Riešenia nabíjania inverzného pantografického dávkovača 600 A pre depa elektrických autobusov

Riešenia nabíjania inverzného pantografického dávkovača 600 A pre depa elektrických autobusov

Pantografy sa bežne používajú na oportunistické nabíjanie elektrických autobusov (E-Busov). S neustálym vývojom technológie nabíjania sa objavila nová generácia pantografov, ktoré spĺňajú potreby rýchleho nabíjania v depách.

Tento článok najprv skúma pantografy používané na nabíjanie elektrických autobusov, potom predstavuje ich použitie pri oportunistickom nabíjaní. Nakoniec navrhujeme možnosť pantografov ako rýchlych nabíjačiek pre elektrické autobusy v depách.

Pantografy Pantografy majú nožnicovité ramená, ktoré sa používajú na pripojenie strechy autobusu k pevnému stĺpu na nabíjacej stanici pantografov. Systém pantografov pre elektrické autobusy je odvodený od systému ľahkej železnice alebo električiek. Keď elektrický autobus dorazí na nabíjaciu stanicu pantografov, pantograf sa automaticky vysunie. Po kontakte sa môže začať nabíjať batéria elektrického autobusu.

Pantografy sú vysokokapacitné nabíjačky, ktorých výkon sa zvyčajne pohybuje od 150 kW do 550/650 kW. Často sa používajú ako dočasné pripojenia k určeným nabíjacím staniciam pozdĺž trasy na doplnenie energie elektrického autobusu. Toto je známe ako oportunistické nabíjanie.

Konfigurácie pantografov

Existujú dve konfigurácie nabíjania pantografu: pantograf sa môže zdvíhať zo strechy autobusu (typ so stúpaním pantografu) alebo sa môže vysúvať smerom nadol z nabíjacej stanice a spojiť sa s autobusom (typ so spúšťaním pantografu).

Systém spúšťania pantografu
V systéme spúšťania pantografu sa obrátený pantograf spúšťa z vrchu nabíjacej stanice a pripája sa ku koľajnici na streche autobusu, čím sa pripája k batérii.

Pantograf bezdrôtovo prijíma prichádzajúce hovory z autobusu, pripája sa a spúšťa proces nabíjania.

Systém zdvíhania pantografu
V systéme zdvíhania pantografu je pantograf namontovaný na streche elektrického autobusu. Keď autobus dorazí na nabíjaciu stanicu, pantograf sa zdvihne zo strechy a vytvorí elektrické spojenie s konektorom nabíjacej stanice.

Z týchto dvoch systémov je systém zdvíhania pantografu technicky jednoduchšie implementovateľný. Tento typ pantografu ovláda vodič zvnútra kabíny, zatiaľ čo systém spúšťania pantografu vyžaduje na spustenie pripojenia infraštruktúru Wi-Fi.

Nabíjanie elektrických autobusov na mieste nemusí stačiť na pokrytie prevádzkových potrieb trasy, najmä pri dlhých prevádzkových vzdialenostiach. V tomto bode je potrebné elektrický autobus dobiť alebo rýchlo nabiť. Zberače nainštalované na trase môžu predĺžiť dojazd autobusu počas prevádzky. Preto okrem nabíjania elektrických autobusov v noci v depe môže zberač a jeho vysokonapäťová nabíjačka zabezpečiť rýchle nabíjanie, čo umožňuje elektrickým autobusom premávku na dlhších trasách počas celého dňa. Zberače sa zvyčajne nachádzajú na autobusových zastávkach, termináloch alebo hlavných zastávkach pozdĺž trasy.

Nabíjací výkon pantografu
Nabíjací výkon pantografov sa pohybuje od 150 kW do 600 kW. Úplné nabitie elektrického autobusu môže trvať 5 až 20 minút. Rýchlonabíjanie (nie nevyhnutne úplné nabitie) môže trvať 5 až 7 minút. Nabíjanie môže prebiehať počas zastávok na autobusových staniciach. Cestujúci môžu počas nabíjania normálne nastupovať a vystupovať.

Pantograf ako rýchlonabíjacie zariadenie
V niektorých rozvinutých krajinách sú pantografy inštalované aj na dôležitých zastávkach pozdĺž trasy, okrem tých na konečných staniciach. Elektrické autobusy sa rýchlo nabíjajú, zatiaľ čo cestujúci na týchto zastávkach nastupujú a vystupujú. 600-kilowattová „blesková nabíjacia“ pantografická stanica v Ženeve údajne dokázala rýchlo dobiť batérie za 15 – 20 sekúnd.

