Рішення для заряджання перевернутих пантографів на 600 А для депо електробусів

Рішення для заряджання перевернутих пантографів на 600 А для депо електробусів

Пантографи зазвичай використовуються для випадкової зарядки електричних автобусів (E-Buses). З постійним розвитком технологій зарядки з'явилося нове покоління пантографів для задоволення потреб швидкої зарядки в депо.

У цій статті спочатку досліджуються пантографи, що використовуються для заряджання електробусів, потім представлено їх застосування в умовах умовної зарядки. Нарешті, ми пропонуємо можливість використання пантографів як швидкісних зарядних пристроїв для електробусів у депо.

Пантографи Пантографи мають ножиціподібні важелі, які використовуються для з'єднання даху автобуса з нерухомою стійкою на зарядній станції пантографа. Система пантографів для електробусів запозичена з системи легкорейкового транспорту або трамваїв. Коли електробус прибуває на зарядну станцію пантографа, пантограф автоматично висувається. Після контакту акумулятор електробуса може почати заряджатися.

Пантографи – це зарядні пристрої високої ємності, зазвичай потужністю від 150 кВт до 550/650 кВт. Вони часто використовуються як тимчасові підключення до визначених зарядних станцій вздовж маршруту для поповнення заряду електробуса. Це відомо як опортуністична зарядка.

Конфігурації пантографів

Існує дві конфігурації заряджання пантографів: пантограф може підніматися з даху автобуса (тип з підйомником пантографа) або може опускатися вниз від зарядної станції для з'єднання з автобусом (тип з опусканням пантографа).

Система опускання пантографа
У системі опускання пантографа перевернутий пантограф опускається з верхньої частини зарядної станції та з'єднується з рейкою на даху автобуса, таким чином підключаючись до акумулятора.

Пантограф приймає вхідні дзвінки від автобуса бездротовим способом, підключається та ініціює процес заряджання.

Система підйому пантографа
У системі підйому пантографа пантограф встановлений на даху електробуса. Коли автобус прибуває на зарядну станцію, пантограф піднімається з даху та встановлює електричне з'єднання з роз'ємом зарядної станції.

З двох систем, система підйому пантографа технічно простіша у впровадженні. Цей тип пантографа керується водієм з кабіни, тоді як система опускання пантографа вимагає інфраструктури Wi-Fi для встановлення з'єднання.

Заряджання електробусів на місці може бути недостатнім для задоволення експлуатаційних потреб маршруту, особливо для тривалих поїздок. На цьому етапі електробус потрібно заряджати або швидко заряджати. Пантографи, встановлені на маршруті, можуть збільшити запас ходу автобуса під час роботи. Тому, окрім заряджання електробусів вночі в депо, пантограф та його високовольтний зарядний пристрій можуть забезпечити швидку зарядку, що дозволяє електробусам працювати на довших маршрутах протягом дня. Пантографи зазвичай розташовані на автобусних зупинках, терміналах або основних зупинках уздовж маршруту.

Зарядна потужність пантографа
Потужність зарядки пантографів коливається від 150 кВт до 600 кВт. Повна зарядка електробуса може тривати від 5 до 20 хвилин. Швидка зарядка (не обов'язково повна) може тривати від 5 до 7 хвилин. Зарядка може відбуватися під час зупинок на автобусних станціях. Пасажири можуть сідати та виходити звичайним чином під час зарядки.

Пантограф як пристрій швидкої зарядки
У деяких розвинених країнах пантографи також встановлюються на важливих зупинках уздовж маршруту, окрім тих, що на кінцевих станціях. Електричні автобуси швидко заряджаються, поки пасажири сідають і виходять на цих зупинках. Повідомляється, що станція пантографа потужністю 600 кіловат «блискавичної зарядки» в Женеві змогла швидко поповнити акумулятори за 15-20 секунд.

