600 A обърнати пантографни диспенсъри - решения за зареждане на депа за електрически автобуси

600 A обърнати пантографни диспенсъри - решения за зареждане на депа за електрически автобуси

Пантографите често се използват за опортюнистично зареждане на електрически автобуси (E-Buses). С непрекъснатото развитие на технологиите за зареждане се появи ново поколение пантографи, които отговарят на нуждите от бързо зареждане в депата.

Тази статия първо изследва пантографите, използвани за зареждане на електрически автобуси, след което представя тяхното приложение при опортюнистично зареждане. Накрая предлагаме възможността за използване на пантографи като бързи зарядни устройства за електрически автобуси в депата.

Пантографи Пантографите имат ножичнообразни рамена, използвани за свързване на покрива на автобуса с фиксиран стълб на зарядната станция за пантографи. Системата пантографи за електрическите автобуси е производна на тази на лекия железопътен транспорт или трамваите. Когато електрически автобус пристигне на зарядна станция за пантографи, пантографът се разгъва автоматично. При контакт, батерията на електрическия автобус може да започне да се зарежда.

Пантографите са зарядни устройства с висок капацитет, обикновено с мощност от 150 kW до 550/650 kW. Те често се използват като временни връзки към определени зарядни станции по маршрута, за да се зареди електрическият автобус. Това е известно като опортюнистично зареждане.

Конфигурации на пантографа

Има две конфигурации за зареждане на пантографа: пантографът може да се издига от покрива на автобуса (тип повдигащ се пантограф) или може да се простира надолу от зарядната станция, за да се свърже с автобуса (тип спускащ се пантограф).

Система за спускане на пантографа
При система за спускане на пантограф, обърнатият пантограф се спуска от горната част на зарядната станция и се свързва с релса на покрива на автобуса, като по този начин се свързва с батерията.

Пантографът приема входящи повиквания от автобуса безжично, свързва се и инициира процеса на зареждане.

Система за повдигане на пантографа
При система за повдигане на пантограф, пантографът е монтиран на покрива на електрическия автобус. Когато автобусът пристигне на зарядната станция, пантографът се повдига от покрива и осъществява електрическа връзка с конектора на зарядната станция.

От двете системи, системата за повдигане на пантографа е технически по-лесна за изпълнение. Този тип пантограф се управлява от водача от кабината, докато системата за спускане на пантографа изисква Wi-Fi инфраструктура, за да се задейства връзката.

Зареждането на електрически автобуси на място може да не е достатъчно, за да отговори на оперативните нужди на маршрута, особено за дълги оперативни разстояния. В този момент електрическият автобус трябва да се презареди или зареди бързо. Пантографите, инсталирани по маршрута, могат да удължат пробега на автобуса по време на работа. Следователно, освен зареждането на електрическите автобуси през нощта в депото, пантографът и неговото зарядно устройство с високо напрежение могат да осигурят бързо зареждане, което позволява на електрическите автобуси да работят по по-дълги маршрути през целия ден. Пантографите обикновено се намират на автобусни спирки, терминали или основни спирки по маршрута.

Захранване на пантографа
Зарядната мощност на пантографите варира от 150 kW до 600 kW. Пълното зареждане на електрически автобус може да отнеме от 5 до 20 минути. Бързото зареждане (не непременно пълно зареждане) може да отнеме от 5 до 7 минути. Зареждането може да се извършва по време на спирки на автогари. Пътниците могат да се качват и слизат нормално по време на зареждане.

Пантограф като устройство за бързо зареждане
В някои развити страни, пантографи са инсталирани и на важни спирки по маршрута, в допълнение към тези на крайните гари. Електрическите автобуси се зареждат бързо, докато пътниците се качват и слизат на тези спирки. Съобщава се, че 600-киловатова пантографска станция за „светкавично зареждане“ в Женева е успяла бързо да зареди батериите за 15-20 секунди.

