适用于电动公交车场站的 600A 倒置式受电弓充电解决方案

适用于电动公交车场站的 600A 倒置式受电弓充电解决方案

受电弓通常用于电动公交车的临时充电。随着充电技术的不断发展，新一代受电弓应运而生，以满足车辆段快速充电的需求。

本文首先探讨了用于电动公交车充电的受电弓，然后介绍了其在机会性充电中的应用。最后，我们提出了将受电弓用作车辆段内电动公交车快速充电桩的可能性。

受电弓（或称受电弓）是一种剪刀状的装置，用于将公交车车顶与受电弓充电站的固定杆连接起来。电动公交车的受电弓系统源自轻轨或有轨电车。当电动公交车到达受电弓充电站时，受电弓会自动伸出。接触后，电动公交车的电池即可开始充电。

受电弓是高容量充电装置，功率通常在 150 千瓦到 550/650 千瓦之间。它们通常用作临时连接，将电动公交车连接到沿线指定的充电站，以补充其电量。这被称为机会性充电。

受电弓配置

受电弓充电配置有两种：受电弓可以从公交车顶升起（受电弓升起式），也可以从充电站向下延伸与公交车连接（受电弓下降式）。

受电弓下降系统
在受电弓下降系统中，倒置的受电弓从充电站顶部下降，连接到公交车车顶的轨道，从而连接到电池。

受电弓通过无线方式接收来自公交车的呼叫，连接并启动充电过程。

受电弓上升系统
在受电弓升降式充电系统中，受电弓安装在电动公交车的车顶上。当公交车到达充电站时，受电弓从车顶升起，与充电站的连接器进行电气连接。

两种系统中，受电弓上升系统在技术上更容易实现。这种受电弓由驾驶员在驾驶室内控制，而受电弓下降系统则需要Wi-Fi基础设施来触发连接。

对于电动公交车而言，现场充电可能不足以满足线路的运营需求，尤其是在长途运营的情况下。此时，电动公交车需要进行充电或快速充电。线路上安装的受电弓可以延长公交车的续航里程。因此，除了在夜间于车库为电动公交车充电外，受电弓及其高压充电器还可以提供快速充电，使电动公交车能够在白天运行更长的线路。受电弓通常位于公交车站、终点站或沿线的主要站点。

受电弓充电功率
受电弓的充电功率范围为 150 千瓦至 600 千瓦。电动公交车充满电可能需要 5 至 20 分钟。快速充电（不一定充满）可能需要 5 至 7 分钟。充电可在公交车站停靠期间进行。乘客可在充电期间正常上下车。

受电弓作为快速充电设备
在一些发达国家，除了终点站外，沿途的重要站点也安装了受电弓。电动公交车在这些站点乘客上下车时即可快速充电。据报道，日内瓦一座600千瓦的“闪充”受电弓站能够在15-20秒内快速充满电池。

慢速和快速充电站
充电站的充电技术在不断发展。最初，充电站使用插电式交流充电器，给电动巴士充满电需要 6-8 小时。这种“慢充”方式并不理想：

对于拥有大量电动巴士的公司而言，充电需求很高。

· 适用于夜间可用充电窗口远短于交流充电器充电时间的情况。

· 交流充电器要求电动巴士配备车载转换器。车载转换器的容量有限，因此通常体积较小，导致充电时间较长。

对于正在从“慢速”交流充电器过渡到快速充电器的充电站而言，自然而然会倾向于采用插电式直流快速充电器。直流充电转换器位于充电设备上，而非电动公交车上。因此，外置转换器可以拥有更大的转换容量。这不仅可以提高充电速度，还可以缩短充电时间。

通常情况下，使用功率不超过 100kW 的直流快速充电器给公交车充电大约需要 4 个小时，具体时间取决于电池容量。

 

电动公交车可以配备快速受电弓充电系统，以便在沿途站点和车库进行电池充电，从而提高运营效率和周转速度。

受电弓系统有两种安装方法：受电弓可以安装在公交车的车顶上，也可以直接安装在充电桩上（倒置受电弓）。

现有基础设施通常决定了受电弓类型的选择。如果城市已经拥有架空式受电弓充电站，运营商通常会选择倒置式方案，即仅在车辆上安装充电轨道。

受电弓式充电站是一种路边充电设施，其特点是设有架空框架。当公交车到达时，架空装置上的接触点下降并与公交车前顶的轨道连接，从而实现高功率直流快速充电。

iEngineering Group 为电动巴士提供增程直流充电解决方案。我们的 iPower 系列将充电站主机和受电弓集成到一个紧凑高效的解决方案中。

该系统支持三个功能模块：连接器充电、受电弓充电和电网反馈（直流转交流）。它非常适用于电力线路起点和终点的快速充电站，最大功率可定制至400kW。

• 受电弓放下：由于受电弓执行器电机位于充电器侧而非公交车侧，因此公交车需要向充电器发出下降指令，这增加了几个步骤。公交车首先与充电器建立Wi-Fi连接（最好是加密连接），然后向充电器发出下降受电弓的信号。由于附近可能有多个充电器，充电器需要确认下方的公交车是发出受电弓请求的公交车（而不是相邻的公交车），并且自身位置正确。充电器通过安装在公交车上的RFID定位系统来实现这一点。一旦充电器确认了公交车的位置和身份，即可下降受电弓。这些额外的Wi-Fi和RFID通信组件以及相关的控制器大大增加了系统的复杂性。与受电弓升起相比，充电器侧的受电弓控制器是一个额外的组件。由于它仅用于公交车，因此仍将是一种小批量生产的专业产品。这将导致能够支持受电弓放下功能的充电器制造商数量减少，并且电子元件的成本和复杂性也会更高。