Daimler Bus представил электробус Mercedes-Benz eCitaro еще до Гамбурга

До конца года немецкие операторы начнут получать серийные электробусы Mercedes-Benz eCitaro

Автобусное подразделение концерна Daimler AG приступает к активной электрификации продуктовой линейки бренда Mercedes-Benz. Вчера эта ведущая немецкая компания виртуально представила свой самый популярный городской автобус серии Citaro второго поколения (начиная с 2011 года разошедшейся по миру в количестве уже свыше 50 000 ед., включая гибридную и газовую (NGT) версии) в аккумуляторной версии eCitaro. Таким образом, MB Citaro проэволюционировал от просто дизельного автобуса через гибрид с ДВС и газобаллонный автобус к чистому электробусу (E-CELL) на аккумуляторах и «нулевому» гибриду (F-CELL), сочетающему водородные топливные элементы (Fuell Cell) с аккумуляторами.



Новая конструкция
По утверждению разработчиков при разработке электробуса конструкция исходного дизельного автобуса была не просто доработана под установку электроагрегатов, а настолько кардинально пересмотрена, что можно говорить фактически о разработке новой модели лишь стилистически преемственной с базовым семейством Citaro. При этом дизайнеры дополнительно постарались облегчить визуальное восприятие большой городской машины.




Электроначинка 
Электропривод eCitaro включает два электромотора мощностью по 125 кВт и МКМ=485 Н•м каждый, встроенных в проверенный и оптимизированный портальный задний мост типа ZF AVE 130.



Данные двигатели позволяют одинаково динамично двигаться и при полной загрузке салона.



Блоки батарей с аккумуляторами модульной конструкции размещены как на крыше, так и в задней части кузова машины для улучшения развесовки по осям – ахиллесовой пяты всех современных электробусов. Всего на eCitaro возможно размещение до десяти аккумуляторных блоков, емкостью по 25 кВт⋅ч каждый, причем, базовая версия снаряженной массой 13,44 т (полная масса с 88 пассажирами – 19,5 т) предусматривает установку лишь четырех блоков в заднем свесе и двух на крыше, а в зависимости от потребностей заказчика можно дооснастить автобус еще двумя или четырьмя аккумуляторными блоками, размещаемыми на крыше (для этого грузоподъемность переднего моста увеличена до 8 т). Каждый аккумуляторный модуль состоит из 15 литий-ионных 37-амперных ячеек (каждая ячейка в свою очередь из 12 элементов) и блока управления зарядом и контролем разряда с передачей данных.

Максимальное количество аккумуляторов, естественно, увеличивает запас хода, а их уменьшение – снижает стоимость машины и ее вес, хотя и ограничивает пробег и увеличивает время на подзарядку от городской электросети.



Производитель в отличие от конкурентов, часто заявляющих цифры запаса хода для идеальных условий эксплуатации, говорит о «безусловном» запасе хода в 150 км (в 10-батарейном варианте) согласно самому жесткому стандартизованному городскому циклу езды, известному как SORT2, впрочем, тоже лишь летом. Впрочем, уже и такой запас хода позволяет взять на себя около трети потребностей операторов, т.е. уже способен заменить каждый третий дизельный автобус. При идеальных условиях пробег может достигнуть и 250 км.

Тепловой насос поможет в мороз
Однако, при температуре наружного воздуха –10°С расход энергии электробусом растет вдвое, соответственно, вдвое снижая пробег по сравнению с поездками не требующими обогрева. Поэтому важно использовать для обогрева салона собственную систему охлаждения силовой установки. Разработчики особо отмечают, что системами терморегуляции в батарейных блоках и в салоне ими специально доработана и позволяет расходовать для систем кондиционирования или климат-контроля и нагрева салона автобуса на 40% меньше энергии, чем требуется дизельным машинам, что также стало одним из технологических прорывов eCitaro.



Так для терморегуляции аккумуляторных батарей (от чего напрямую зависит их емкость) используется специальная система охлаждения на крыше, а при экстремальных температурах может подключаться салонный климат-контроль, построенный по принципу теплового насоса, что и обеспечивает столь высокую экономичность системы. Мощность систем кондиционирования и отопления меняется в зависимости от количества пассажиров в салоне при посредстве датчиков нагрузки на оси. Учтена также сезонность, что позволяет менее глубоко охлаждать или обогревать салон, причем, учитывается даже тепло выделяемое самими пассажирами, так что приполностью занятом салоне отопление даже может быть отключено. Тем не менее, при морозе ниже 10 градусов предусмотрена также возможность использования дополнительного автономного отопителя на жидком топливе. В качестве штатного хладагента, кстати, используется CO2, т.е. та самая двуокись углерода с которой теперь идет непримиримая борьба. Еще одним фактором экономии станет функция охлаждения или, наоборот, обогрева салона еще во время подзарядки батарей от зарядной станции.

Позарядка – от штепселя до пантографа
Технология зарядки eCitaro также позволяет приспосабливаться к индивидуальным пожеланиям и требованиям транспортных операторов. В начале серийного производства на eCitaro будет предусмотрена зарядка с гнездом для штепселя типа Combo-2, размещенного над передней колесной аркой на правой стороне электробуса в соответствии с положениями Немецкой ассоциации операторов общественного транспорта (VDV). Это обеспечит самый простой, быстрый и в то же время более дешевый вариант электропитания.



