600 A ümberpööratud pantograafi laadimisjaamade lahendused elektribusside depoodele

600 A ümberpööratud pantograafi laadimisjaamade lahendused elektribusside depoodele

Pantograafe kasutatakse tavaliselt elektribusside (E-busside) oportunistlikuks laadimiseks. Laadimistehnoloogia pideva arenguga on tekkinud uus pantograafide põlvkond, mis vastab depoo kiire laadimise vajadustele.

See artikkel uurib esmalt elektribusside laadimiseks kasutatavaid pantograafe ja seejärel tutvustab nende rakendust oportunistlikus laadimises. Lõpuks pakume välja pantograafide võimaluse elektribusside kiirlaadijatena depoodes.

Pantograafid Pantograafidel on käärikujulised harud, mida kasutatakse bussi katuse ühendamiseks pantograafi laadimisjaamas oleva fikseeritud postiga. Elektribusside pantograafisüsteem on tuletatud kergraudtee või trammide süsteemist. Kui elektribuss saabub pantograafi laadimisjaama, avaneb pantograaf automaatselt. Kokkupuutel saab alustada elektribussi aku laadimist.

Pantograafid on suure võimsusega laadijad, mille võimsus on tavaliselt vahemikus 150 kW kuni 550/650 kW. Neid kasutatakse sageli ajutise ühendusena marsruudil asuvate määratud laadimisjaamadega, et täiendada elektribussi akusid. Seda nimetatakse oportunistlikuks laadimiseks.

Pantograafi konfiguratsioonid

Pantograafi laadimisel on kaks konfiguratsiooni: pantograaf võib tõusta bussi katuselt (pantograafi tõusutoru tüüp) või ulatuda laadimisjaamast allapoole, et bussiga ühenduda (pantograafi langetamise tüüp).

Pantograafi langetamissüsteem
Pantograafi langetamissüsteemis laskub ümberpööratud pantograaf laadimisjaama ülaosast alla ja ühendub bussi katusel oleva rööpaga, ühendudes seeläbi akuga.

Pantograaf võtab bussist sissetulevad kõned juhtmevabalt vastu, loob ühenduse ja alustab laadimisprotsessi.

Pantograafi tõususüsteem
Pantograafi tõstesüsteemis paigaldatakse pantograaf elektribussi katusele. Kui buss saabub laadimisjaama, tõuseb pantograaf katuselt üles ja loob elektriühenduse laadimisjaama pistikuga.

Kahest süsteemist on pantograafi tõstmise süsteem tehniliselt lihtsamini rakendatav. Seda tüüpi pantograafi juhib juht kabiinist, samas kui pantograafi langetamise süsteem vajab ühenduse loomiseks WiFi-taristut.

Elektribusside kohapealne laadimine ei pruugi olla piisav marsruudi operatiivvajaduste rahuldamiseks, eriti pikkade vahemaade puhul. Sel hetkel tuleb elektribussi laadida või kiirlaadida. Marsruudile paigaldatud pantograafid võivad bussi sõiduulatust töö ajal pikendada. Seega lisaks elektribusside öisele laadimisele depoos saavad pantograaf ja selle kõrgepingelaadija pakkuda kiirlaadimist, mis võimaldab elektribussidel päeva jooksul pikematel marsruutidel sõita. Pantograafid asuvad tavaliselt bussipeatustes, terminalides või marsruudi suuremates peatustes.

Pantograafi laadimisvõimsus
Pantograafide laadimisvõimsus jääb vahemikku 150 kW kuni 600 kW. Elektribussi täislaadimine võib võtta aega 5–20 minutit. Kiirlaadimine (mitte tingimata täislaadimine) võib võtta aega 5–7 minutit. Laadimine võib toimuda bussijaamades peatuste ajal. Laadimise ajal saavad reisijad tavapäraselt bussi peale ja maha minna.

Pantograaf kiirlaadimisseadmena
Mõnes arenenud riigis on lisaks lõpp-peatustele paigaldatud pantograafid ka olulistesse peatustesse marsruudil. Elektribussid laetakse kiirlaadimise teel samal ajal, kui reisijad nendes peatustes bussi peale ja maha tulevad. Genfis asuv 600-kilovatine „välklaadimise“ pantograafijaam on väidetavalt suutnud akusid kiiresti 15–20 sekundiga laadida.

