Bộ phận tiếp điện trên nóc xe buýt điện giúp sạc nhanh hơn.

Bộ phận tiếp điện trên nóc xe buýt điện giúp sạc nhanh hơn.

Một số công ty coi xe buýt điện là tài sản đắt tiền và tìm cách giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động càng nhiều càng tốt. Điều này đòi hỏi thời gian sạc ngắn hơn, từ đó cần công suất sạc cao hơn. Các báo cáo cho thấy hệ thống sạc cắm điện đang gần đạt đến giới hạn của chúng, vì khả năng truyền tải điện bị hạn chế bởi thông số kỹ thuật và trọng lượng dây dẫn.

Công suất sạc của bộ sạc nhanh DC kiểu pantograph dùng cho sạc nhanh thông thường nằm trong khoảng từ 150kW đến 600kW. Hiện nay, các nhà cung cấp pantograph đang sản xuất các mẫu có công suất thấp hơn, chi phí giảm và cấu trúc đơn giản hơn, phù hợp cho việc sạc nhanh. Các pantograph công suất thấp này có phạm vi công suất khoảng 150kW, trong khi bộ sạc DC cắm điện thường có công suất tối đa là 125kW. Các pantograph hiện đại thường được tự động hóa hoàn toàn, chỉ cần can thiệp thủ công tối thiểu trong quá trình sạc.

Tại các nước phát triển, bộ sạc kiểu pantograph dựa trên trạm sạc đang dần được một số người dùng ưa chuộng. Sử dụng cùng một bộ sạc, nhiều xe buýt điện hơn có thể được sạc trong các bãi đỗ xe, từ đó cải thiện khả năng hoạt động của xe buýt. Ngoài ra, người ta cho rằng diện tích bãi đỗ xe cần thiết tương tự như hệ thống sạc DC cắm điện.Cần lấy điện trên mái nhà ở các nước đang phát triển.

Tuy nhiên, công nghệ sạc DC kiểu pantograph đắt hơn đáng kể so với bộ sạc DC cắm điện (cho dù được sử dụng trong gara hay tại các trạm sạc tạm thời). Tại các nước đang phát triển, chi phí cao này càng ảnh hưởng rõ rệt hơn, vì ngay cả việc sạc tạm thời tại các trạm dừng xe buýt và bến xe cũng thường sử dụng hệ thống cắm điện. Một nghiên cứu từ [năm] chỉ ra rằng

Mặc dù hệ thống cần lấy điện trên nóc xe khá phổ biến ở các nước phát triển, nhưng chúng vẫn chưa được sử dụng rộng rãi ở các nước đang phát triển. Điều này cũng cho thấy ngành công nghiệp xe buýt điện vẫn còn ở giai đoạn sơ khai tại các quốc gia này.

Các tính năng chính của cần gạt điện
Hệ thống xe buýt đô thị ưa chuộng cần lấy điện trên nóc xe vì một số lý do:
• Chúng cho phép kết nối nhanh chóng và tự động với hệ thống sạc.
• Chúng hỗ trợ truyền tải công suất cao, thường lên đến 600A, cho phép công suất sạc khoảng 450 kW.

Thời gian kết nối nhanh và công suất cao khiến chúng trở nên thiết yếu cho việc sạc pin trong thời gian chờ hoặc quá cảnh, nhưng cũng thường được sử dụng tại các kho bãi.

Các loại pantograph
Có hai loại pantograph chính: pantograph nâng lên và pantograph hạ xuống (còn được gọi là Pantograph đảo ngược, ban đầu được đặt tên là OppCharge).

• Nâng cần gạt điện lên:Cánh tay chuyển động được gắn trên nóc xe buýt và vươn lên phía mui xe để kết nối.
• Hạ cần lấy điện xuống:Trên nóc xe buýt có các thanh ray nối phẳng, và cần tiếp điện của bộ sạc được kéo dài xuống phía xe buýt.

