بانتوغراف الحافلة الكهربائية لشحن أسرع

بانتوغراف الحافلة الكهربائية لشحن أسرع

تعتبر بعض الشركات الحافلات الكهربائية أصولاً باهظة الثمن، وتسعى جاهدةً لتقليل وقت التوقف عن العمل قدر الإمكان. وهذا يستلزم تقليل مدة الشحن، الأمر الذي يتطلب بدوره طاقة شحن أعلى. وتشير التقارير إلى أن أنظمة الشحن المباشر تقترب من حدودها القصوى، حيث أن نقل الطاقة فيها مقيد بمواصفات الأسلاك ووزنها.

تتراوح قدرة شحن أجهزة الشحن السريع بالتيار المستمر (DC) المخصصة للشحن الفوري عادةً بين 150 و600 كيلوواط. ويعمل موردو أجهزة الشحن حاليًا على إنتاج نماذج ذات قدرة أقل وتكلفة أدنى وبنية أبسط، مما يجعلها مناسبة للشحن السريع. تتميز هذه الأجهزة منخفضة الطاقة بنطاق قدرة يبلغ حوالي 150 كيلوواط، بينما تبلغ القدرة القصوى لأجهزة الشحن بالتيار المستمر (DC) القابلة للتوصيل 125 كيلوواط. غالبًا ما تكون أجهزة الشحن الحديثة مؤتمتة بالكامل، مما يقلل الحاجة إلى التدخل اليدوي أثناء عملية الشحن.

في الدول المتقدمة، تكتسب شواحن البانتوغراف، التي تعتمد على محطات الشحن، رواجاً متزايداً بين بعض المستخدمين. وباستخدام الشاحن نفسه، يمكن شحن عدد أكبر من الحافلات الكهربائية في مواقف السيارات، مما يُحسّن من جاهزية الحافلات. إضافةً إلى ذلك، تشير التقارير إلى أن المساحة المطلوبة في موقف السيارات مماثلة لتلك المطلوبة لأنظمة الشحن بالتيار المستمر.أجهزة البانتوغراف في البلدان النامية.

مع ذلك، تُعدّ تقنية الشحن بالتيار المستمر عبر البانتوغراف أغلى بكثير من شواحن التيار المستمر التي تعمل بالتوصيل المباشر (سواءً استُخدمت في مواقف السيارات أو في محطات الشحن المؤقتة). وفي الدول النامية، يكون لهذا الارتفاع في التكلفة أثرٌ بالغ، إذ تعتمد حتى محطات الشحن المؤقتة في مواقف الحافلات والمحطات الرئيسية عادةً على أنظمة التوصيل المباشر. وتشير دراسة من [السنة] إلى

على الرغم من شيوع استخدام أجهزة تجميع التيار الكهربائي في الدول المتقدمة، إلا أنها لم تنتشر على نطاق واسع في الدول النامية. وهذا يدل أيضاً على أن صناعة الحافلات الكهربائية لا تزال في مراحلها الأولى في هذه الدول.

الميزات الرئيسية للبانتوغراف
تُفضّل أنظمة البانتوغراف في أنظمة الحافلات الحضرية لعدة أسباب:
• فهي تتيح اتصالاً سريعاً وتلقائياً بنظام الشحن.
• تدعم هذه التقنية نقل الطاقة العالية، عادةً حتى 600 أمبير، مما يسمح بقدرات شحن تصل إلى حوالي 450 كيلوواط.

إن سرعة الاتصال والطاقة العالية تجعلها ضرورية للشحن أثناء فترات التوقف أو التوقف المؤقت، ولكنها تستخدم أيضًا في كثير من الأحيان في المستودعات.

أنواع البانتوغرافات
يوجد نوعان رئيسيان من البانتوغراف، البانتوغراف العلوي والبانتوغراف السفلي (المعروف أيضًا باسم البانتوغراف المقلوب، والذي كان يُعرف في البداية باسم OppCharge).

• البانتوغراف لأعلى:يقوم بتركيب الذراع المتحركة على سقف الحافلة ويمتد لأعلى باتجاه غطاء المحرك للتوصيل.
• تعطل البانتوغراف:توجد قضبان توصيل مسطحة على سطح الحافلة، وتم تمديد جامع التيار الكهربائي للشاحن إلى أسفل باتجاه الحافلة.

