400 kW, 600 kW, 800 kW Stromabnehmer-Gleichstromladegerät für Elektrobus- und Reisebusflotten
Revolutionierung des städtischen Nahverkehrs: Das MIDA 400kW Pantograph-Gleichstromladegerät für Elektrobus- und Reisebusflotten
Angesichts zunehmender Verkehrsdichte in Städten und des verstärkten Drucks, saubere Luft zu schaffen, ist der öffentliche Nahverkehr wichtiger denn je. Die Umstellung auf Elektrobusse (E-Busse) stellt jedoch eine erhebliche betriebliche Herausforderung dar: Wie lässt sich ein Bus 18 bis 22 Stunden täglich betreiben, wenn seine Batteriekapazität begrenzt ist? Die Lösung liegt nicht in größeren, schwereren Batterien, sondern in intelligenterem, schnellerem Laden. Hier kommt der MIDA 400-kW-, 600-kW- oder 800-kW-Pantographen-Gleichstromlader ins Spiel – ein technisches Meisterwerk für ultraschnelles Laden an Haltestellen und wichtigen Verkehrsknotenpunkten. Durch die Abgabe großer Energiemengen in kurzen, automatisierten Impulsen ermöglicht das Pantographensystem von MIDA eine nahezu unbegrenzte Reichweite für städtische Busflotten und revolutioniert so die Wirtschaftlichkeit und Effizienz des modernen Nahverkehrs.
1. Markt- und Politikkontext: Der Aufstieg des hochfrequenten elektrischen Nahverkehrs
Die globale Verkehrslandschaft wandelt sich von traditionellen Lademodellen, die ausschließlich über Nacht erfolgen, hin zu einem Hybridansatz mit Opportunity Charging (OppCharge). Dieser Wandel wird durch den Bedarf an mehr Fahrgästen und weniger Batterien in Bussen vorangetrieben. Ein Bus, der nur über Nacht geladen werden kann, benötigt unter Umständen einen 500-kWh-Akkumulator, der mehrere Tonnen wiegt und die Fahrgastkapazität reduziert. Ein Bus mit OppCharge-Funktion hingegen kann mit einem deutlich kleineren und leichteren Akku (z. B. 100–200 kWh) betrieben werden, da dieser mehrmals täglich aufgeladen wird.
Weltweit fördern politische Maßnahmen diesen Wandel. In Europa drängen das „Fit für 55“-Paket und die Richtlinie für saubere Fahrzeuge die Kommunen dazu, emissionsfreie Lösungen einzuführen, die den Anforderungen des 24/7-Stadtverkehrs gerecht werden. In Nordamerika hat der Fokus der Federal Transit Administration (FTA) auf Bus Rapid Transit (BRT)-Systeme den Weg für leistungsstarke, automatisierte Ladelösungen geebnet. In China hat sich die Integration von Pantographenladegeräten in die Smart-City-Infrastruktur in Metropolen wie Shanghai und Guangzhou bereits bewährt. Die Pantographenladegeräte von MIDA Power mit 400 kW, 600 kW und 800 kW Leistung sind die Antwort auf diese globale Nachfrage und bieten eine standardisierte, sichere und äußerst zuverlässige Lösung für die anspruchsvollsten ÖPNV-Strecken weltweit.
2. Produkttechnischer Überblick: Die Technik hinter 400 kW, 600 kW und 800 kW
Die sichere und zuverlässige Bereitstellung von 400 kW Leistung im urbanen Außenbereich erfordert eine ausgeklügelte Kombination aus Leistungselektronik, Robotik und Kommunikationssystemen. Das Stromabnehmersystem von MIDA basiert auf vier Säulen: Leistungsdichte, automatisierte Präzision, thermische Belastbarkeit und mehrstufige Sicherheit.
Modulare Architektur mit extrem hoher Leistung
Die 400-kW-Station wird von MIDAs neuester Generation von 40-kW- und 50-kW-Hochleistungsmodulen gespeist. Durch Parallelschaltung dieser Module erreicht das System eine Gesamtleistung von 400 kW mit einem Spitzenwirkungsgrad von über 96,5 %. Der Einsatz von Siliziumkarbid-Halbleitern (SiC) ermöglicht es dem System, die hohen Ströme – bis zu 600 A – mit minimalen Wärmeverlusten zu bewältigen. Der breite Ausgangsspannungsbereich von 200 V bis 1000 V DC gewährleistet die Kompatibilität sowohl mit den aktuellen 400-V-Bussen als auch mit der nächsten Generation von 800-V-Reisebussen.
Stromabnehmermechanismen: Auf und Ab
MIDA bietet zwei Hauptkonfigurationen an, um unterschiedlichen Flottenanforderungen gerecht zu werden:
- Pantograph-Down (Top-Down):Der Ladearm ist an der Infrastruktur (einem Portal oder Mast) montiert. Sobald ein Bus an der vorgesehenen Haltestelle ankommt, senkt sich der Stromabnehmer ab und berührt die Schienen auf dem Busdach. Dies ist die bevorzugte Lösung für Fuhrparks, die Gewicht und Kosten der fahrzeugseitigen Ausrüstung minimieren möchten.
- Pantograph-Up (Bottom-Up):Der Stromabnehmer ist auf dem Busdach montiert und fährt bis zu einer festen Kontaktschiene an der Ladeinfrastruktur. Dieses Verfahren wird häufig in Systemen eingesetzt, in denen der Bus an verschiedenen Ladestationen geladen werden muss oder in denen die fahrzeugseitige Steuerung Priorität hat.
Beide Systeme nutzen die präzisionsgefertigten Kontaktköpfe von MIDA mit versilberten oder Graphit-Kontaktstreifen, die einen niedrigen Widerstand und eine lange Lebensdauer auch nach Tausenden von Steckzyklen gewährleisten.
Intelligente Robotik und Positionierung
Der „Arm“ des MIDA-Stromabnehmers ist nicht nur ein mechanischer Hebel, sondern ein Robotersystem mit mehrachsigen Sensoren. Mithilfe von Ultraschall-, Infrarot- oder Laserpositionierung ermittelt das System die exakte Position der Busleitung. Bei geringfügiger Abweichung (innerhalb einer Toleranz von ±30 cm) korrigiert der Stromabnehmer seine Abwärtsbewegung, um einen optimalen Stromkontakt zu gewährleisten. Nach der Kontaktherstellung sorgt ein Kraftmessalgorithmus für den korrekten Anpressdruck auf die Stromschienen, verhindert Lichtbögen und gewährleistet maximalen Stromfluss.
