Pantógrafo para autobuses eléctricos para una carga más rápida

Pantógrafo para autobuses eléctricos para una carga más rápida

Algunas empresas consideran los autobuses eléctricos como activos costosos y buscan minimizar al máximo el tiempo de inactividad. Esto exige tiempos de carga más cortos, lo que a su vez requiere mayor potencia de carga. Los informes indican que los sistemas de carga enchufables están llegando a su límite, ya que su transmisión de potencia está restringida por las especificaciones y el peso del cable.

La potencia de carga de los cargadores rápidos de pantógrafo de CC para carga oportunista suele oscilar entre 150 kW y 600 kW. Actualmente, los fabricantes de pantógrafos producen modelos con menor potencia, menor coste y estructuras más sencillas, adecuados para la carga rápida. Estos pantógrafos de baja potencia tienen un rango de potencia de aproximadamente 150 kW, mientras que los cargadores de CC enchufables suelen tener una potencia máxima de 125 kW. Los pantógrafos modernos suelen estar totalmente automatizados, lo que requiere una mínima intervención manual durante el proceso de carga.

En los países desarrollados, los cargadores de pantógrafo con estaciones de carga están ganando popularidad entre algunos usuarios. Con el mismo cargador, se pueden cargar más autobuses eléctricos en los garajes, lo que mejora la disponibilidad del servicio. Además, se informa que el espacio requerido en el garaje es similar al de los sistemas de carga con enchufe de CC.Pantógrafos en países en desarrollo.

Sin embargo, la tecnología de carga por pantógrafo de CC es significativamente más cara que los cargadores de CC enchufables (ya sean utilizados en garajes o en estaciones de carga temporales). En los países en desarrollo, este alto costo tiene un impacto más pronunciado, ya que incluso la carga temporal en paradas y terminales de autobuses suele emplear sistemas enchufables. Un estudio de [año] indica

Si bien los pantógrafos son bastante comunes en los países desarrollados, aún no se han adoptado ampliamente en los países en desarrollo. Esto también indica que la industria de autobuses eléctricos todavía se encuentra en sus primeras etapas en estos países.

Características principales de los pantógrafos
Los pantógrafos son los preferidos en los sistemas de autobuses urbanos por varias razones:
• Permiten una conexión rápida y automática al sistema de carga.
• Admiten una alta transferencia de potencia, normalmente de hasta 600 A, lo que permite capacidades de carga de alrededor de 450 kW.

La rapidez de conexión y la alta potencia las hacen esenciales para la carga durante las escalas o los periodos de espera, pero también se utilizan con frecuencia en los depósitos.

Tipos de pantógrafos
Existen dos tipos principales de pantógrafo: el pantógrafo hacia arriba y el pantógrafo hacia abajo (también conocido como pantógrafo invertido, inicialmente denominado OppCharge).

• Pantógrafo hacia arriba:monta el brazo móvil en el techo del autobús y se extiende hacia arriba, hacia el capó, para conectarse.
• Pantógrafo hacia abajo:En el techo del autobús hay raíles de conexión planos, y el pantógrafo del cargador se extiende hacia abajo, en dirección al autobús.

Partes móviles y distribución del peso
• Pantógrafo elevado: El autobús lleva la parte móvil del mecanismo de carga. Esto puede aumentar la altura y el peso total del vehículo; sin embargo, la altura adicional del techo se suele utilizar para baterías o sistemas de aire acondicionado.
• Pantógrafo hacia abajo: La parte móvil forma parte de la estación de carga, ubicada en un pórtico sobre el autobús. Este diseño reduce el peso del vehículo y minimiza su altura, lo que ofrece una mejor aerodinámica y, potencialmente, menor tensión en la estructura del autobús.

Fiabilidad y mantenimiento del sistema
• Pantógrafo arriba: Una avería afecta únicamente al autobús afectado, que puede sustituirse por uno de repuesto. Las reparaciones se realizan en el taller de la cochera, que cuenta con calefacción, seguridad y está bien equipado. Al haber menos ciclos por pantógrafo durante las paradas, se reducen los costes de mantenimiento.
• Pantógrafo caído: Una falla en la estación de carga puede interrumpir el servicio de cualquier autobús que la utilice, afectando probablemente a toda una ruta. Las reparaciones deben realizarse en el lugar, bajo cualquier condición climática, en una plataforma elevada.

Costo e infraestructura
• Pantógrafo hacia arriba: Generalmente implica una infraestructura aérea menos compleja, lo que puede resultar en menores costos de inversión inicial y mantenimiento de la infraestructura. Los autobuses tienen mecanismos más complejos.
• Pantógrafo abajo: Requiere estructuras de pórtico más robustas y costosas para soportar el mecanismo de pantógrafo más pesado. Los componentes montados en el bus son más económicos y sencillos en el sistema de pantógrafo abajo.

Comunicaciones
• Pantógrafo hacia arriba:Utiliza una comunicación por cable sencilla, idéntica a la de los sistemas de carga CC CSS por cable existentes. Si bien no cumpliría con los estándares, es eléctricamente posible fabricar un adaptador de un CCS2 a un pantógrafo J3105 para el capó. El motor del actuador del pantógrafo está en el bus y es controlado directamente por el operador. Dado que los componentes lógicos y de comunicación también se utilizan para el CCS2, los altos volúmenes de producción de componentes para otros tipos de vehículos permitirán reducir costos, disponer fácilmente de piezas y realizar adaptaciones sencillas por parte de los fabricantes de cargadores.

Carga del pantógrafo: Carga de precisión superior
Los sistemas de carga con pantógrafo son típicos de los autobuses eléctricos y los sistemas de transporte público que requieren una carga fiable y repetible. Utilizan un brazo aéreo (el pantógrafo) montado en el autobús desde arriba. Existen dos tipos de carga con pantógrafo:

Pantógrafo montado en el techo:Esta versión se instala en la parte superior del autobús eléctrico y se extiende hasta conectarse con un punto de carga fijo.
Pantógrafo invertido: Instalado en la estación de carga, desciende para conectarse con el vehículo que se encuentra debajo.
Los sistemas de pantógrafo son adecuados tanto para la carga puntual como para la carga programada en depósitos, lo que proporciona flexibilidad para diversas rutas y requisitos operativos. Estos sistemas utilizan carga conductiva para una mayor eficiencia y un menor tiempo de carga, con capacidad para proporcionar una alta potencia de salida para una respuesta más rápida.