الأجزاء المتحركة وتوزيع الوزن
• رفع البانتوغراف: تحمل الحافلة نفسها الجزء المتحرك من آلية الشحن. قد يؤدي ذلك إلى زيادة ارتفاع المركبة ووزنها الإجمالي، إلا أن ارتفاع السقف الإضافي يُستخدم غالبًا للبطاريات أو مكيفات الهواء.
• وضعية البانتوغراف السفلية: الجزء المتحرك جزء من محطة الشحن، ويقع على جسر فوق الحافلة. يقلل هذا التصميم من وزن المركبة ويخفض ارتفاعها، مما يوفر ديناميكية هوائية أفضل وربما يقلل الضغط على هيكل الحافلة.

موثوقية النظام وصيانته
• رفع البانتوغراف: يؤثر العطل على الحافلة المعنية فقط، والتي يمكن استبدالها بحافلة احتياطية. ويمكن إجراء الإصلاحات بعد ذلك في ورشة الصيانة المُدفأة والآمنة والمجهزة تجهيزًا جيدًا. ويقل عدد دورات البانتوغراف لكل عملية توقف، مما قد يؤدي إلى انخفاض تكاليف الصيانة.
• تعطل جهاز تجميع التيار: قد يؤدي عطل في محطة الشحن إلى تعطيل خدمة أي حافلة تستخدم تلك المحطة، مما قد يؤثر على مسار كامل. يجب إجراء الإصلاحات ميدانياً، في جميع الظروف الجوية، على منصة مرتفعة.

التكلفة والبنية التحتية
• نظام البانتوغراف العلوي: يتضمن عادةً بنية تحتية علوية أقل تعقيدًا، مما قد يؤدي إلى انخفاض تكاليف الاستثمار الأولي والصيانة للبنية التحتية. أما الحافلات فتعتمد على آليات أكثر تعقيدًا.
• وضعية البانتوغراف السفلي: تتطلب هياكل جسرية أكثر متانة وتكلفة لدعم آلية البانتوغراف الأثقل. أما المكونات المثبتة على ناقل التيار فهي أرخص وأبسط في وضعية البانتوغراف السفلي.

الاتصالات
• البانتوغراف لأعلى:يستخدم هذا النظام اتصالاً سلكياً بسيطاً مطابقاً لأنظمة الشحن الحالية CSS DC القائمة على الكابلات. ورغم أنه لا يتوافق مع المعايير، إلا أنه من الممكن كهربائياً تصنيع محول من نظام CCS2 إلى نظام J3105 ذي ذراع التوصيل العلوي. يقع محرك ذراع التوصيل على ناقل البيانات ويتحكم به المشغل مباشرةً. وبما أن مكونات المنطق والاتصال تُستخدم أيضاً في نظام CCS2، فإن حجم إنتاج المكونات الكبير لأنواع المركبات الأخرى سيؤدي إلى انخفاض التكاليف، وتوفر قطع الغيار بسهولة، وتسهيل عمليات التعديل من قِبل مصنعي الشواحن.

شحن البانتوغراف: الشحن الدقيق العلوي
تُعدّ أنظمة الشحن بالبانتوغراف شائعة الاستخدام في الحافلات الكهربائية وأنظمة النقل العام التي تتطلب شحنًا موثوقًا ومتكررًا. تعتمد هذه الأنظمة على ذراع علوي (البانتوغراف) مُثبّت على الحافلة من الأعلى. يوجد نوعان من أنظمة الشحن بالبانتوغراف:

البانتوغراف المثبت على السطح:يتم تثبيت هذا الإصدار أعلى الحافلة الكهربائية ويمتد لأعلى للاتصال بنقطة شحن ثابتة.
البانتوغراف المقلوب: يتم تركيبه في محطة الشحن، وينخفض ​​للاتصال بالمركبة الموجودة أسفله.
تُعدّ أنظمة البانتوغراف مناسبةً للشحن الفوري والشحن المُجدول في المستودعات، مما يوفر مرونةً لتلبية مختلف المسارات والمتطلبات التشغيلية. وتستخدم هذه الأنظمة الشحن التوصيلي لتعزيز الكفاءة وتقليل وقت الشحن، مع القدرة على توفير طاقة عالية لتسريع عملية الشحن.