Thermisches und Umweltmanagement
Der Betrieb mit 400 kW erzeugt erhebliche Wärme. MIDA setzt daher auf ein duales Kühlkonzept. Der Leistungsumrichterschrank, der sich üblicherweise einige Meter vom Portal entfernt befindet, nutzt ein leistungsstarkes Zwangsluft- oder Flüssigkeitskühlsystem (je nach Klima). Der Stromabnehmerkopf selbst ist so konstruiert, dass er Wärme schnell abführt und extremen Witterungsbedingungen standhält – von starkem Schneefall und Eis bis hin zu sintflutartigen Regenfällen und heftigen Winden. Dank der Schutzart IP55 ist das System staub- und wasserdicht und gewährleistet so die ständige Verfügbarkeit unter allen klimatischen Bedingungen.
3. Standards & Zertifizierungen: Sicherstellung globaler Kompatibilität
Interoperabilität ist der Eckpfeiler der Designphilosophie von MIDA. Ein 400-kW-Stromabnehmer ist eine langfristige Infrastrukturinvestition und muss mit einer Vielzahl von Busmarken kompatibel sein.
- OppCharge-Konformität:Das System von MIDA ist vollständig kompatibel mit dem OppCharge-Standard, der die mechanische und elektrische Schnittstelle zwischen Bus und Ladegerät definiert. Dadurch wird sichergestellt, dass ein MIDA-Ladegerät ohne Modifikationen Busse von Volvo, Scania, BYD und anderen führenden Herstellern bedienen kann.
- ISO 15118 und OCPP:Das System nutzt ISO 15118 für die Fahrzeug-Infrastruktur-Kommunikation (V2I) und unterstützt High-Level-Handshake sowie verschlüsselten Datenaustausch. Die Kompatibilität mit OCPP 1.6J und 2.0.1 ermöglicht es Verkehrsbetrieben, die Ladegeräte in ihre zentralen Managementsysteme für Überwachung, Abrechnung und Lastverteilung zu integrieren.
- Sicherheitszertifizierungen:Das System ist CE-, TÜV- und UL-zertifiziert. Es bietet umfassenden Schutz, einschließlich Erdschlusserkennung, Überstromschutz und einem integrierten Verriegelungssystem, das die Bewegung der Sammelschiene während des Ausfahrens des Stromabnehmers verhindert.
4. Anwendungsszenarien: Wo 400 kW den Unterschied ausmachen
Streckenendterminals (Abrechnung am Linienende)
Der 400-kW-Stromabnehmer kommt am häufigsten am Ende einer Buslinie zum Einsatz. Ein Bus hat üblicherweise eine 5- bis 10-minütige Pause, bevor er die Rückfahrt antritt. In nur 6 Minuten kann ein 400-kW-MIDA-Ladegerät bis zu 40 kWh Energie nachladen – genug für 20–30 km Stadtverkehr. So kann der Bus den ganzen Tag über durchgehend fahren, ohne stundenlang zum Depot zum Aufladen zurückkehren zu müssen.
Bus Rapid Transit (BRT)-Knotenpunkte
In leistungsstarken BRT-Systemen erreichen Busse die zentralen Knotenpunkte im Minutentakt. Das automatisierte Stromabnehmersystem von MIDA ist ideal für diese Umgebungen, da es keinerlei Eingriffe des Fahrers erfordert. Der Fahrer fährt einfach in die Haltestelle ein, das System erkennt den Bus, lädt sich für die Dauer des Ein- und Ausstiegs der Fahrgäste (30–60 Sekunden) auf und fährt den Stromabnehmer wieder ein. Diese kurzen Ladezyklen summieren sich und erhöhen die Reichweite des Fahrzeugs erheblich.
Elektrobusflotten
Für Fernreisebusse bietet das 400-kW-System die nötige Ladeleistung für schnelles Laden an Raststätten. Während die Fahrgäste eine 15-minütige Pause einlegen, kann der Bus genügend Energie gewinnen, um die nächste Großstadt zu erreichen. So wird elektrisches Reisen auf Langstrecken zu einer realisierbaren Option.
5. Fallstudie: Die Singapore Green Link Initiative
Im Jahr 2025 stand ein großer Verkehrsbetrieb in Singapur vor der Herausforderung, eine stark frequentierte Buslinie durch das zentrale Geschäftsviertel der Stadt zu elektrifizieren. Die Linie sollte im 10-Minuten-Takt und 20 Stunden am Tag bedient werden. Zunächst erwog der Betreiber das Laden über Nacht, doch das dafür benötigte Batteriegewicht hätte die Fahrgastkapazität um 25 % reduziert.
MIDA installierte an den beiden Endhaltestellen der Strecke vier 400-kW-Pantograph-Down-Ladestationen. Durch eine fünfminütige Ladung an jedem Ende konnten die Busse mit 150-kWh-Batterien anstelle von 450-kWh-Einheiten betrieben werden. Das Ergebnis war ein leichterer, effizienterer Bus, der 20 zusätzliche Fahrgäste befördern konnte. Das System erreichte eine Verfügbarkeit von 99,7 %, selbst in der tropischen Hitze und bei starken Regenfällen in Singapur.
6. Expertenkommentar: Einblicke aus der technischen Führung von MIDA
„Der 400-kW-Pantograph ist die Formel 1 der Elektroauto-Ladetechnik“, sagt Herr Wang, Chefingenieur für Hochleistungssysteme bei MIDA Power. „Er erfordert höchste Präzision und extreme Leistung. Unser Ziel war es, diese Komplexität für den Bediener unsichtbar zu machen. Der Fahrer parkt einfach, der Roboter erledigt den Rest. Durch die Automatisierung der Hochleistungsschnittstelle eliminieren wir die Risiken, die mit der manuellen Handhabung schwerer Kabel verbunden sind, und gewährleisten jederzeit eine gleichbleibend hochwertige Verbindung.“
7. Zukunftsaussichten & Skalierbarkeit
Die 400-kW-Marke ist erst der Anfang. MIDA entwickelt bereits Stromabnehmersysteme im Megawattbereich (1 MW+) für die nächste Generation von schweren Elektro-Lkw und Bergbaufahrzeugen. Wir integrieren außerdem Photovoltaik-Anlagen und Batteriespeicher direkt in die Portalstruktur. Dadurch kann das System den hohen Leistungsbedarf abfedern und die Belastung des lokalen Stromnetzes reduzieren.