Станції повільної та швидкої зарядки
Технологія заряджання на зарядних станціях постійно розвивається. Спочатку на зарядних станціях використовувалися зарядні пристрої змінного струму, що підключаються до розетки, і для повної зарядки електробуса потрібно було 6-8 годин. Такий метод «повільної зарядки» був неідеальним:

· Для компаній з великими парками електробусів попит на зарядку був високим.

· Для ситуацій, коли доступне вікно заряджання вночі було значно коротшим за час заряджання зарядного пристрою змінного струму.

· Зарядні пристрої змінного струму вимагали від електробусів наявності бортових перетворювачів. Бортові перетворювачі мають обмежену потужність і тому зазвичай невеликі, що призводить до збільшення часу заряджання.

Для депо, які переходять від «повільних» зарядних пристроїв змінного струму до швидких, природною тенденцією є впровадження швидких зарядних пристроїв постійного струму з підключенням до розетки. Зарядний перетворювач постійного струму розташований на зарядному обладнанні, а не на електробусі. Таким чином, зовнішні перетворювачі можуть мати більшу перетворювальну потужність. Це не тільки збільшує швидкість заряджання, але й скорочує час заряджання.

Зазвичай заряджання автобуса за допомогою швидкого зарядного пристрою постійного струму потужністю не більше 100 кВт займає близько чотирьох годин, залежно від ємності акумулятора.

 

Електричні автобуси можуть бути оснащені системою швидкої зарядки пантографом, що дозволяє заряджати акумулятори на зупинках уздовж маршруту та в депо, тим самим підвищуючи експлуатаційну ефективність та швидкість виконання робіт.

Існує два способи встановлення пантографа: пантограф можна встановити на даху автобуса або безпосередньо на зарядній пальі (перевернутий пантограф).

Існуюча інфраструктура зазвичай визначає вибір типу пантографа. Якщо в місті вже є підземні зарядні станції з пантографами, оператори зазвичай обирають інвертоване рішення, яке передбачає встановлення зарядних рейок виключно на транспортних засобах.

Пантографна зарядна станція — це придорожній зарядний пристрій з підвісною конструкцією. Коли автобус прибуває, контакти на підвісному блоці опускаються та з’єднуються з рейкою на передній частині даху автобуса, що дозволяє здійснювати швидку зарядку постійним струмом високої потужності.

iEngineering Group пропонує рішення для заряджання електричних автобусів постійним струмом із розширеним запасом ходу. Наша серія iPower об'єднує хости зарядних станцій та пантографи в компактне та ефективне рішення.

Система підтримує три функціональні модулі: заряджання через роз'єм, заряджання через пантограф та зворотний зв'язок від мережі (від постійного струму до змінного струму). Вона чудово підходить для станцій швидкої зарядки в початкових та кінцевих точках ліній електропередач і може бути налаштована на максимальну потужність 400 кВт.

• Опускання пантографа: Оскільки двигун виконавчого механізму пантографа знаходиться на стороні зарядного пристрою, а не на стороні автобуса, додається кілька кроків, оскільки автобус має вказати зарядному пристрою опуститися. Автобус встановлює Wi-Fi-з'єднання із зарядним пристроєм (бажано захищеним), а потім сигналізує зарядному пристрою про опускання пантографа. Оскільки поруч може бути кілька зарядних пристроїв, зарядний пристрій повинен бути впевнений, що автобус нижче є автобусом, який запитує пантограф (а не сусіднім автобусом), і він правильно розташований. Він робить це за допомогою системи позиціонування RFID з маячками на автобусі. Після того, як зарядний пристрій підтвердить положення та ідентифікацію автобуса, він може опустити пантограф. Ці додаткові компоненти зв'язку Wi-Fi та RFID, а також пов'язані з ними контролери, значно ускладнюють роботу. Контролер пантографа на стороні зарядного пристрою є додатковим компонентом порівняно з підйомом пантографа. Оскільки він використовується лише для автобусів, він продовжуватиме бути спеціалізованим продуктом з низьким обсягом виробництва. Це призведе до меншої кількості виробників зарядних пристроїв, які можуть підтримувати опускання пантографа, а також до вищої вартості та складності електроніки.