適用於電動公車場站的 600A 倒置式受電弓充電解決方案

適用於電動公車場站的 600A 倒置式受電弓充電解決方案

受電弓通常用於電動公車的臨時充電。隨著充電技術的不斷發展，新一代受電弓應運而生，以滿足車輛段快速充電的需求。

本文首先探討了電動公車充電的受電弓，然後介紹了其在機會性充電的應用。最後，我們提出了將受電弓用作車輛段內電動公車快速充電樁的可能性。

受電弓（或稱為受電弓）是一種剪刀狀的裝置，用於將公車車頂與受電弓充電站的固定桿連接起來。電動公車的受電弓系統源自輕軌或電車。當電動公車到達受電弓充電站時，受電弓會自動伸出。接觸後，電動公車的電池即可開始充電。

受電弓是高容量充電裝置，功率通常在 150 千瓦到 550/650 千瓦之間。它們通常用作臨時連接，將電動公車連接到沿線指定的充電站，以補充其電力。這被稱為機會性充電。

受電弓配置

受電弓充電配置有兩種：受電弓可以從公車車頂升起（受電弓升起式），也可以從充電站向下延伸與公車連接（受電弓下降式）。

受電弓下降系統
在受電弓下降系統中，倒置的受電弓從充電站頂部下降，連接到公車車頂的軌道，從而連接到電池。

受電弓透過無線方式接收來自公車的呼叫，連接並啟動充電過程。

受電弓上升系統
在受電弓升降式充電系統中，受電弓安裝在電動公車的車頂上。當公車到達充電站時，受電弓從車頂升起，並與充電站的連接器進行電氣連接。

兩種系統中，受電弓上升系統在技術上更容易實現。這種受電弓由駕駛員在駕駛室內控制，而受電弓下降系統則需要Wi-Fi基礎設施來觸發連接。

對於電動公車而言，現場充電可能不足以滿足線路的營運需求，尤其是在長途營運的情況下。此時，電動公車需要充電或快速充電。線路上安裝的受電弓可以延長公車的續航里程。因此，除了在夜間於車庫為電動公車充電外，受電弓及其高壓充電器還可以提供快速充電，使電動公車能夠在白天運行更長的線路。受電弓通常位於公車站、終點站或沿線的主要站點。

受電弓充電功率
受電弓的充電功率範圍為 150 千瓦至 600 千瓦。電動公車充滿電可能需要 5 至 20 分鐘。快速充電（不一定充滿）可能需要 5 至 7 分鐘。充電可在公車站停靠期間進行。乘客可在充電期間正常上下車。

受電弓作為快速充電設備
在一些已開發國家，除了終點站外，沿途的重要站點也安裝了受電弓。電動公車在這些站點乘客上下車時即可快速充電。據報道，日內瓦一座600千瓦的「閃充」受電弓站能夠在15-20秒內快速充滿電池。

慢速和快速充電站
充電站的充電技術不斷發展。最初，充電站使用插電式交流充電器，為電動巴士充滿電需要 6-8 小時。這種「慢充」方式並不理想：

對於擁有大量電動巴士的公司而言，充電需求很高。

· 適用於夜間可用充電視窗遠短於交流電充電器充電時間的情況。

· 交流充電器要求電動巴士配備車用轉換器。車載轉換器的容量有限，因此通常體積較小，導致充電時間較長。

對於正在從「慢速」交流充電器過渡到快速充電器的充電站而言，自然而然傾向於採用插電式直流快速充電器。直流充電轉換器位於充電設備上，而非電動公車上。因此，外置轉換器可以擁有更大的轉換容量。這不僅可以提高充電速度，還可以縮短充電時間。

通常情況下，使用功率不超過 100kW 的直流快速充電器為公車充電大約需要 4 個小時，具體時間取決於電池容量。

 

電動公車可以配備快速受電弓充電系統，以便在沿途站點和車庫進行電池充電，從而提高營運效率和周轉速度。

受電弓系統有兩種安裝方法：受電弓可以安裝在公車的車頂上，也可以直接安裝在充電樁上（倒置受電弓）。

現有基礎設施通常決定了受電弓類型的選擇。如果城市已經擁有架空式受電弓充電站，操作員通常會選擇倒置式方案，即僅在車輛上安裝充電軌道。

受電弓式充電站是一種路邊充電設施，其特點是設有架空框架。當公車到達時，架空裝置上的接觸點下降並與公車前頂的軌道連接，從而實現高功率直流快速充電。

iEngineering Group 為電動巴士提供增程直流充電解決方案。我們的 iPower 系列將充電站主機和受電弓整合到一個緊湊且高效的解決方案中。

該系統支援三個功能模組：連接器充電、受電弓充電和電網回饋（直流轉交流）。它非常適合電力線路起點和終點的快速充電站，最大功率可客製化至400kW。

• 受電弓放下：由於受電弓執行器馬達位於充電器側而非公車側，因此公車需要向充電器發出下降指令，這增加了幾個步驟。公車先與充電器建立Wi-Fi連線（最好是加密連線），然後向充電器發出下降受電弓的訊號。由於附近可能有多個充電器，充電器需要確認下方的公車是發出受電弓請求的公車（而不是相鄰的公車），並且自身位置正確。充電器透過安裝在公車上的RFID定位系統來實現這一點。一旦充電器確認了公車的位置和身份，即可下降受電弓。這些額外的Wi-Fi和RFID通訊組件以及相關的控制器大大增加了系統的複雜性。與受電弓升起相比，充電器側的受電弓控制器是一個額外的組件。由於它僅用於公車，因此仍將是小批量生產的專業產品。這將導致能夠支援受電弓放下功能的充電器製造商數量減少，並且電子元件的成本和複雜性也會更高。