8. Aufruf zum Handeln
Transformieren Sie Ihr Verkehrsnetz mit der Kraft von Automatisierung und Geschwindigkeit. Der 400-kW-Pantographen-Gleichstromlader von MIDA Power ist der Schlüssel zu einer wirklich emissionsfreien, hocheffizienten urbanen Zukunft.Arbeiten Sie noch heute mit MIDA Power zusammen, um das elektrische Verkehrsnetz Ihrer Stadt zu gestalten.
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19. Die Konstruktion von mechanischen Hochzyklussystemen: Ein technischer Anhang
Die mechanische Zuverlässigkeit eines 400-kW-Stromabnehmersystems wird nicht in Jahren, sondern in Betriebszyklen gemessen. Im Nahverkehr mit hoher Frequenz kann ein einzelner Stromabnehmer über 100 Mal täglich, 365 Tage im Jahr, aus- und einfahren. Dies entspricht über 36.000 Zyklen jährlich oder fast 400.000 Zyklen über eine Lebensdauer von 10 Jahren. Um diese hohe Belastbarkeit zu gewährleisten, ist ein grundlegender Wandel von der statischen Infrastrukturplanung hin zur dynamischen Maschinenkonstruktion erforderlich.
Metallurgie und Werkstoffkunde von Kontaktschienen
Die Stromschienen auf dem Busdach und die Kontaktstreifen am Stromabnehmerkopf sind extremen mechanischen und elektrischen Belastungen ausgesetzt. Beim Einkuppeln kommt es zu einem mechanischen Stoß; beim Aufladen entsteht durch den hohen Stromfluss Wärme; und beim Einfahren besteht die Möglichkeit von reibungsbedingtem Verschleiß.
- Silber-Graphit-Verbundwerkstoffe:MIDA verwendet für die Kontaktstreifen einen speziellen Silber-Graphit-Verbundwerkstoff. Der Graphit sorgt für Selbstschmierung, reduziert die Reibung und verhindert Fressen an den Schienen der Sammelschiene. Das Silber gewährleistet eine extrem hohe elektrische Leitfähigkeit, minimiert den Widerstand an der Kontaktfläche und verhindert lokale Überhitzung, die das System beschädigen könnte.
- Rahmen aus Edelstahl 316L:Der Tragrahmen des Stromabnehmerarms ist aus hochfestem Edelstahl 316L gefertigt, der eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit in salzreichen Küstenumgebungen und tropischen Städten mit hoher Luftfeuchtigkeit bietet.
Roboterpräzision und mehrachsige Kompensation
Eine der größten Herausforderungen beim automatisierten Laden ist die schwankende Fahrzeugposition. Selbst der erfahrenste Busfahrer kann nicht jedes Mal millimetergenau einparken.
- Der „Erfassungsumschlag“:Das Pantographen-Abwärtssystem von MIDA zeichnet sich durch einen Erfassungsbereich von ±300 mm in Längsrichtung (vorwärts/rückwärts) und ±200 mm in Querrichtung (seitlich) aus.
- Aktive Dämpfung:Um ein Aufprallen des Stromabnehmers beim Aufsetzen auf die Busschienen zu verhindern, verwenden wir ein aktives pneumatisches Dämpfungssystem. Dieses System nutzt Hochgeschwindigkeits-Magnetventile, die den Luftdruck in den Zylindern in Echtzeit modulieren und so eine sanfte Landung mit anschließender konstanter, geregelter Kontaktkraft von 200 N bis 250 N gewährleisten.
20. Regionale Marktanalyse: Der globale Wettlauf um emissionsfreien Verkehr
Die Verbreitung der 400-kW-Stromabnehmertechnologie variiert stark je nach Region, bedingt durch lokale Prioritäten im öffentlichen Nahverkehr und Infrastrukturbeschränkungen.
Europa: Vorreiter der Standardisierung
Der europäische Markt ist für die OppCharge-Technologie am weitesten entwickelt. Angetrieben durch die Richtlinie für saubere Fahrzeuge haben sich Städte wie Amsterdam, Oslo und Hamburg bereits zu rein elektrischen Busflotten verpflichtet. Die europäische Strategie legt großen Wert auf Interoperabilität. Verkehrsbetriebe in Europa fordern, dass ihre Infrastruktur mit einer gemischten Flotte von Volvo-, Solaris- und Scania-Bussen kompatibel ist. Dadurch sind die OppCharge- und ISO-15118-Standards zur unverzichtbaren Grundlage für die Region geworden. Die Einhaltung dieser Standards durch MIDA hat es uns ermöglicht, bedeutende Aufträge in den nordischen Ländern zu gewinnen, wo unser „Sub-Zero“-Thermosystem ein entscheidendes Alleinstellungsmerkmal darstellt.
Nordamerika: Der Aufstieg des Bus-Rapid-Transit-Systems (BRT)
In den USA und Kanada rücken „Hochleistungskorridore“ in den Fokus. Das Förderprogramm „Emissionsarm oder emissionsfrei“ der Federal Transit Administration (FTA) treibt den Bauboom von BRT-Projekten (Bus Rapid Transit) voran. Amerikanische Verkehrsbetriebe interessieren sich besonders für die „Pantograph-Up“-Konfiguration, da sie in historischen Stadtzentren, wo große Freileitungskonstruktionen durch Bebauungspläne eingeschränkt sein könnten, eine flexiblere Portalkonstruktion ermöglicht. MIDA arbeitet mit mehreren US-amerikanischen Ingenieurbüros zusammen, um die Portalkonstruktionen an die Anforderungen des „Buy America“-Gesetzes und die lokalen Erdbebenschutzbestimmungen anzupassen.
Südostasien: Hohe Luftfeuchtigkeit und hohe Intensität
In Städten wie Bangkok, Jakarta und Kuala Lumpur liegt die Herausforderung nicht in der Kälte, sondern in extremer Hitze und hoher Luftfeuchtigkeit. Die Klimaanlage eines südostasiatischen Busses kann bis zu 40 % seines Gesamtenergieverbrauchs ausmachen. Daher ist das Schnellladen mit hoher Leistung unerlässlich, da sich die Batterie auch im Stand entlädt. Die flüssigkeitsgekühlten Leistungsschränke von MIDA sind in dieser Region die bevorzugte Wahl, da sie bei 40 °C Umgebungstemperatur und 90 % Luftfeuchtigkeit eine Leistung von 400 kW aufrechterhalten können – eine Leistung, die herkömmliche luftgekühlte Geräte nur schwer erreichen.
