Soluții de încărcare pentru distribuitoare cu pantograf inversat de 600 A pentru depouri de autobuze electrice

Soluții de încărcare pentru distribuitoare cu pantograf inversat de 600 A pentru depouri de autobuze electrice

Pantografele sunt utilizate în mod obișnuit pentru încărcarea oportunistă a autobuzelor electrice (E-Buses). Odată cu dezvoltarea continuă a tehnologiei de încărcare, a apărut o nouă generație de pantografe pentru a satisface nevoile de încărcare rapidă în depouri.

Acest articol explorează mai întâi pantografele utilizate pentru încărcarea autobuzelor electrice, apoi introduce aplicarea lor în încărcarea oportunistă. În cele din urmă, propunem posibilitatea utilizării pantografelor ca încărcătoare rapide pentru autobuzele electrice din depouri.

Pantografe Pantografele au brațe în formă de foarfecă utilizate pentru a conecta acoperișul autobuzului la un stâlp fix la stația de încărcare a pantografului. Sistemul de pantograf pentru autobuzele electrice este derivat din cel al trenurilor ușoare sau al tramvaielor. Când un autobuz electric ajunge la o stație de încărcare a pantografului, pantograful se extinde automat. La contact, bateria autobuzului electric poate începe să se încarce.

Pantografele sunt încărcătoare de mare capacitate, cu puteri cuprinse de obicei între 150 kW și 550/650 kW. Acestea sunt adesea folosite ca conexiuni temporare la stațiile de încărcare desemnate de-a lungul traseului pentru a alimenta autobuzul electric cu energie. Aceasta este cunoscută sub numele de încărcare oportunistă.

Configurații pantograf

Există două configurații de încărcare a pantografului: pantograful se poate ridica de pe acoperișul autobuzului (tip cu ridicare pantograf) sau se poate extinde în jos de la stația de încărcare pentru a se conecta cu autobuzul (tip cu coborâre pantograf).

Sistem de coborâre a pantografului
Într-un sistem de coborâre a pantografului, pantograful inversat coboară din partea superioară a stației de încărcare și se conectează la o șină de pe acoperișul autobuzului, conectându-se astfel la baterie.

Pantograful primește apeluri de la autobuz fără fir, se conectează și inițiază procesul de încărcare.

Sistem de ridicare a pantografului
Într-un sistem de ridicare a pantografului, pantograful este montat pe acoperișul autobuzului electric. Când autobuzul ajunge la stația de încărcare, pantograful se ridică de pe acoperiș și stabilește o conexiune electrică cu conectorul stației de încărcare.

Dintre cele două sisteme, sistemul de ridicare a pantografului este mai ușor de implementat din punct de vedere tehnic. Acest tip de pantograf este controlat de șofer din interiorul cabinei, în timp ce sistemul de coborâre a pantografului necesită infrastructură Wi-Fi pentru a declanșa conexiunea.

Încărcarea la fața locului pentru autobuzele electrice poate să nu fie suficientă pentru a satisface nevoile operaționale ale rutei, în special pentru distanțe lungi de operare. În acest moment, autobuzul electric trebuie reîncărcat sau încărcat rapid. Pantografele instalate pe rută pot extinde autonomia autobuzului în timpul funcționării. Prin urmare, pe lângă încărcarea autobuzelor electrice noaptea în depou, pantograful și încărcătorul său de înaltă tensiune pot oferi încărcare rapidă, permițând autobuzelor electrice să circule pe rute mai lungi pe parcursul zilei. Pantografele sunt de obicei amplasate în stațiile de autobuz, terminale sau opriri principale de-a lungul rutei.

Putere de încărcare a pantografului
Puterea de încărcare a pantografelor variază de la 150 kW la 600 kW. O încărcare completă a unui autobuz electric poate dura între 5 și 20 de minute. Încărcarea rapidă (nu neapărat o încărcare completă) poate dura între 5 și 7 minute. Încărcarea poate avea loc în timpul opririlor din stațiile de autobuz. Pasagerii pot urca și coborî normal în timpul încărcării.

Pantograful ca dispozitiv de încărcare rapidă
În unele țări dezvoltate, pantografele sunt instalate și în stațiile importante de-a lungul traseului, pe lângă cele din stațiile terminale. Autobuzele electrice se încarcă rapid în timp ce pasagerii urcă și coboară în aceste stații. O stație de pantografe de „încărcare rapidă” de 600 kilowați din Geneva ar fi putut reîncărca rapid bateriile în 15-20 de secunde.