Aeglased ja kiired laadimisjaamad
Laadimisjaamade laadimistehnoloogia areneb pidevalt. Algselt kasutati laadimisjaamades pistikühendusega vahelduvvoolulaadijaid, mille täielikuks laadimiseks kulus elektribussi täislaadimiseks 6–8 tundi. See „aeglase laadimise” meetod polnud ideaalne:

· Suure elektribusside pargiga ettevõtete jaoks oli laadimisnõudlus suur.

· Olukordades, kus öösel saadaolev laadimisaken oli palju lühem kui vahelduvvoolulaadija laadimisaeg.

· Vahelduvvoolulaadijate jaoks pidid elektribussidel olema pardal olevad muundurid. Pardal olevatel muunduritel on piiratud mahutavus ja seetõttu on need tavaliselt väikesed, mille tulemuseks on pikem laadimisaeg.

Laevadepoode puhul, mis lähevad üle „aeglastelt“ vahelduvvoolulaadijatelt kiirlaadijatele, on loomulik kalduvus võtta kasutusele pistikühendusega alalisvoolu kiirlaadijad. Alalisvoolu laadimismuundur asub laadimisseadmel, mitte elektribussil. Seetõttu võivad välistel muunduritel olla suurem muundusvõimsus. See mitte ainult ei suurenda laadimiskiirust, vaid vähendab ka laadimisaega.

Tavaliselt võtab bussi laadimine pistikühendusega alalisvoolu kiirlaadijaga, mille võimsus ei ületa 100 kW, umbes neli tundi, olenevalt aku mahutavusest.

 

Elektribussid saab varustada pantograafi kiirlaadimissüsteemiga, mis võimaldab akude laadimist peatustes marsruudil ja depoodes, parandades seeläbi tegevuse efektiivsust ja pöördekiirust.

Pantograafisüsteemi paigaldusmeetodid on kaks: pantograafi saab paigaldada bussi katusele või otse laadimispostile (pööratud pantograaf).

Pantograafi tüübi valiku määrab tavaliselt olemasolev infrastruktuur. Kui linnas on juba olemas õhuliinidel paiknevad pantograafi laadimisjaamad, valivad operaatorid tavaliselt ümberpööratud lahenduse, mis hõlmab laadimisrööbaste paigaldamist ainult sõidukitele.

Pantograafi laadimisjaam on teeäärne laadimisrajatis, millel on õhuliiniraam. Kui buss saabub, laskuvad õhuliiniseadme kontaktpunktid alla ja ühenduvad bussi esikatusel oleva rööpaga, võimaldades suure võimsusega alalisvoolu kiirlaadimist.

iEngineering Group pakub laiendatud ulatusega alalisvoolulaadimislahendusi elektribussidele. Meie iPower seeria integreerib laadimisjaamade host-seadmed ja pantograafid kompaktseks ja tõhusaks lahenduseks.

Süsteem toetab kolme funktsionaalset moodulit: pistiklaadimine, pantograafi laadimine ja võrgu tagasiside (alalisvoolust vahelduvvooluks). See sobib suurepäraselt kiirlaadimisjaamadele elektriliinide algus- ja lõpp-punktides ning seda saab kohandada maksimaalse võimsuseni 400 kW.

• Pantograafi allalaskmine: Kuna pantograafi ajamimootor asub laadija, mitte bussi poolel, lisandub mitu sammu, kuna buss peab laadijale käskluse pantograafi allalaskmiseks anda. Buss loob laadijaga WiFi-ühenduse (eelistatavalt turvalise) ja annab seejärel laadijale signaali pantograafi langetamiseks. Kuna läheduses võib olla mitu laadijat, peab laadija olema kindel, et allpool olev buss on see, mis pantograafi küsib (mitte naaberbuss) ja et see on õigesti positsioneeritud. Seda tehakse RFID-positsioneerimissüsteemi abil, millel on bussil olevad majakad. Kui laadija on bussi asukoha ja identiteedi kinnitanud, saab ta pantograafi langetada. Need täiendavad WiFi- ja RFID-sidekomponendid ning nendega seotud kontrollerid lisavad märkimisväärselt keerukust. Laadija poolel olev pantograafi kontroller on lisakomponent võrreldes pantograafi üleslaskmisega. Kuna seda kasutatakse ainult busside jaoks, jääb see ka edaspidi väikesemahuliseks spetsialiseeritud tooteks. Selle tulemusel on vähem laadijate tootjaid, kes toetavad pantograafi allalaskmist, ning elektroonika maksumus ja keerukus on suuremad.