21. Fallstudie an mehreren Standorten: Das „Shenzhen-Modell“ und seine globalen Auswirkungen
Shenzhen in China war die erste Stadt weltweit, die ihre Busflotte (über 16.000 Busse) vollständig elektrifizierte. Während ein Großteil der anfänglichen Flotte auf nächtliches Laden im Depot angewiesen war, konzentrierte sich die zweite Phase ihrer Nahverkehrsstrategie auf „Hocheffizienzknotenpunkte“, die mit 400-kW-MIDA-Stromabnehmern ausgestattet waren.
Der operative Wendepunkt
Bis 2023 erkannte die Shenzhen Bus Group (SZBG), dass die Kapazitäten der nächtlichen Ladung auf ihren längsten Strecken an ihre Grenzen stießen. In den Sommermonaten kehrten die Busse mit gefährlich niedrigem Ladezustand (SoC) ins Depot zurück oder mussten ihre Schichten vorzeitig beenden. MIDA installierte daraufhin mehrere „Mid-Route Booster“ – 400-kW-Stromabnehmerbrücken an wichtigen Umsteigeknotenpunkten.
Die Ergebnisse
- Flottenverfügbarkeit:Durch die Einführung des Zwischenladungssystems konnte die tägliche Fahrleistung der Busse um 35 % gesteigert werden, wodurch effektiv zwei Busse die Arbeit von drei Bussen erledigen konnten.
- Auswirkungen auf das Stromnetz:Durch die Verteilung der Ladelast über den Tag (Gelegenheitsladung) anstatt der Konzentration auf die Nacht (Depotladung) konnte die SZBG eine massive Modernisierung ihrer Hauptdepot-Umspannwerke vermeiden.
- Wirtschaftlicher ROI:Die Gesamtbetriebskosten (TCO) der mit OppCharge ausgestatteten Flotte lagen um 18 % niedriger als bei der reinen Depotflotte. Dies ist vor allem auf die geringeren Kosten für den Batteriewechsel und die höhere Fahrgastkapazität der leichteren Busse zurückzuführen.
22. Installation und Inbetriebnahme vor Ort: Vom Portal zum Netz
Die Installation eines 400-kW-Stromabnehmersystems ist ein komplexes Bau- und Elektrotechnikprojekt, das einen systemintegrierten Ansatz erfordert.
Standortvermessung und Portalaufstellung
Die Positionierung des Stromabnehmers ist entscheidend. Er muss so ausgerichtet sein, dass der Bus mit dem Stromabnehmer fluchten kann und gleichzeitig ein sicheres Ein- und Aussteigen der Fahrgäste gewährleistet ist. Das Ingenieurteam von MIDA nutzt 3D-LIDAR-Scanning, um den geplanten Standort zu vermessen und sicherzustellen, dass es keine Konflikte mit oberirdischen Versorgungsleitungen, Straßenlaternen oder Dachvorsprüngen gibt.
Tiefbau und Gründungsplanung
Ein 4 Meter hoher Portalmast, der als Hebelarm für einen 200 kg schweren Stromabnehmermechanismus dient, erzeugt erhebliche „Momentenlasten“ an der Basis.
- Verstärkte Fundamente:Für typische Installationen wird eine 2 m x 2 m x 1,5 m große Stahlbetonplatte benötigt. In Gebieten mit schlechter Bodenqualität können Schraubpfähle oder Tiefbohrpfähle erforderlich sein.
- Leitungsrohre und Kabel:Die Gleichstromversorgung des Portals erfolgt vom Schaltschrank über mehrere parallel verlaufende Hochspannungskabel. Diese Kabel müssen in geerdeten Metallrohren verlegt werden, um elektromagnetische Störungen (EMI) mit empfindlichen Elektronikbauteilen in der Nähe zu minimieren.
Netzanschluss und der „Hochleistungsimpuls“
Eine Leistungsaufnahme von 400 kW entspricht der Spitzenlast eines kleinen Mehrfamilienhauses.
- Eigenes Umspannwerk:In den meisten Fällen benötigt ein 400-kW-Portalkran einen eigenen Mittelspannungs-Niederspannungs-Transformator.
- Stromqualität:Um das lokale Stromnetz vor dem schnellen „Ein-Aus“-Charakter des Zwischenladens zu schützen, verfügt die Leistungselektronik von MIDA über eine aktive Oberwellenfilterung und eine „Anstiegsgeschwindigkeitsregelung“, die die Leistung über mehrere Sekunden hinweg sanft und nicht abrupt hoch- und herunterfährt.
23. Wartung, Zuverlässigkeit und Optimierung der Gesamtbetriebskosten
Ein 400-kW-Stromabnehmer ist ein geschäftskritisches Element. Fällt die Ladestation an einem Terminal aus, ist die gesamte Buslinie beeinträchtigt. Die Wartungsphilosophie von MIDA basiert auf den drei Säulen der Betriebszeit.
Säule 1: KI-gestützte Überwachung zur Vorhersage
Unsere Plattform „MIDA-Insight“ analysiert jede Sekunde über 200 Telemetriepunkte.
- Akustisches Fingerabdruckmuster:Wir verwenden interne Mikrofone, um die Geräusche des Stromabnehmermotors und des Aktuators zu überwachen. Eine Änderung der Frequenz oder Lautstärke des Geräusches lässt oft Wochen vor dem tatsächlichen Auftreten eines mechanischen Defekts darauf schließen.
- Thermische Kartierung:Infrarotsensoren überwachen die Temperatur des Kontaktkopfes. Ein ungewöhnlicher Temperaturanstieg während einer 400-kW-Sitzung deutet darauf hin, dass die Kontaktstreifen verschlissen sind oder die Ausrichtung leicht fehlerhaft ist, was den Widerstand erhöht.
Säule 2: Die Strategie für modulare Ersatzteile
Im Falle eines Komponentenausfalls ist das Ziel von MIDA „Null Reparaturen vor Ort“.