Stații de încărcare lentă și rapidă
Tehnologia de încărcare la stațiile de încărcare este în continuă evoluție. Inițial, stațiile de încărcare foloseau încărcătoare de curent alternativ cu priză, care încărcau complet un autobuz electric în 6-8 ore. Această metodă de „încărcare lentă” nu era ideală:

Pentru companiile cu flote mari de autobuze electrice, cererea de încărcare a fost mare.

· Pentru situațiile în care fereastra de încărcare disponibilă pe timp de noapte a fost mult mai scurtă decât timpul de încărcare al încărcătorului de curent alternativ.

Încărcătoarele de curent alternativ necesitau ca autobuzele electrice să aibă convertoare la bord. Convertoarele la bord au o capacitate limitată și, prin urmare, sunt de obicei mici, ceea ce duce la timpi de încărcare mai lungi.

Pentru depozitele care trec de la încărcătoare de curent alternativ „lente” la încărcătoare rapide, înclinația naturală este de a adopta încărcătoare rapide de curent continuu cu conectare. Convertorul de încărcare de curent continuu este amplasat pe echipamentul de încărcare, nu pe magistrala electrică. Prin urmare, convertoarele externe pot avea o capacitate de conversie mai mare. Acest lucru nu numai că crește viteza de încărcare, dar reduce și timpul de încărcare.

În mod normal, încărcarea unui autobuz folosind un încărcător rapid de curent continuu cu o putere de maximum 100 kW durează aproximativ patru ore, în funcție de capacitatea bateriei.

 

Autobuzele electrice pot fi echipate cu un sistem de încărcare rapidă cu pantograf pentru a permite încărcarea bateriilor în stațiile de-a lungul traseului și în depouri, îmbunătățind astfel eficiența operațională și viteza de întoarcere.

Există două metode de instalare pentru sistemul pantograf: pantograful poate fi montat pe acoperișul autobuzului sau direct pe stâlpul de încărcare (pantograf inversat).

Infrastructura existentă determină, de obicei, alegerea tipului de pantograf. Dacă un oraș are deja stații de încărcare aeriene cu pantograf, operatorii optează de obicei pentru o soluție inversată, care implică instalarea șinelor de încărcare exclusiv pe vehicule.

Stația de încărcare cu pantograf este o instalație de încărcare pe marginea drumului, dotată cu un cadru suspendat. Când sosește un autobuz, punctele de contact de pe unitatea suspendată coboară și se conectează la șina de pe acoperișul frontal al autobuzului, permițând încărcarea rapidă de curent continuu de mare putere.

iEngineering Group oferă soluții de încărcare în curent continuu cu rază extinsă de acțiune pentru autobuzele electrice. Seria noastră iPower integrează stații de încărcare și pantografe într-o soluție compactă și eficientă.

Sistemul suportă trei module funcționale: încărcare prin conector, încărcare prin pantograf și feedback de la rețea (DC la AC). Este foarte potrivit pentru stații de încărcare rapidă la punctele de pornire și de sosire ale liniilor electrice și poate fi personalizat până la o putere maximă de 400 kW.

• Coborârea pantografului: Deoarece motorul actuatorului pantografului se află pe partea încărcătorului, nu pe partea magistralei, se adaugă mai mulți pași, deoarece magistrala trebuie să comunice încărcătorului să coboare. Magistrala stabilește o conexiune wifi la încărcător (de preferință securizată), apoi semnalizează încărcătorului să coboare pantograful. Deoarece mai multe încărcătoare ar putea fi în apropiere, încărcătorul trebuie să se asigure că magistrala de dedesubt este magistrala care solicită pantograful (și nu o magistrală vecină) și că este poziționată corect. Face acest lucru folosind un sistem de poziționare RFID cu balize pe magistrală. Odată ce încărcătorul a confirmat poziția și identitatea magistralei, acesta poate coborî pantograful. Aceste componente suplimentare de comunicare wifi și RFID, precum și controlerele asociate, adaugă o complexitate considerabilă. Controlerul pantografului de pe partea încărcătorului este o componentă adăugată în comparație cu pantograful ridicat. Deoarece este utilizat doar pentru autobuze, va continua să fie un produs specializat în volum redus. Acest lucru va duce la mai puțini producători de încărcătoare care pot suporta coborârea pantografului și la costuri și complexitate mai mari pentru electronică.