Rešitve za polnjenje 600 A obrnjenega pantografskega razdelilnika za depoje električnih avtobusov

Rešitve za polnjenje 600 A obrnjenega pantografskega razdelilnika za depoje električnih avtobusov

Pantografe pogosto uporabljamo za oportunistično polnjenje električnih avtobusov (e-avtobusov). Z nenehnim razvojem tehnologije polnjenja se je pojavila nova generacija pantografov, ki zadovoljujejo potrebe hitrega polnjenja v skladiščih.

Ta članek najprej raziskuje pantografe, ki se uporabljajo za polnjenje električnih avtobusov, nato pa predstavlja njihovo uporabo pri oportunističnem polnjenju. Na koncu predlagamo možnost uporabe pantografov kot hitrih polnilnic za električne avtobuse v remizah.

Pantografe Pantografe imajo škarjaste roke, ki se uporabljajo za povezavo strehe avtobusa s fiksnim drogom na polnilni postaji za pantografe. Sistem pantografov za električne avtobuse izhaja iz sistema lahke železnice ali tramvajev. Ko električni avtobus prispe na polnilno postajo za pantografe, se pantograf samodejno iztegne. Ob stiku se lahko baterija električnega avtobusa začne polniti.

Pantografi so visokozmogljivi polnilniki, ki običajno merijo moč od 150 kW do 550/650 kW. Pogosto se uporabljajo kot začasne povezave z določenimi polnilnimi postajami vzdolž poti za polnjenje električnega avtobusa. To je znano kot oportunistično polnjenje.

Konfiguracije pantografov

Obstajata dve konfiguraciji polnjenja pantografov: pantograf se lahko dvigne s strehe avtobusa (dvižni tip pantografa) ali pa se razteza navzdol od polnilne postaje, da se poveže z avtobusom (spuščajoči tip pantografa).

Sistem za spuščanje pantografa
Pri sistemu spuščanja pantografa se obrnjeni pantograf spusti z vrha polnilne postaje in se priključi na tirnico na strehi avtobusa, s čimer se poveže z baterijo.

Pantograf brezžično sprejema dohodne klice iz avtobusa, se poveže in začne postopek polnjenja.

Sistem dvigovanja odjemnikov toka
Pri sistemu dvigovanja odjemnikov toka je odjemnik toka nameščen na strehi električnega avtobusa. Ko avtobus prispe na polnilno postajo, se odjemnik toka dvigne s strehe in vzpostavi električno povezavo s priključkom polnilne postaje.

Od obeh sistemov je sistem dvigovanja pantografov tehnično lažji za izvedbo. To vrsto pantografa upravlja voznik iz kabine, medtem ko sistem spuščanja pantografov za sprožitev povezave zahteva infrastrukturo Wi-Fi.

Polnjenje električnih avtobusov na kraju samem morda ne bo zadostovalo za operativne potrebe proge, zlasti za dolge operativne razdalje. Na tej točki je treba električni avtobus ponovno napolniti ali hitro napolniti. Odjemniki toka, nameščeni na progi, lahko podaljšajo doseg avtobusa med delovanjem. Zato lahko odjemnik toka in njegov visokonapetostni polnilnik poleg polnjenja električnih avtobusov ponoči v postaji zagotavljata tudi hitro polnjenje, kar omogoča električnim avtobusom delovanje na daljših progah čez dan. Odjemniki toka so običajno nameščeni na avtobusnih postajališčih, terminalih ali večjih postajališčih vzdolž proge.

Moč polnjenja odjemnika toka
Polnilna moč pantografov se giblje od 150 kW do 600 kW. Popolno polnjenje električnega avtobusa lahko traja od 5 do 20 minut. Hitro polnjenje (ne nujno polno) lahko traja od 5 do 7 minut. Polnjenje lahko poteka med postanki na avtobusnih postajah. Potniki lahko med polnjenjem normalno vstopajo in izstopajo.

Pantograf kot naprava za hitro polnjenje
V nekaterih razvitih državah so pantografe nameščene tudi na pomembnih postajališčih vzdolž proge, poleg tistih na končnih postajah. Električni avtobusi se hitro polnijo, medtem ko potniki vstopajo in izstopajo na teh postajališčih. 600-kilovatna "bliskovna" polnilna postaja za pantografe v Ženevi naj bi hitro napolnila baterije v 15–20 sekundah.