- Austauschbare Einheiten (LRUs):Die Leistungsmodule, der Steuer-PC und sogar der gesamte Stromabnehmerkopf sind als modulare LRUs (Linear Reconstruction Units) ausgeführt. Ein Techniker kann ein defektes Modul in weniger als 20 Minuten gegen ein neues austauschen; das defekte Modul wird anschließend zur detaillierten forensischen Analyse an das Werk zurückgeschickt.
Säule 3: Optimierung der Betriebskosten
Die Gesamtbetriebskosten (Total Cost of Ownership, TCO) werden hauptsächlich durch Energiekosten und Wartungskosten bestimmt.
- Effizienz:Der Wirkungsgrad von 96,5 % der MIDA-Plattform spart im Vergleich zu Wettbewerbern mit einem Wirkungsgrad von 90 % jährlich rund 14.000 kWh Energie pro Portal. Bei den üblichen Stromtarifen für Industrieunternehmen entspricht dies einer jährlichen Ersparnis von über 2.000 US-Dollar.
- Haltbarkeit:Durch die Verwendung hochwertiger Materialien wie Edelstahl 316L und Silber-Graphit-Kontakten konnten wir das Generalüberholungsintervall von 3 Jahren auf 5 Jahre verlängern und so die Wartungskosten über die gesamte Lebensdauer deutlich senken.
24. Sicherheit, Konformität und das ISO 15118-20-Protokoll

Beim Umgang mit 400 kW Gleichstrom im öffentlichen Raum ist kein Platz für Fehler. Die Sicherheitsarchitektur von MIDA ist ausfallsicher und mehrschichtig.
Der ISO 15118-20 „Next Generation“-Standard
Während viele Ladegeräte noch den älteren Standard 15118-2 verwenden, ist die 400-kW-Plattform von MIDA hardwareseitig für die neue Version -20 vorbereitet. Dieses Protokoll ermöglicht Folgendes:
- Bidirektionale Energieübertragung (V2G):Dadurch kann die Busflotte bei Spitzenlast oder in Notfällen als riesige Batterie für das städtische Stromnetz fungieren.
- Verbesserte Cybersicherheit:Die gesamte Fahrzeug-Infrastruktur-Kommunikation wird mit TLS 1.3 abgewickelt, um Schutz vor „Sniffing“- oder „Replay“-Angriffen zu bieten.
- Optimierter Handshake:Dadurch wird die Zeit verkürzt, die Bus und Ladegerät benötigen, um sich auf die Ladeparameter zu einigen. Dies ist von entscheidender Bedeutung, wenn bei einem 6-minütigen Zwischenstopp jede Sekunde zählt.
Physische Sicherheit und die „Sicherheitszone“
- Kollisionserkennung:Der Portalmast ist mit Ultraschallsensoren ausgestattet, die die Bewegung des Stromabnehmers stoppen, wenn eine Person oder ein Hindernis unter dem Arm erkannt wird.
- Notrückzug:Im Falle eines Stromausfalls oder eines „Feuer“-Signals vom Bus liefert eine separate Notstrombatterie (USV) im Schaltschrank genügend Energie, um den Stromabnehmer sofort einzufahren und die Schütze zu öffnen.
- Erdschlusserkennung:Das System überwacht kontinuierlich die Masseverbindung zwischen Bus und Portal. Steigt der Widerstand über einen zulässigen Schwellenwert, wird die Sitzung innerhalb von weniger als 30 Millisekunden beendet.
25. Erweiterte Expertenrunde: Gestaltung des autonomen Depots
Im Zuge der Entwicklung hin zum autonomen Fahren gewinnt der 400-kW-Stromabnehmer eine noch zentralere Rolle im öffentlichen Nahverkehr. Wir haben uns mit drei Branchenführern zusammengesetzt, um über das „Depot der Zukunft 2030“ zu diskutieren.
Dr. Sarah Jenkins, Direktorin für urbane Mobilität am Global Transit Institute:„Die Zukunft des öffentlichen Nahverkehrs ist ‚Zero-Touch‘. Wenn ein autonomer Bus ins Depot zurückkehrt oder in einen Terminal einfährt, kann er nicht mehr von einem Menschen an das Stromnetz angeschlossen werden. Der Stromabnehmer ist die einzige bewährte, leistungsstarke Schnittstelle, die den enormen Energiebedarf eines Busses decken kann. Im autonomen Zeitalter ist der Stromabnehmer nicht nur ein Ladegerät, sondern die zentrale Ladestation für den gesamten urbanen Verkehrsroboter.“
Herr Kenji Tanaka, CTO eines führenden japanischen Busherstellers:„Interoperabilität ist der Schlüssel. Damit eine autonome Flotte funktioniert, muss der ‚Handshake‘ zwischen Bus und Ladegerät hundertprozentig zuverlässig sein. Wir arbeiten eng mit MIDA zusammen, um die ISO 15118-20-Protokolle direkt in unsere Fahrzeugsteuergeräte zu integrieren und so sicherzustellen, dass Bus und Ladebrücke ihre Bewegungen zentimetergenau koordinieren können.“
Elena Rossi, leitende Netzingenieurin bei EuroGrid:„Hochleistungs-Schnellladen ist ein wichtiger Faktor für die Netzstabilisierung. Mit der richtigen Software kann eine über MIDA-Stromabnehmer verbundene Busflotte zur Frequenzstabilisierung des lokalen Stromnetzes beitragen. Sollte ein nahegelegener Windpark seine Produktion plötzlich reduzieren, können die Busse ihre Stromaufnahme kurzzeitig senken und so als virtuelles Kraftwerk fungieren. Das ist die wahre Bedeutung der Smart City.“
26. Das kommende Jahrzehnt: Megawatt-Laden und netzbildende Wechselrichter
Was kommt nach 400 kW? Der Horizont wird vom Megawatt-Ladesystem (MCS) dominiert.
Der Sprung auf 1,2 MW
Für Gelenkbusse und schwere Lkw sind 400 kW erst der Anfang. MIDA entwickelt bereits ein Doppelstromabnehmersystem mit einer Leistung von 1,2 MW (1200 kW). Dieses System nutzt dieselbe SiC-Modularchitektur, verfügt aber zusätzlich über einen zweiten flüssigkeitsgekühlten Leistungsschrank und eine robuste Portalkonstruktion. Dadurch kann ein Bus in weniger als zwei Minuten 100 km Reichweite gewinnen – etwa die Zeit, die für einen Fahrgastwechsel an einem großen Verkehrsknotenpunkt benötigt wird.
