ระบบแพนโทกราฟสำหรับรถบัสไฟฟ้าเพื่อการชาร์จที่เร็วขึ้น

ระบบแพนโทกราฟสำหรับรถบัสไฟฟ้าเพื่อการชาร์จที่เร็วขึ้น

บางบริษัทมองว่ารถโดยสารไฟฟ้าเป็นสินทรัพย์ที่มีราคาแพงและต้องการลดเวลาหยุดทำงานให้น้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องลดเวลาในการชาร์จลง ซึ่งส่งผลให้ต้องใช้กำลังการชาร์จที่สูงขึ้น รายงานระบุว่าระบบชาร์จแบบเสียบปลั๊กกำลังใกล้ถึงขีดจำกัดแล้ว เนื่องจากข้อจำกัดด้านการส่งกำลังไฟฟ้าจากข้อกำหนดของสายไฟและน้ำหนัก

กำลังไฟในการชาร์จของเครื่องชาร์จเร็วแบบ DC สำหรับการชาร์จแบบฉวยโอกาสโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 150kW ถึง 600kW ปัจจุบันผู้ผลิตแพนโทกราฟกำลังผลิตรุ่นที่มีกำลังไฟต่ำกว่า ต้นทุนลดลง และโครงสร้างที่เรียบง่ายกว่า ซึ่งเหมาะสมสำหรับการชาร์จอย่างรวดเร็ว แพนโทกราฟกำลังไฟต่ำเหล่านี้มีช่วงกำลังไฟประมาณ 150kW ในขณะที่เครื่องชาร์จแบบเสียบปลั๊ก DC โดยทั่วไปมีกำลังไฟสูงสุด 125kW แพนโทกราฟสมัยใหม่มักเป็นระบบอัตโนมัติอย่างสมบูรณ์ ทำให้ต้องการการแทรกแซงด้วยตนเองน้อยที่สุดในระหว่างกระบวนการชาร์จ

ในประเทศที่พัฒนาแล้ว เครื่องชาร์จแบบแพนโทกราฟที่ติดตั้งในสถานีชาร์จกำลังได้รับความนิยมมากขึ้นในหมู่ผู้ใช้บางกลุ่ม การใช้เครื่องชาร์จเดียวกันทำให้สามารถชาร์จรถโดยสารไฟฟ้าได้มากขึ้นในอู่ ทำให้เพิ่มความพร้อมใช้งานของรถโดยสาร นอกจากนี้ ยังมีรายงานว่าพื้นที่อู่ที่ต้องการนั้นใกล้เคียงกับระบบชาร์จแบบเสียบปลั๊ก DCอุปกรณ์แพนโทกราฟในประเทศกำลังพัฒนา

อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีการชาร์จแบบแพนโทกราฟ DC มีราคาแพงกว่าเครื่องชาร์จแบบเสียบปลั๊ก DC อย่างมาก (ไม่ว่าจะใช้ในอู่ซ่อมรถหรือสถานีชาร์จชั่วคราว) ในประเทศกำลังพัฒนา ต้นทุนที่สูงนี้ส่งผลกระทบอย่างชัดเจนยิ่งขึ้น เนื่องจากแม้แต่การชาร์จชั่วคราวที่ป้ายรถเมล์และสถานีขนส่งก็มักใช้ระบบเสียบปลั๊ก จากการศึกษาในปี [ปี] พบว่า

แม้ว่าแพนโทกราฟจะเป็นเรื่องปกติในประเทศที่พัฒนาแล้ว แต่ก็ยังไม่ได้รับการนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในประเทศกำลังพัฒนา ซึ่งแสดงให้เห็นว่าอุตสาหกรรมรถโดยสารไฟฟ้ายังอยู่ในช่วงเริ่มต้นในประเทศเหล่านี้

คุณลักษณะสำคัญของแพนโทกราฟ
ระบบแพนโทกราฟเป็นที่นิยมใช้ในระบบรถโดยสารประจำทางในเมืองด้วยเหตุผลหลายประการ:
• ช่วยให้เชื่อมต่อกับระบบชาร์จได้อย่างรวดเร็วและอัตโนมัติ
• รองรับการถ่ายโอนพลังงานสูง โดยทั่วไปสูงสุดถึง 600A ทำให้มีกำลังการชาร์จประมาณ 450 kW

ความเร็วในการเชื่อมต่อที่รวดเร็วและกำลังไฟสูงทำให้เครื่องชาร์จเหล่านี้มีความจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับการชาร์จระหว่างรอหรือระหว่างจอดพัก แต่ก็มักถูกใช้ในสถานีจอดรถด้วยเช่นกัน

ประเภทของแพนโทกราฟ
แพนโทกราฟมีสองประเภทหลัก คือ แพนโทกราฟขึ้น และแพนโทกราฟลง (หรือที่รู้จักกันในชื่อ แพนโทกราฟกลับหัว ซึ่งเดิมทีใช้ชื่อว่า OppCharge)

• แพนโทกราฟขึ้น:ติดตั้งแขนเคลื่อนที่บนหลังคารถบัส และแขนจะยื่นขึ้นไปทางฝากระโปรงเพื่อเชื่อมต่อ
• แพนโทกราฟลง:บนหลังคารถบัสมีรางเชื่อมต่อแบบแบน และแพนโทกราฟสำหรับชาร์จไฟจะยื่นลงมาทางตัวรถบัส

ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวและการกระจายน้ำหนัก
• แบบยกแพนโทกราฟขึ้น: ตัวรถบัสเองเป็นผู้รับภาระส่วนที่เคลื่อนที่ได้ของกลไกการชาร์จ ซึ่งอาจทำให้ความสูงและน้ำหนักรวมของรถเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม ความสูงที่เพิ่มขึ้นบนหลังคามักถูกใช้สำหรับแบตเตอรี่หรือเครื่องปรับอากาศอยู่แล้ว
• แพนโทกราฟลง: ส่วนที่เคลื่อนที่ได้นี้เป็นส่วนหนึ่งของสถานีชาร์จไฟ ซึ่งตั้งอยู่บนโครงเหล็กเหนือรถบัส การออกแบบนี้ช่วยลดน้ำหนักของตัวรถและลดความสูงของตัวรถ ทำให้มีหลักอากาศพลศาสตร์ที่ดีขึ้น และอาจลดภาระต่อโครงสร้างของรถบัสได้

ความน่าเชื่อถือและการบำรุงรักษาระบบ
• เมื่อแพนโทกราฟทำงาน: ความผิดปกติจะส่งผลกระทบเฉพาะรถบัสคันนั้นคันเดียว ซึ่งสามารถเปลี่ยนได้ด้วยอะไหล่ จากนั้นการซ่อมแซมสามารถทำได้ที่โรงซ่อมที่มีระบบทำความร้อน ปลอดภัย และมีอุปกรณ์ครบครัน จำนวนรอบการทำงานของแพนโทกราฟแต่ละตัวระหว่างการจอดพักจะน้อยลง ซึ่งอาจนำไปสู่ต้นทุนการบำรุงรักษาที่ต่ำลง
• แพนโทกราฟลง: ความผิดพลาดในสถานีชาร์จไฟอาจทำให้การให้บริการรถโดยสารประจำทางทุกคันที่ใช้สถานีนั้นหยุดชะงัก ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อทั้งเส้นทาง การซ่อมแซมจำเป็นต้องทำในพื้นที่ ไม่ว่าสภาพอากาศจะเป็นอย่างไร บนชานชาลาที่ยกสูง

ต้นทุนและโครงสร้างพื้นฐาน
• ระบบยกแพนโทกราฟ: โดยทั่วไปแล้วจะใช้โครงสร้างพื้นฐานเหนือศีรษะที่ซับซ้อนน้อยกว่า ซึ่งอาจนำไปสู่การลงทุนเริ่มต้นและต้นทุนการบำรุงรักษาโครงสร้างพื้นฐานที่ต่ำกว่า ในขณะที่รถโดยสารมีกลไกที่ซับซ้อนกว่า
• ในกรณีแพนโทกราฟลง: ต้องใช้โครงสร้างโครงเหล็กที่แข็งแรงและมีราคาแพงกว่าเพื่อรองรับกลไกแพนโทกราฟที่มีน้ำหนักมาก ชิ้นส่วนที่ติดตั้งบนตัวรถบัสจะมีราคาถูกกว่าและเรียบง่ายกว่าในกรณีแพนโทกราฟลง

การสื่อสาร
• แพนโทกราฟขึ้น:ใช้การสื่อสารแบบใช้สายไฟที่ตรงไปตรงมาเหมือนกับระบบชาร์จ DC แบบใช้สายไฟ CSS ที่มีอยู่เดิม แม้ว่าจะไม่เป็นไปตามมาตรฐาน แต่ก็เป็นไปได้ทางไฟฟ้าที่จะสร้างตัวแปลงจาก CCS2 ไปเป็น J3105 สำหรับระบบชาร์จไฟแบบแพนโทกราฟ มอเตอร์ขับเคลื่อนแพนโทกราฟอยู่บนบัสและควบคุมโดยตรงโดยผู้ใช้งาน เนื่องจากส่วนประกอบตรรกะและการสื่อสารก็ใช้สำหรับ CCS2 ด้วยเช่นกัน ปริมาณการผลิตชิ้นส่วนจำนวนมากสำหรับรถยนต์ประเภทอื่น ๆ จะนำไปสู่ต้นทุนต่ำ ชิ้นส่วนหาได้ง่าย และผู้ผลิตเครื่องชาร์จสามารถดัดแปลงได้ง่าย

การชาร์จแบบแพนโทกราฟ: การชาร์จแบบแม่นยำเหนือศีรษะ
ระบบชาร์จแบบแพนโทกราฟเป็นระบบทั่วไปสำหรับรถโดยสารไฟฟ้าและระบบขนส่งสาธารณะที่ต้องการการชาร์จที่เชื่อถือได้และสม่ำเสมอ ระบบนี้ใช้แขนเหนือศีรษะ (แพนโทกราฟ) ที่ติดตั้งกับตัวรถจากด้านบน มีระบบชาร์จแบบแพนโทกราฟสองประเภท:

แพนโทกราฟที่ติดตั้งบนหลังคา:รุ่นนี้ติดตั้งอยู่บนหลังคาของรถโดยสารไฟฟ้าและยื่นขึ้นไปเชื่อมต่อกับจุดชาร์จแบบตายตัว
แพนโทกราฟแบบกลับหัว: ติดตั้งอยู่ที่สถานีชาร์จ และจะลดระดับลงมาเพื่อเชื่อมต่อกับรถยนต์ด้านล่าง
ระบบแพนโทกราฟเหมาะสำหรับการชาร์จทั้งแบบฉวยโอกาสและแบบกำหนดเวลาที่สถานีชาร์จ ให้ความยืดหยุ่นสำหรับเส้นทางที่หลากหลายและความต้องการในการปฏิบัติงาน ระบบใช้การชาร์จแบบนำไฟฟ้าเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและลดเวลาในการชาร์จ พร้อมความสามารถในการจ่ายพลังงานสูงเพื่อการหมุนเวียนที่รวดเร็วยิ่งขึ้น