Počasne in hitre polnilne postaje
Tehnologija polnjenja na polnilnih postajah se nenehno razvija. Sprva so polnilne postaje uporabljale vtične polnilnike z izmeničnim tokom, ki so za popolno polnjenje električnega avtobusa potrebovali 6–8 ur. Ta metoda »počasnega polnjenja« ni bila idealna:

· Za podjetja z velikimi voznimi parki električnih avtobusov je bilo povpraševanje po polnjenju veliko.

· Za situacije, ko je bilo razpoložljivo okno polnjenja ponoči veliko krajše od časa polnjenja polnilnika z izmeničnim tokom.

· Polnilnice na izmenični tok so zahtevale, da imajo električni avtobusi vgrajene pretvornike. Vgrajeni pretvorniki imajo omejeno zmogljivost in so zato običajno majhni, kar ima za posledico daljše čase polnjenja.

Za depoje, ki prehajajo s »počasnih« polnilnic z izmeničnim tokom na hitre polnilnice, je naravna nagnjenost k uporabi hitrih polnilnic z enosmernim tokom, ki se vtikajo v vtičnico. Pretvornik za polnjenje z enosmernim tokom se nahaja na polnilni opremi in ne na električnem avtobusu. Zato imajo lahko zunanji pretvorniki večjo pretvorbeno zmogljivost. To ne le poveča hitrost polnjenja, temveč tudi skrajša čas polnjenja.

Običajno polnjenje avtobusa s priključno hitro polnilnico z enosmernim tokom z močjo največ 100 kW traja približno štiri ure, odvisno od kapacitete baterije.

 

Električni avtobusi so lahko opremljeni s sistemom hitrega polnjenja odjemnikov toka, ki omogoča polnjenje baterij na postajališčih vzdolž proge in v remizah, s čimer se izboljša operativna učinkovitost in hitrost obračanja.

Za sistem pantografov obstajata dva načina namestitve: pantograf se lahko namesti na streho avtobusa ali neposredno na polnilni steber (obrnjen pantograf).

Izbiro vrste pantografa običajno določa obstoječa infrastruktura. Če mesto že ima nadzemne polnilne postaje s pantografom, se upravljavci običajno odločijo za obrnjeno rešitev, ki vključuje namestitev polnilnih tirnic izključno na vozila.

Polnilna postaja s pantografom je obcestna polnilna postaja z nadzemnim ogrodjem. Ko avtobus prispe, se kontaktne točke na nadzemni enoti spustijo in povežejo s tirnico na sprednji strehi avtobusa, kar omogoča hitro polnjenje z visokozmogljivim enosmernim tokom.

iEngineering Group ponuja rešitve za polnjenje električnih avtobusov z enosmernim tokom in podaljšanim dosegom. Naša serija iPower združuje gostitelje polnilnih postaj in odjemnike toka v kompaktno in učinkovito rešitev.

Sistem podpira tri funkcionalne module: polnjenje s konektorjem, polnjenje s pantografom in povratno zanko iz omrežja (enosmerni tok v izmenični tok). Zelo je primeren za hitre polnilne postaje na začetnih in končnih točkah daljnovodov in ga je mogoče prilagoditi do največje moči 400 kW.

• Spuščanje odjemnika toka: Ker se motor aktuatorja odjemnika toka nahaja na strani polnilnika in ne na strani avtobusa, se doda več korakov, ko mora avtobus polnilniku sporočiti, naj se spusti. Avtobus vzpostavi brezžično povezavo s polnilnikom (po možnosti zavarovano), nato pa polnilniku sporoči, naj spusti odjemnik toka. Ker je v bližini lahko več polnilnikov, se mora polnilnik prepričati, da je avtobus spodaj tisti, ki zahteva odjemnik toka (in ne sosednji avtobus), in da je pravilno nameščen. To stori z uporabo sistema za določanje položaja RFID z oddajniki na avtobusu. Ko polnilnik potrdi položaj in identiteto avtobusa, lahko spusti odjemnik toka. Te dodatne komponente za komunikacijo prek brezžičnega omrežja in RFID ter povezani krmilniki znatno povečajo kompleksnost. Krmilnik odjemnika toka na strani polnilnika je v primerjavi z dvigovanjem odjemnika toka dodana komponenta. Ker se uporablja samo za avtobuse, bo še naprej specializiran izdelek z majhnimi količinami. To bo povzročilo manj proizvajalcev polnilnikov, ki bodo lahko podpirali spuščanje odjemnika toka, ter višje stroške in kompleksnost elektronike.