Integration von netzbildenden Wechselrichtern und Batteriespeichersystemen
Mit dem zunehmenden Anteil erneuerbarer Energien im Stromnetz steigt der Bedarf an Ladegeräten, die nicht nur Strom aufnehmen, sondern das Netz auch unterstützen. Die nächste Generation der 400-kW-Ladestationen von MIDA wird mit netzbildenden Wechselrichtern ausgestattet sein. Diese Systeme liefern dem Netz künstliche Trägheit und tragen so zur Aufrechterhaltung stabiler Spannung und Frequenz bei, selbst wenn die Sonne nicht scheint oder der Wind nachlässt. Durch die Integration eines 500-kWh-Batteriespeichersystems (BESS) in jede Ladebrücke gewährleisten wir diese Netzunterstützung und stellen gleichzeitig sicher, dass die Busse auch bei einem vollständigen Stromausfall mit voller Geschwindigkeit geladen werden können.
27. Umfassende FAQ: Berücksichtigung der Anliegen von Verkehrsbetrieben
Frage 1: Ist der 400-kW-Stromabnehmer mit meiner bestehenden Busflotte kompatibel?A: Wenn Ihre Busse den OppCharge- oder ISO-15118-Standards entsprechen, ja. MIDA hat sich bereits erfolgreich in Busse von BYD, Volvo, Scania, Proterra und vielen anderen Herstellern integriert.
Frage 2: Was passiert bei Schneefall? Bleibt der Stromabnehmer stecken?A: Nein. Das „Arktis-Paket“ von MIDA beinhaltet interne Heizelemente für die Stromabnehmergelenke und einen speziellen „Eisbrecher“-Algorithmus, der eine Mikrobewegung mit hohem Drehmoment durchführt, um jegliche Eisbildung vor dem vollständigen Einsatz zu beseitigen.
Frage 3: Sind 400 kW unbedenklich für die Busbatterie? Verkürzt das nicht die Lebensdauer der Batterie?A: Moderne Elektrofahrzeugbatterien sind für hohe C-Raten ausgelegt. Bei niedrigem Ladezustand (z. B. 20 %) sind 400 kW völlig unbedenklich. Mit zunehmender Ladung reduziert der intelligente Controller von MIDA die Leistung automatisch, um der Akzeptanzkurve der Batterie zu folgen und so die chemische Integrität der Zellen zu schützen.
Frage 4: Wie viel Wartung benötigt der mechanische Arm?A: Wir empfehlen eine wöchentliche Sichtprüfung und eine vollständige mechanische Wartung alle sechs Monate. Die Kontaktstreifen sind das Hauptverschleißteil und halten je nach Umgebungsbedingungen typischerweise 15.000 bis 20.000 Schaltzyklen.
Frage 5: Kann das Portal in einer engen Stadtstraße installiert werden?A: Ja. MIDA bietet ein „Slim-Line“-Portal an, das weniger als 0,5 Quadratmeter Gehwegfläche benötigt. Der Arm kann so konfiguriert werden, dass er über geparkte Autos oder Radwege reicht.
Frage 6: Wie groß ist der maximale Abstand zwischen dem Schaltschrank und dem Portal?A: Wir empfehlen eine Entfernung von weniger als 30 Metern, um den Spannungsabfall und die Kabelkosten zu minimieren. Mit größeren Kabelquerschnitten sind jedoch Entfernungen von bis zu 100 Metern möglich.
Frage 7: Unterstützt das System „Ad-hoc“-Zahlungen für private Busunternehmen?A: Ja. Über OCPP kann das System mit jedem beliebigen Zahlungsportal verknüpft werden, sodass private Betreiber per App oder RFID-Karte bezahlen können.
Frage 8: Wie hoch ist der Geräuschpegel während eines Ladevorgangs mit 400 kW?A: Am Portal beträgt der Geräuschpegel weniger als 60 dB (entspricht der Lautstärke eines normalen Gesprächs). Die Hauptlüfter befinden sich im Schaltschrank, der üblicherweise schallisoliert oder abgeschirmt ist.
Frage 9: Woran erkenne ich, ob der Bus richtig ausgerichtet ist?A: MIDA bietet optional ein „Fahrerführungssystem“ an – ein gut sichtbares LED-Display, das dem Fahrer seine Position relativ zum „Idealen Stopppunkt“ anzeigt.
F10: Kann ich meine Ladegeräte von zu Hause aus überwachen?A: Ja. Das MIDA-Cloud-Dashboard ist über jeden Webbrowser oder jedes mobile Gerät zugänglich und bietet Echtzeit-Status-, Energieverbrauchs- und Gesundheitsberichte für Ihre gesamte Flotteninfrastruktur.
Frage 11: Welche Garantie gilt für das System?A: Wir bieten eine standardmäßige 2-jährige Komplettgarantie mit optionalen Service Level Agreements (SLAs), die den Schutz auf bis zu 10 Jahre erweitern, einschließlich garantierter Betriebszeit und Reaktionszeiten vor Ort.
Frage 12: Ist das System vandalensicher?A: Der Portalkran besteht aus dickwandigem Stahl, und alle empfindlichen Elektronikbauteile sind in einem IK10-zertifizierten Gehäuse mit manipulationssicheren Schlössern und optionaler CCTV-Integration untergebracht.
Frage 13: Wie lange dauert eine typische Installation?A: Sobald die Fundamente und der Netzanschluss bereit sind, kann die physische Installation und Inbetriebnahme des Portals und des Schaltschranks in 5 bis 7 Tagen abgeschlossen werden.
Frage 14: Bietet MIDA Schulungen für unsere Busfahrer an?A: Ja, wir bieten ein umfassendes „Fahrertrainingspaket“ an, das simulatorbasiertes Training und „Trockenläufe“ vor Ort beinhaltet, um sicherzustellen, dass Ihre Fahrer mit dem automatisierten Prozess vertraut sind.
Frage 15: Was passiert, wenn ein Bus losfährt, während der Stromabnehmer unten ist?A: Dies wird durch das Verriegelungssystem physisch verhindert. Der Bus schaltet seinen Antrieb nicht ein, solange das Ladegerät angeschlossen ist. Darüber hinaus verfügt der Stromabnehmer von MIDA über einen Sollbruchstellenkontakt, der sich bei einer plötzlichen Fahrzeugbewegung sicher löst, ohne den Stromabnehmer zu beschädigen.