Pomalé a rýchle nabíjacie stanice
Technológia nabíjania na nabíjacích staniciach sa neustále vyvíja. Spočiatku nabíjacie stanice používali nabíjačky so striedavým prúdom do zásuvky, pričom úplné nabitie elektrického autobusu trvalo 6 – 8 hodín. Táto metóda „pomalého nabíjania“ nebola ideálna:

· Pre spoločnosti s veľkými flotilami elektrických autobusov bol dopyt po nabíjaní vysoký.

· V situáciách, keď bolo dostupné okno nabíjania v noci oveľa kratšie ako čas nabíjania AC nabíjačky.

· Nabíjačky so striedavým prúdom vyžadovali, aby mali elektrické autobusy palubné meniče. Palubné meniče majú obmedzenú kapacitu, a preto sú zvyčajne malé, čo má za následok dlhšie časy nabíjania.

Pre depa, ktoré prechádzajú z „pomalých“ AC nabíjačiek na rýchle nabíjačky, je prirodzeným sklonom prijať zásuvné DC rýchle nabíjačky. DC nabíjací menič sa nachádza na nabíjacom zariadení, nie na elektrickej zbernici. Externé meniče preto môžu mať väčšiu konverznú kapacitu. To nielen zvyšuje rýchlosť nabíjania, ale aj skracuje čas nabíjania.

Nabíjanie autobusu pomocou rýchlonabíjačky s jednosmerným prúdom s výkonom nepresahujúcim 100 kW zvyčajne trvá približne štyri hodiny v závislosti od kapacity batérie.

 

Elektrické autobusy môžu byť vybavené systémom rýchleho nabíjania pantografom, ktorý umožňuje nabíjanie batérií na zastávkach pozdĺž trasy a v depách, čím sa zlepšuje prevádzková efektivita a rýchlosť odbavenia.

Existujú dva spôsoby inštalácie pantografového systému: pantograf je možné namontovať na strechu autobusu alebo priamo na nabíjací stĺp (obrátený pantograf).

Výber typu pantografu zvyčajne určuje existujúca infraštruktúra. Ak mesto už má nadzemné pantografické nabíjacie stanice, prevádzkovatelia sa zvyčajne rozhodnú pre obrátené riešenie, ktoré zahŕňa inštaláciu nabíjacích koľajníc výlučne na vozidlá.

Nabíjacia stanica s pantografom je nabíjacie zariadenie pri ceste s nadzemnou konštrukciou. Keď príde autobus, kontaktné body na nadzemnej jednotke sa spustia a spoja sa s koľajnicou na prednej streche autobusu, čo umožňuje rýchle nabíjanie jednosmerným prúdom s vysokým výkonom.

Spoločnosť iEngineering Group ponúka riešenia jednosmerného nabíjania s predĺženým dojazdom pre elektrické autobusy. Naša séria iPower integruje hostiteľské jednotky nabíjacích staníc a pantografy do kompaktného a efektívneho riešenia.

Systém podporuje tri funkčné moduly: nabíjanie konektorom, nabíjanie pantografom a spätnú väzbu zo siete (jednosmerný prúd na striedavý prúd). Je veľmi vhodný pre rýchlonabíjacie stanice na počiatočných a koncových bodoch elektrického vedenia a je možné ho prispôsobiť na maximálny výkon 400 kW.

• Spustenie pantografu: Keďže motor ovládača pantografu je na strane nabíjačky, nie na strane autobusu, pridáva sa niekoľko krokov, pretože autobus potrebuje dať nabíjačke pokyn na spustenie. Autobus nadviaže WiFi pripojenie k nabíjačke (najlepšie zabezpečené) a potom signalizuje nabíjačke spustenie pantografu. Keďže v blízkosti môže byť niekoľko nabíjačiek, nabíjačka si musí byť istá, že autobus pod ňou je autobus, ktorý požaduje pantograf (a nie susedný autobus) a je správne umiestnený. Robí to pomocou systému určovania polohy RFID s majákmi na autobuse. Keď nabíjačka potvrdí polohu a identitu autobusu, môže spustiť pantograf. Tieto dodatočné komponenty WiFi a RFID komunikácie a súvisiace ovládače zvyšujú značnú zložitosť. Ovládač pantografu na strane nabíjačky je pridaným komponentom v porovnaní so zdvihnutím pantografu. Keďže sa používa iba pre autobusy, bude to naďalej špecializovaný produkt s malým objemom výroby. To bude mať za následok menší počet výrobcov nabíjačiek, ktorí môžu podporovať spustenie pantografu, a k vyšším nákladom a zložitosti elektroniky.