Когнитивные омнибусы

Обзор пассажирских электробусов

Ну… во-первых, в Москве он-то уж точно не первый! До этого на аккумуляторной тяге в столице уже эксплуатировались СВАРЗ-ЛК в 1935 году, а пригородный ТБЭС в 1959 году ходил из столицы аж до Внуково. Можно вспомнить ещё омнибус Романова, который возил пассажиров в Питере ещё в позапрошлом веке при живом царе! И спрашивается: сколько их ещё можно испытывать?

Нужда в электробусах в России ещё не дошла до той стадии, чтобы под них разрабатывать собственные кузова, как это начинают делать за рубежом. Хотя подобный опыт был у ЗАО «КОМТРАНС» из Орехово-Зуево, которое выпустило порядка 20 электробусов «Лужок» для парковых зон.

Объяснение элементарно: в преддверии массового производства технологии обкатываются на серийных кузовах, и этот этап проходят многие производители (см. «ГП № 10, 2014 г.). Но и тут у нас есть своя специфика – электробусами сейчас занимаются не сами автопроизводители, а специализированные предприятия.

Надо нано!

Новый городской электробус ЛиАЗ-6274 на базе ЛиАЗ-5292, изготовленный для «Мосгортранса», будет курсировать по ул. Маросейка или ул. Покровка. Выбор маршрута неслучайный. Использование электробуса позволит убрать контактную троллейбусную сеть и вернёт улицам исторический облик. Асинхронный двигатель мощностью 180 кВт с силовым IGBT-преобразователем с функцией рекуперации при электродинамическом торможении позволяет вернуть в аккумулятор до 30 % энергии, потраченной на разгон. Блок литий-ионных (Li-Ion) батарей изготовлен новосибирским ООО «ЛИОТЕХ» («ЛИОТЕХ» – портфельная компания РОСНАНО). Создание этого электробуса стало возможным благодаря участию ООО «МОБЭЛ», которое является разработчиком решений в области электротранспорта.

Для подзарядки аккумуляторных батарей (АКБ) требуется подключение к сети 380 В. Процесс восполнения энергии занимает около 5,5 ч. На одной подзарядке машина способна проехать до 280 км, что эквивалентно двум рабочим сменам.

Дизельный подогреватель служит для отопления салона, выполняет функцию термостата для блока АКБ, позволяя сохранить ёмкость при минусовых температурах.

Но не только столица может похвастать новшествами. В конце февраля стало известно, что 11,7-метровый электробус «Тролза-52501» решено обкатать в Ярославле, поскольку именно там реализуется проект по запуску экологически чистого инновационного электротранспорта для исторической части города – зоны ЮНЕСКО.

Аккумулятор, который используется в новом электробусе, был создан при участии резидента кластера космических технологий Фонда «Сколково» – саратовской компании «Системы управления хранением энергии (СУХЭ)». Запас хода составляет 120 км, время заряда накопителей при наличии внешнего зарядного устройства – 3 ч.

После испытаний Ярославль намерен приобрести ещё 2 машины, а ЗАО «Тролза» с апреля начнёт серийное производство электробусов с применением системы управления батареей СУХЭ. В основе системы лежит технология активного выравнивания, позволяющая продлить срок службы литий-ионных батарей и обеспечить более эффективное их использование. КПД, таким образом, увеличивается со стандартных 70 %, как у прототипа 2012 г., до рекордных 96 %.

Грантовая поддержка «Сколково» позволила провести испытания системы управления на одном из предприятий ГК «Росатом», в ходе чего были подтверждены характеристики по сроку службы и энергоёмкости накопителей энергии.

Кстати, опыт в в эксплуатации уже имеется. Так, в Новосибирске с 2014 года эксплуатируется электробус НефАЗ-52992 (см. «ГП № 12, 2014 г.) с батареями ООО «ЛИОТЕХ».

Сейчас на «Лиотехе» налаживают производство АКБ в гибком корпусе ёмкостью от 10 до 50 А∙ч. Из данных аккумуляторов будут фабриковаться аккумуляторные моноблоки напряжением от 6 до 60 В в корпусах, аналогичных стартёрным автомобильным АКБ и накопителям солнечной и ветровой энергии. Сейчас проходят испытания аккумуляторные моноблоки напряжением 12 В и ёмкостью 30 А∙ч, которые найдут применение на легковушках и минивэнах.

Впрочем, особо малый класс автобусов уже не новость – 3 года назад «Лиотех» и нижегородское ООО «Промышленные технологии» на шасси Ford Transit Jumbo с мощной ходовой частью представили 18-местный электробус, который способен на одной зарядке проехать до 150 км в городской толчее. АКБ заряжаются как от бытовой сети, так и от специализированной высоковольтной зарядной станции. В этом случае для полной зарядки будет достаточно и получаса.

Самый крупный в мире

Американское подразделение BYD Motors  Inc. (Build Your Dream), принадлежащее китайской компании BYD Company Ltd, на прошедшей в американском Хьюстоне конференции общественного транспорта American Public Transportation Association Expo (APTA) представило самый большой в мире городской электробус Lancaster eBus.

BYD сегодня является крупнейшим в мире производителем электробусов в мире, а её акции торгуются на фондовой бирже в Гонконге. Кстати, 60 % акций этой китайской компании принадлежат инвестиционному фонду Berkshire Hathaway, крупнейшим акционером которого является Уоррен Баффет.

Сочленённый городской 18-метровый низкопольный (высота уровня пола 360 мм) электробус рассчитан на перевозку 120 пассажиров.