Các bộ phận chuyển động và phân bố trọng lượng
• Hệ thống nâng cần tiếp điện: Bản thân xe buýt mang phần di động của cơ cấu sạc. Điều này có thể làm tăng chiều cao và tổng trọng lượng của xe, tuy nhiên phần chiều cao mái tăng thêm thường được sử dụng để chứa pin hoặc máy điều hòa không khí.
• Cần gạt điện hạ xuống: Bộ phận chuyển động là một phần của trạm sạc, được đặt trên một khung đỡ phía trên xe buýt. Thiết kế này giúp giảm trọng lượng của xe và giảm thiểu chiều cao của xe, mang lại tính khí động học tốt hơn và có khả năng giảm bớt áp lực lên cấu trúc xe buýt.

Độ tin cậy và bảo trì hệ thống
• Nâng cần lấy điện: Sự cố chỉ ảnh hưởng đến riêng chiếc xe buýt đó, và có thể thay thế bằng xe dự phòng. Sau đó, việc sửa chữa có thể được thực hiện tại xưởng sửa chữa an toàn, được trang bị đầy đủ và có hệ thống sưởi ấm. Số chu kỳ hoạt động của mỗi cần lấy điện trong thời gian dừng đỗ ít hơn, dẫn đến chi phí bảo trì tiềm năng thấp hơn.
• Cần tiếp điện bị hạ xuống: Sự cố tại trạm sạc có thể làm gián đoạn dịch vụ cho bất kỳ xe buýt nào sử dụng trạm đó, có khả năng ảnh hưởng đến toàn bộ tuyến đường. Việc sửa chữa cần được thực hiện tại hiện trường, trong mọi điều kiện thời tiết, trên một bệ nâng cao.

Chi phí và cơ sở hạ tầng
• Hệ thống nâng hạ bằng cần gạt điện: Thường liên quan đến cơ sở hạ tầng trên cao ít phức tạp hơn, có khả năng dẫn đến chi phí đầu tư ban đầu và bảo trì cơ sở hạ tầng thấp hơn. Xe buýt có cơ chế phức tạp hơn.
• Hệ thống cần lấy điện hạ xuống: Yêu cầu kết cấu khung đỡ chắc chắn và đắt tiền hơn để đỡ cơ cấu cần lấy điện nặng hơn. Các bộ phận được lắp đặt trên xe buýt trong hệ thống cần lấy điện hạ xuống thì rẻ hơn và đơn giản hơn.

Truyền thông
• Nâng cần gạt điện lên:Hệ thống sử dụng giao tiếp có dây đơn giản, giống hệt với các hệ thống sạc DC CSS dựa trên cáp hiện có. Mặc dù không tuân thủ các tiêu chuẩn, nhưng về mặt điện, hoàn toàn có thể tạo ra bộ chuyển đổi từ CCS2 sang bộ phận nâng hạ nắp ca-pô kiểu pantograph J3105. Động cơ truyền động pantograph nằm trên bus và được người vận hành điều khiển trực tiếp. Vì các thành phần logic và giao tiếp cũng được sử dụng cho CCS2, nên khối lượng sản xuất linh kiện lớn cho các loại xe khác sẽ dẫn đến chi phí thấp, linh kiện dễ kiếm và việc điều chỉnh dễ dàng hơn đối với các nhà sản xuất bộ sạc.

Hệ thống sạc điện trên cao: Sạc điện chính xác trên không
Hệ thống sạc bằng cần tiếp điện (pantograph) thường được sử dụng cho xe buýt điện và các hệ thống giao thông công cộng yêu cầu sạc điện đáng tin cậy và có thể lặp lại. Chúng sử dụng một cần tiếp điện (pantograph) được gắn vào xe buýt từ phía trên. Có hai loại hệ thống sạc bằng cần tiếp điện:

Cần lấy điện gắn trên mái xe:Phiên bản này được lắp đặt trên nóc xe buýt điện và kéo dài lên để kết nối với điểm sạc cố định.
Cần gạt điện kiểu ngược: Được lắp đặt tại trạm sạc, nó sẽ hạ xuống để kết nối với xe bên dưới.
Hệ thống pantograph phù hợp cho cả việc sạc điện tại kho theo yêu cầu và sạc điện định kỳ, mang lại sự linh hoạt cho các tuyến đường và yêu cầu vận hành khác nhau. Hệ thống sử dụng phương pháp sạc dẫn điện để tăng hiệu quả và giảm thời gian sạc, đồng thời có khả năng cung cấp công suất cao giúp rút ngắn thời gian quay vòng.