Станции за бавно и бързо зареждане
Технологията за зареждане на зарядните станции непрекъснато се развива. Първоначално зарядните станции използваха зарядни устройства с променлив ток, които се зареждаха напълно за 6-8 часа. Този метод на „бавно зареждане“ не беше идеален:

· За компании с големи автопаркове от електрически автобуси, търсенето на зареждане беше високо.

· За ситуации, в които наличният прозорец за зареждане през нощта е бил много по-кратък от времето за зареждане на AC зарядното устройство.

· Зарядните устройства с променлив ток изискваха електрическите автобуси да имат бордови конвертори. Бордовите конвертори имат ограничен капацитет и следователно обикновено са малки, което води до по-дълго време за зареждане.

За депата, които преминават от „бавни“ AC зарядни устройства към бързи зарядни устройства, естествената тенденция е да се въведат бързи DC зарядни устройства с включване в контакта. DC конверторът за зареждане се намира на зарядното устройство, а не на електрическия автобус. Следователно, външните конвертори могат да имат по-голям капацитет за преобразуване. Това не само увеличава скоростта на зареждане, но и намалява времето за зареждане.

Обикновено зареждането на автобус с помощта на бързо зарядно устройство с постоянен ток с мощност не повече от 100 kW отнема около четири часа, в зависимост от капацитета на батерията.

 

Електрическите автобуси могат да бъдат оборудвани със система за бързо зареждане с пантограф, която позволява зареждане на батериите на спирки по маршрута и в депата, като по този начин се подобрява оперативната ефективност и скоростта на изпълнение.

Има два метода за монтаж на пантографната система: пантографът може да се монтира на покрива на автобуса или директно върху зарядния стълб (обърнат пантограф).

Съществуващата инфраструктура обикновено определя избора на тип пантограф. Ако градът вече има надземни зарядни станции с пантограф, операторите обикновено избират обърнато решение, което включва инсталиране на зарядни релси единствено върху превозните средства.

Пантографната зарядна станция е крайпътно зарядно съоръжение с надземна конструкция. Когато автобус пристигне, контактните точки на надземното устройство се спускат и се свързват с релсата на предния покрив на автобуса, което позволява бързо зареждане с висок постоянен ток.

iEngineering Group предлага решения за зареждане с постоянен ток с удължен обхват за електрически автобуси. Нашата серия iPower интегрира хостове за зарядни станции и пантографи в компактно и ефикасно решение.

Системата поддържа три функционални модула: зареждане чрез конектор, зареждане чрез пантограф и обратна връзка от мрежата (DC към AC). Тя е изключително подходяща за станции за бързо зареждане в началните и крайните точки на електропроводите и може да бъде персонализирана до максимална мощност от 400 kW.

• Спускане на пантографа: Тъй като двигателят на задвижващия механизъм на пантографа е от страната на зарядното устройство, а не от страната на автобуса, се добавят няколко стъпки, тъй като автобусът трябва да каже на зарядното устройство да се спусне. Автобусът установява Wi-Fi връзка със зарядното устройство (за предпочитане обезопасена), след което сигнализира на зарядното устройство да спусне пантографа. Тъй като наблизо може да има няколко зарядни устройства, зарядното устройство трябва да е сигурно, че автобусът отдолу е автобусът, който заявява пантографа (а не съседен автобус) и е правилно позициониран. То прави това с помощта на RFID система за позициониране с маяци на автобуса. След като зарядното устройство потвърди позицията и идентичността на автобуса, то може да спусне пантографа. Тези допълнителни Wi-Fi и RFID комуникационни компоненти, както и свързаните с тях контролери, добавят значителна сложност. Контролерът на пантографа от страната на зарядното устройство е добавен компонент в сравнение с повдигането на пантографа. Тъй като се използва само за автобуси, той ще продължи да бъде специализиран продукт с малък обем. Това ще доведе до по-малко производители на зарядни устройства, които могат да поддържат спускане на пантографа, както и до по-високи разходи и сложност на електрониката.