Машина снабжена двумя электродвигателями мощностью 120 кВт каждый (крутящий момент 750 Н∙м), блоком из 59 литий-железо-фосфатных (LiFePO4) АКБ и фотогальваническими солнечными элементами на крыше автобуса. Электробус способен проехать с одной зарядки более 270 км, после чего для подзарядки потребуется от 2 до 4 часов. Зарядка производится фирменной высоковольтной 600-кВт системой Energy Storage Stations, которая входит в комплектацию автобуса. Преимущество аккумуляторов BYD в их относительно невысокой цене, отсутствии токсичных тяжёлых металлов, длительной эксплуатации от 12 до 15 лет и достаточно простой утилизации после выработки ресурса. Максимальная скорость электробуса – 60 км / ч. Новинку начала использовать на одном из маршрутов в Лос-Анджелесе компания Metro.

BYD уже продала в США 60 электробусов BYD eBus. И, как заметил один из заказчиков, его поразила чрезвычайная эффективность этих машин. Их компания подсчитала, что автобус покрыл расстояние 2500 км, а расходы на электроэнергию составили… всего $ 200.

Выходя на большую дорогу

Главной сенсацией 2015 года стало появление первого в мире туристского электробуса BYD C9.

Этот 12-метровый 47-местный лайнер оборудован двумя синхронными бесщёточными электродвигателями BYD-TYC180A переменного тока мощностью 180 кВт, выдающими крутящий момент 1500 Н∙м. Такой привод в состоянии разогнать машину до максимальной скорости 101 км / ч. Для привода электромоторов используются LiFePO4 батареи суммарной ёмкостью 365 А∙ч, благодаря которым электробус сможет покрыть расстояние в 300 км. Процесс зарядки длится менее 2 часов, благодаря высоковольтной зарядной системе Energy Storage Stations.

Вскоре последуют трёхосный 13,5-метровый 53-местный лайнер BYD С10. Его будут комплектовать более мощными АКБ суммарной ёмкостью 394,2 А∙ч, системой подзарядки мощностью 300 кВт, сокращающей процесс зарядки до 80 минут.

Третья – самая маленькая модель BYD С6 с габаритной длиной 6,9 м. Эта машина будет оснащена аккумуляторами ёмкостью 152 А∙ч, которых хватит для прохождения 200 км. Максимальная скорость будет достигать 125 км / ч.

Увеличивая радиус действия

Одной из основных забот производителей является увеличение пробега. Путей здесь два – либо увеличивать ёмкость батарей за счёт микромолекулярных технологий, либо ставить дополнительные АКБ. Американская компания Proterra Inc. недавно запустила в производство новый автобус Catalyst, оснащённый полным электроприводом и более мощным блоком АКБ.

Пассажирская машина оснащена электросистемой UQM PowerPhase, которая включает электродвигатель мощностью 220 кВт, блоком Li-Ion батарей Catalyst XR ёмкостью от 129 до 321 А∙ч и устройством быстрой перезарядки Catalyst FC. Для управления всем транспортным средством автобус комплектуется фирменной системой управления ProDrive. Пассажировместимость 13-метрового электробуса Proterra Catalyst составляет 77 человек, включая 40 мест для сидения.

С одной зарядки пассажирская машина может преодолеть 288 км пути. При этом наличие рекуперативной системы позволяет преобразовать 90 % кинетической энергии торможения в электрическую.

Новая фронда для старого «Форда»

Американская компания Newport Coachworks Inc., специализирующаяся на изготовлении разных пассажирских машин на базе шасси грузовых автомобилей, анонсировала начало производства нового автобуса e-PATRIOT, оснащённого полным электроприводом. Новинка рассчитана на перевозку 16 пассажиров на небольшие расстояния. За основу автобуса было взято шасси Ford E450 2014-го модельного года, только место бензинового двигателя V8 и 6-ступенчатой КП заняли узлы электротрансмиссии. Они включают электропривод американской фирмы Enova Systems, основой которого является электромотор мощностью 200 кВт с встроенной системой рекуперации, а также блок Li-Ion батарей Tesla Motors с прогнозируемым сроком службы 8–10 лет. Запас хода составляет до 160 км. Высоковольтное устройство ускоренной зарядки позволит сократить время «загрузки» АКБ до 2 часов. Максимальная скорость – 100 км / ч. К достоинствам нового электробуса e-PATRIOT относится его экологическая чистота, так как нет выхлопов ОГ и в салоне отсутствуют вибрации и шум от ДВС.

Для лучших дорог лондона

Британский изготовитель автобусов – компания Optare PLC – поставила пассажирским перевозчикам Лондона 4 городских автобуса, оснащённые полным электроприводом. Покупку электробусов Optare MetroCity по государственной программе Green Bus Fund финансировало министерство транспорта DfT.

Машина создана на базе серийного городского Versa с длиной кузова 9,5 м. Optare MetroCity комплектуется электродвигателем переменного тока фирмы Enova Systems P150 AC мощностью 150 кВт и двумя блоками литий-ионных-фосфатных батарей компании Valence. Максимальный пробег электробуса с одной зарядки составляет приблизительно 160 км пути. Система рекуперации позволяет вернуть до 90 % энергии торможения.

Зарядка АКБ проводится через бортовое 15,2 кВт-ное зарядное устройство, используя стандартную 3-фазную электросеть. Длиться этот процесс будет 5 часов, хотя при необходимости можно применить высоковольтное (50 кВт) зарядное устройство, которое справится с задачей в течение 2 часов.