28. Technisches Glossar: Die Sprache der Schwerlastelektrifizierung
- 400 kW Gleichstrom:Die dem Fahrzeug zugeführte Leistung (400.000 Watt) ermöglicht ultraschnelles Laden.
- AC/DC-Wandlung:Der Prozess der Umwandlung von Hochspannungs-Wechselstrom aus dem Stromnetz in den von Batterien benötigten Gleichstrom.
- Aktive Dämpfung:Sensoren und Aktoren werden eingesetzt, um den physischen Kontakt zwischen Ladegerät und Bus zu optimieren.
- AFIR (Regulierung der Infrastruktur für alternative Kraftstoffe):Die Verordnung der Europäischen Union zur Pflichtinstallation von Ladestationen für Elektrofahrzeuge.
- Ausrichtungsrand:Der Grad des „Fehlers“ bei der Buspositionierung, den das System ausgleichen kann.
- BESS (Batteriespeichersystem):Eine große Batterie am Ladeort dient als Puffer für die Netzlast.
- BRT (Bus Rapid Transit):Hochleistungsfähige, hochfrequente Bussysteme, die häufig das Opportunitätsladen nutzen.
- Kiste:Ein Maß dafür, wie schnell eine Batterie im Verhältnis zu ihrer Gesamtkapazität geladen wird.
- Erfassungsumschlag:Der dreidimensionale Raum, in dem der Stromabnehmer die Busschienen erfolgreich finden und mit ihnen verbinden kann.
- CE-Zertifizierung:Der europäische Standard für Sicherheit, Gesundheit und Umweltschutz.
- Richtlinie für saubere Fahrzeuge:EU-Rechtsvorschriften, die öffentliche Stellen zur Beschaffung emissionsfreier Fahrzeuge verpflichten.
- Kontaktdruck:Die physikalische Kraft (gemessen in Newton), mit der der Stromabnehmerkopf gegen die Busschienen drückt.
- Kontaktstreifen:Der austauschbare Teil des Stromabnehmerkopfes, der den elektrischen Kontakt herstellt.
- CP (Kontrollpilot):Die Signalleitung, die es dem Auto und dem Ladegerät ermöglicht, Sicherheitsdaten auszutauschen.
- Cybersicherheit (TLS 1.3):Zum Schutz des Datenaustauschs zwischen Bus und Netz wird eine hochgradige Verschlüsselung eingesetzt.
- Gleichstromschütz:Ein Hochleistungsschalter, der den Hochleistungs-Gleichstromkreis öffnet und schließt.
- Totgewicht:Das unnötige Gewicht einer massiven Batterie, die die Effizienz und Fahrgastkapazität eines Busses verringert.
- DSRC (Dedicated Short-Range Communication):Eine drahtlose Technologie zur Kommunikation zwischen Fahrzeugen und Infrastruktur (V2I).
- Dynamisches Lastmanagement (DLM):Software, die die Ladeleistung automatisch an die Gesamtlast des Standorts anpasst.
- Edge Computing:Die Datenverarbeitung erfolgt lokal auf dem Ladegerät anstatt in der Cloud, um eine schnellere Sicherheitsreaktion zu ermöglichen.
- Effizienz (Spitzenwert):Der Prozentsatz der Netzenergie, der tatsächlich die Fahrzeugbatterie erreicht.
- Elektromagnetische Interferenz (EMI):Elektrisches „Rauschen“, das andere elektronische Geräte stören kann.
- ESG-Berichterstattung:Umwelt-, Sozial- und Governance-Kennzahlen, die von Unternehmen zur Messung der Nachhaltigkeit verwendet werden.
- Ausfallsicher:Eine Konstruktionsphilosophie, bei der jeder Komponentenausfall dazu führt, dass das System in einen sicheren Zustand übergeht (z. B. eingefahren).
- Netzbildender Wechselrichter:Ein hochentwickelter Stromrichter, der zur Stabilisierung des Stromnetzes beitragen kann.
- Harmonische Verzerrung (THD):Ein Maß dafür, wie stark das Ladegerät das Wechselstromnetz mit elektrischen Störungen „verschmutzt“.
- HMI (Mensch-Maschine-Schnittstelle):Der Bildschirm oder die Schnittstelle, die von Technikern zur Steuerung des Ladegeräts verwendet wird.
- IK10:Höchste Bewertung für Schutz gegen mechanische Einwirkungen und Vandalismus.
- Verriegelungssystem:Eine Sicherheitsvorrichtung, die verhindert, dass sich ein Bus bewegt, während er an das Ladegerät angeschlossen ist.
- Interoperabilität:Die Fähigkeit eines Ladegeräts, mit vielen verschiedenen Busmarken und -modellen zu funktionieren.
- IP55:Die Schutzklasse gegen Staub- und Wassereintritt.
- ISO 15118:Der internationale Standard für die Fahrzeug-zu-Stromnetz-Kommunikation.
- ISO 15118-20:Die neueste und sicherste Version des 15118-Kommunikationsstandards.
- LIDAR-Scanning:Mithilfe von Lasern wird eine 3D-Karte des Geländes für die Installationsplanung erstellt.
- Flüssigkeitskühlung:Durch die Verwendung einer gepumpten Flüssigkeit zur Wärmeabfuhr von der Leistungselektronik wird eine höhere Leistung in kleineren Gehäusen ermöglicht.
- LRU (Line-Replaceable Unit):Eine modulare Komponente, die schnell vor Ort ausgetauscht werden kann.
- MCS (Megawatt-Ladesystem):Der zukünftige Standard für das Laden von schweren Nutzfahrzeugen mit 1 MW+.
- Mittel-/Niederspannungstransformator:Geräte, die die Mittelspannung des Stromnetzes auf die vom Ladegerät verwendete Niederspannung heruntertransformieren.
- OCPP (Open Charge Point Protocol):Die universelle Sprache der Ladestationen und Managementsoftware für Elektrofahrzeuge.
- OppCharge:Eine standardisierte offene Schnittstelle für die automatisierte Nutzung von Gelegenheitsladeverfahren für Busse.
- Opportunitätsgebühren:Aufladen des Akkus während kurzer Pausen entlang der Strecke (z. B. an Terminals).
- Pantograph-Down:Ein System, bei dem sich der Ladearm an der Infrastruktur befindet und auf den Bus abgesenkt wird.
