базе серийно выпускаемой модели и оборудования низкопольного троллейбуса Тролза-5265. В качестве энергоустановки применен микротурбогенератор Capstone мощностью 65 кВт с воздушным охлаждением. Малые габаритные размеры и масса микротурбогенератора и его преобразователей напряжения позволили сохранить низкий пол по всему салону автобуса и установить оборудование для работы на сжатом природном газе CH4 или пропане, что ранее было невозможно осуществить без существенного сокращения численности перевозимых пассажиров вследствие высокой нагрузки на шины и мосты. Компримированный природный газ является на данный момент наиболее дешевым и перспективным топливом, поэтому инфраструктура заправочных станций продолжает расширяться. Кроме этого, микротурбогенератор способен работать на широком спектре уже применяемых и перспективных видах топлива, а именно на дизельном топливе, керосине, пропан-бутановой смеси, биодизеле и биогазе, что позволяет легко адаптировать автобус к инфраструктуре заказчиков.

Рис. 2.31. Тролза-5250

Технические данные и характеристика Тролза-5250 приведены в таблице 2.14.

Таблица 2.14

Движение экобуса реализуется за счет передачи вращающегося момента от асинхронного электродвигателя номинальной мощностью 125 кВт, управляемого транзисторным преобразователем, разработанным ООО «Чергос». Микропроцессорная система управления приводом и турбиной дает возможность достижения минимального расхода топлива и имеет систему контроля и диагностики. Тяговый привод обеспечивает расход энергии от 0,84-1,22 кВт/км в зависимости от степени наполнения салона, а турбина при этом потребляет от 51 до 58 м³ газа на 100 км пробега экобуса в городском цикле. Таким образом по сравнению с автобусом, работающим на газовом топливе экобус снижает на 40% расход газа.

Малые габаритные размеры микротурбогенератора и его преобразователей напряжения позволили сохранить низкий пол по всему салону экобуса и установить оборудование на сжатом природном газе СН4 или пропане, что ранее было невозможно осуществить.

Электробусы – как вид общественного транспорта используются уже в некоторых странах (Великобритания, США, Япония, Южная Корея, в странах ЕС.

Предполагается, что стоимость проезда в электробусах будет ниже, чем на автобусах с ДВС.

Опытная эксплуатация электробусов различной вместимости ведется в различных странах мира, в том числе в Германии, Японии, Италии и др.

В настоящее время имеются примеры оценки эффективности электробусов, некоторые из них приведены в таблице 2.15.

Таблица 2.15

Для расчета приведенных удельных затрат приняты пассажиропотока, равный одной тысяче пассажиров в час во время «пик»; эксплуатационная скорость 18 км/ч; среднее время в наряде 12 часов; коэффициент выпуска подвижного состава на линию 0,85 и среднесуточный коэффициент наполнения транспортных средств, равный 0,3.

Согласно приведенным расчетам использование электробусов (в данном варианте) экономически более целесообразно в сравнении с автобусами той же вместимости. Критерием эффективности в данном случае выбраны удельные строительно-эксплуатационные расходы в расчете на 1 пассажиро-километр.

Китайский автопроизводитель BYD сообщил о получении лицензии на продажу электробусов на территории Евросоюза (рис. 2.32).

Рис.2.32. Электробус китайского производства

Отметим, что это первое разрешение от ЕС для BYD, и – масштабное достижение. Теперь компания сможет реализовать продукцию этого типа во всех странах-участниках блока, при этом необходимости добиваться разрешения у каждого государства не будет.

Напомним, что в декабре BYD уже подписал соглашение с болгарской компанией Bulmineral о создании совместного предприятия по производству электробусов – Auto Group Motors. Каждая компания будет владеть 50% акций.

Это – первое на территории Европы совместное предприятие по производству электробусов, а также первое европейское предприятие BYD.

В США создается новый электробус (рис. 2.33).

Рис. 2.33. Новый электробус, создаваемый США

Конструкторы из Университета Юты во главе с Хантером Ву представили электробус с беспроводной подзарядкой, осуществляемой на остановках общественного транспорта. Пока подзарядка может обеспечить Aggie Bus всего 25 кВт мгновенной мощности, а с учетом того, что остановки редко длятся дольше пары минут, длинные линии без стоянок на конечной пока не для этой экспериментальной машины.

Однако уже сейчас разрабатывается следующая модель, Wireless Advanced Vehicle Electrification, способная получать входящий поток мощностью до 50 кВт. Модификация позволит интенсивнее заряжаться на остановках − а значит, использовать электробусы на более длинных дистанциях.

Проблемой пока остаётся лишь то, что даже уменьшенные благодаря частой подзарядке литиевые аккумуляторы, хотя и резко снижают стоимость и вес электробуса по сравнению с полностью автономным, все же не могут быс^тро получить энергию от индукционных пластин скорость накопления энергии литиевыми батареями ограничена.

Напомним сходное ограничение уже заставило китайцев, ранее создавших и запустивших в эксплуатацию такие автобусы, использовать вместо аккумуляторов суперкондесаторы. Благодаря молниеносному накоплению энергии такие электробусы способны бегать по городским маршрутам любой длины. Лишь бы промежутки между остановками не были больше 4,8 км (по пересечённой местности). На остановках же (на каждой!) они, понятно, запитываются от розеток в момент посадки-высадки пассажиров (удельная емкость суперконденсаторов значительно меньше, чем у аккумуляторов).

Из преимуществ испытываемой американцами системы стоит отметить широкий диапазон возможного зазора при беспроводной передаче (до 15 см от днища электробуса до зарядной пластины на остановке) и высокий заявленный КПД − 90%.

Кроме КНР, электробусы с беспроводной зарядкой используются с 2003 года в Турине (Италия) и с 2010-го − в Утрехте (Нидерланды). Во всех случаях они показали меньшую электрическую эффективность, чем троллейбусы, но не требуют развертывания проводных сетей и обладают большим потенциальными возможностями для изменения маршрутных линий, а также в маневрах на дороге.

Ряд разработанных электробусов приведены на рисунке 2.34.

Рис. 2.34. Ряд разработанных электробусов

Польский Solaris сделал ставку на разработку принципиально новых транспортных средств. Первый результат работы специалистов компании − 9-метровый электробус Solaris Urbimo electric. Пока его возможности довольно скромны: на полном заряде аккумуляторов машина способна проехать около 100 км, время «заправки» составляет 4 часа. Но дальнейшее совершенствование новинки продолжается. Цель − обеспечение пробега в 350 км на одном заряде аккумуляторов.

Чешский электробус SOR EBN 10,5 (рис. 2.35) может похвастаться лучшими показателями: пробег от 130 до 160 км, большая вместимость за счёт увеличенной длины (10,5 м). Но и время зарядки такой машины больше − до 7 часов. Так как на обоих электробусах установлено схожее электрооборудование, то можно вывести закономерность: 1 час зарядки = 25 км пробега. Если считать, что ночной отстой пассажирских автобусов в среднем занимает от 6 до 8 часов, а ежедневный пробег может превышать 200 км, то становится понятно, почему электробусы пока не появляются на улицах городов в сколько-нибудь значимых масштабах. Но наука не стоит на месте, разрабатываются новые типы аккумуляторов − более ёмкие и легкие, с меньшим временем зарядки, так что вполне вероятно, что через несколько лет электробусы и электромобили станут полноправными участниками дорожного движения.

Рис. 2.35. Чешский электробус SOR EBN 10,5

Электробусы–какэкологичный внутригородской пассажирский транспорт займут свою нишу для минимального использования в крупных мегаполисах, городах и курортных зонах.