- Stromabnehmer hoch:Ein System, bei dem sich der Ladearm auf dem Dach des Busses befindet und nach oben fährt, um eine Kontaktleiste zu berühren.
- Leistungsdichte:Die Leistungsfähigkeit eines Systems im Verhältnis zu seiner physikalischen Größe.
- Vorausschauende Wartung:Mithilfe von KI und Daten werden Probleme behoben, bevor es zu Betriebsunterbrechungen kommt. Durch die Analyse von Schwingungsmustern, Schaltzyklen und Temperaturverläufen an jeder Stromabnehmerstation im Feld plant die Cloud-KI von MIDA Austauschmaßnahmen in verkehrsarmen Zeiten – lange bevor ein Ausfall den Streckenbetrieb beeinträchtigen kann.
- Ferndiagnose:Cloudbasierte Tools, die es den MIDA-Technikern ermöglichen, Fehler ohne Vor-Ort-Besuch zu identifizieren und zu beheben, wodurch 90 % der Probleme aus der Ferne gelöst werden können.
- Nachrüstung:Modernisierung bestehender Depots, Portalkräne oder elektrischer Infrastruktur zur Unterstützung des Ladens per Stromabnehmer oder Steckdose.
- SiC (Siliciumcarbid):Der Halbleiter mit großem Bandabstand ermöglicht es, die 400-kW-Leistungsstufe in einem kompakten, auf dem Dach oder am Straßenrand montierten Gehäuse unterzubringen.
- Ladezustand (SoC):Der prozentuale Anteil der jeweils verbleibenden Batterieenergie, der vom Batteriemanagementsystem (BMS) in Echtzeit erfasst wird.
- TCP/IP:Die Kern-Internetprotokollfamilie, die für die Kommunikation zwischen Ladegerät und Cloud sowie für die Integration des Flottenmanagements verwendet wird.
- Thermisches Durchgehen:Ein unkontrollierter Anstieg der Zelltemperatur wird durch das mehrschichtige BMS und das aktive Kühldesign von MIDA verhindert.
- UL 9540:Der nordamerikanische Sicherheitsstandard für Batteriespeichersysteme, die in Depot-Mikronetzen eingesetzt werden.
- Betriebszeit:Der Prozentsatz der Betriebsverfügbarkeit; MIDA-Stromabnehmersysteme sind so konstruiert, dass sie 99,9 % übersteigen.
- V2G (Fahrzeug-zu-Netz):Bidirektionales Laden ermöglicht es den Busbatterien, das Depot und das Stromnetz während der Spitzenzeiten zu unterstützen.
- V2X (Fahrzeug-zu-Alles):Die breitere Familie der bidirektionalen Anwendungsfälle, einschließlich Fahrzeug-zu-Depot und Fahrzeug-zu-Gebäude.
- Garantie:MIDA bietet eine umfassende Teile- und Arbeitskostenversicherung mit optionalen Verlängerungsoptionen für Verkehrsbetriebe.
- Emissionsfreie Flotte:Eine Flotte, deren Betrieb dank elektrischem Antrieb und sauberer Ladung keine Abgasemissionen verursacht.
- Zonenladung:Die Zuordnung bestimmter Bussteige zu bestimmten Linien maximiert die Stromabnehmerauslastung und den Durchsatz der Stationen.
- Zeitfenster:Der kurze Zwischenstopp, während dem ein E-Bus an einem Terminal seine Hochleistungs-Nachladung erhält.
- MCS (Megawatt-Ladesystem):Der 1-MW+-Ladestandard, der die nächste Generation von Reisebussen und schweren Lkw mit Strom versorgen wird.
Die Wirtschaftlichkeit des Hochfrequenz-Stromabnehmerladens ist im großen Maßstab erwiesen. Das Shenzhen-Modell – Tausende von E-Bussen auf Strecken mit Zwischenladung – hat gezeigt, dass Betreiber die Batteriekapazität pro Bus reduzieren, das Fahrzeuggewicht senken und die Gesamtflottenkosten verringern können, ohne die von den Fahrgästen erwarteten Taktzeiten zu beeinträchtigen. Jede 400-kW-Stromabnehmerstation von MIDA ersetzt die überdimensionierten Depotbatterien, und da der Ladevorgang automatisch während der gesetzlichen Pause des Fahrers erfolgt, geht keine Betriebszeit verloren. Für Verkehrsbetriebe, die die Elektrifizierung prüfen, stellt sich nicht mehr die Frage, ob Zwischenladung funktioniert, sondern wie schnell sie diese umsetzen können.
Fazit: Das Depot der Zukunft – Realität geworden
Der MIDA 400-kW-Pantographen-Gleichstromlader beseitigt die größte operative Hürde bei der Bus-Elektrifizierung: die Zeit. Indem er innerhalb weniger Minuten, in denen ein Bus am Terminal steht, eine vollständige Zwischenladung ermöglicht, erlaubt er Verkehrsbetrieben, längere Strecken mit kleineren Batterien und weniger Fahrzeugen zu bedienen. In Kombination mit vorausschauender KI-gestützter Wartung, einer modularen Ersatzteilstrategie und der Integration eines netzbildenden Batteriespeichersystems (BESS) verwandelt er das Depot von einem Kostenfaktor in den zuverlässigsten Bestandteil der Flotte.
Wichtigste Erkenntnisse:
- 400-kW-Stromabnehmerkonfigurationen mit Stromabnehmer nach oben und unten decken alle globalen Ladearchitekturen ab.
- Die Interoperabilität nach ISO 15118-20 und OppCharge gewährleistet die Kompatibilität mit allen wichtigen Bus-OEMs.
- Dank vorausschauender KI und modularem LRU-Design bleibt die Verfügbarkeit über 99,9 % und die mittlere Reparaturzeit (MTTR) unter einer Stunde.
- Netzbildende Wechselrichter ermöglichen es dem Depot, auch bei Stromausfällen als Mikronetz zu arbeiten.
Ob Sie ein bestehendes Depot modernisieren oder eine neue BRT-Strecke bauen möchten – MIDA Power plant und realisiert das komplette Ladesystem. Kontaktieren Sie MIDA Power noch heute unter www.midapower.com und vereinbaren Sie einen Termin für eine Depotanalyse mit unseren ÖPNV-Experten.
Veröffentlichungsdatum: 09.08.2026
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