Если для увеличения пробега потребуется быстрая подзарядка, то в будущем также будет предусмотрена возможность подзаряжать eCitaro через пантограф. Этот вариант будет внедряться постепенно и поэтапно, но уже после начала серийного производства электробуса. Возможны два варианта: 1-й – встроенный пантограф на крыше; 2-й – контактные поручни на крыше, которые позволяют заряжаться через стационарный пантограф зарядной станции. В обоих случаях место установки зарядных устройств будет располагаться у передней оси.
Такая интеллектуальная модульная концепция технологии экономичной стационарной или скоростной зарядки аккумуляторов означает, что Mercedes-Benz может предложить транспортным операторам возможность выбрать версию eCitaro конкретно под индивидуальные требования компании или даже под отдельные маршруты.
Кроме того, на eCitaro предусмотрена рекуперативное торможение. В этом случае оба электродвигателя в ступицах ведущих колес действуют как генераторы, преобразуя кинетическую энергию транспортного средства в электричество.

По салону – чистый дизель
Компоновка салона eCitaro сохранена идентичной исходной дизельной модели и пассажиры не заметят разницы, при этом заказчики могут оперировать полным набором вариантов отделки сидений, напольного покрытия и размещения поручней и прочих устройств. Предусмотрены как две, так и три боковых двери.



Водительское место на электробусе также мало отличается от дизельной машины, что и пассажирский салон, так что водителю придется привыкать не дольше, чем пассажирам. Например, направление движения выбирается кнопками D, N и R.



Изменены только шкалы в комбинации приборов – вместо тахометра введен динамометр (измеритель мощности), который показывает процент используемой мощности при разгоне и торможении. Водитель также получает информацию о состоянии и заряде батарей, запасе хода и индикатору зарядки на дисплее. Предусмотрена система обучения энергосберегающему вождению с системой управления ускорением, обеспечивающей одинаковое разгонное ускорение при любой заполняемости салона автобуса, что также повышает комфорт для пассажиров, позволяя при этом экономить энергию.



При помощи многоступенчатого рычага электрического тормоза-замедлителя (естественно рекуперативного) водитель может установить любое желаемое замедление, например, такое же как на дизельном автобусе, причем, замедлитель начинает работать сразу же при снятии ноги с педали акселератора.



Естественно, что климат-контроль для водителя индивидуален и обеспечивает наиболее комфортную температуру независимо от температуры в пассажирском салоне.

Испытания электробуса прошли по полной программе
Интересно, что новый электробус выходит в эксплуатацию уже будучи достаточно зрелой доведенной моделью, так как началу его серийного производства (кстати на общей сборочной линии на заводе в Мангейме, где собираются и обычные дизельные Citaro) предшествовала двухлетняя эксплуатация около десятка опытных аккумуляторных Citaro E-CELL (c батареями емкостью 180 кВт•ч).



Задний ведущий электромост и электрогидравлический усилитель руля уже достаточно давно находятся в производстве и технологически отработаны, а усиленная крыша со сверхпрочными элементами опор под аккумуляторные батареи прошла испытание на газобаллонной версии Citaro NGT. Электробус eCitaro прошел тот же цикл эксплуатационных испытаний, что и обычные автобусы с трехлучевой звездой, так что Mercedes-Benz в полной мере обоснованно распространяет и на него знаменитую надежность своего бренда. Электробус испытывали при температурах ниже –15°С за Полярным кругом и при температуре свыше +30°С в летней Испании. Зимние испытания, например, включали также тесты на управляемость на скользкой дороге и эффективность в таких условиях системы рекуперации. Летние испытания проходили как в условиях сложного городского трафика, так и на горных дорогах в Сьерра-Неваде. Предусматривались испытания и на плохих дорогах, а также ресурсный тест.



Уделялось внимание и безопасности, например, eCitaro прошел краш-тест с наездом легкового автомобиля сзади, причем, именно на сторону, где размещены аккумуляторы. Были оценены и варианты совместимости с подзарядными устройствами, что привело к появлению оптимально взаимодействия электробуса и инфраструктуры. Так на eCitaro в соответствии со стандартом ISO 15118 обеспечивается связь зарядной станции с блоком управления электробуса.

Серийное производство с конца года
Массовый выпуск электробуса компания Daimler планирует начать к концу года, первые поставки клиентам также начнутся еще до конца года. Кстати, новый eCitaro будет принадлежать уже к поколению «подключенных транспортных средств» – он встроен в систему eMobility автобусов Daimler. Данная система eMobility поддерживает операторов транспорта от тщательных консалтинговых услуг и помощи интеллектуальной системы управления платежами для обучения сотрудников и предоставления конкретных услуг.



Из первых клиентов уже образовалась очередь. Так, первой серийные электробусы Mercedes-Benz получит немецкая транспортная компания Rhein-Neckar-Verkehr GmbH, обслуживающая столичный регион Рейн-Неккар. Партию из 20 машин поставят в Гамбург компании Hamburger Hochbahn AG (две до конца этого года) и еще 15 машин заказала компания Berliner Verkehrsbetriebe (BVG).



Daimler предполагает, что электробусы eCitaro cмогут вытеснить обычные автобусы уже в ближайшие годы, по крайней мере, в городах и населенных пунктах.

Перспектива – от лития к водороду
Вместе с этим компания рассказала, что ведет разработку нового поколения литиево-никиль-магранец-кобальтооксидных элементов (NMC). Предполагается, что такие батареи NMC 2.0 будут отличаться более высокой плотностью энергии – 33 кВт•ч в отдельной аккумуляторной батарее и до 330 кВт•ч в батарейном модуле и продолжительным сроком службы. При сохранении тех же габаритов и электроразъемов новые аккумуляторные батареи NMC 2.0 позволят нарастить запас энергии eCitaro до покрытия 50% потребностей перевозчиков и даст возможность выпустить сочлененный автобус eCitaro G с достаточным запасом хода.



В параллельной разработе находятся также твердотельные литий-полимерные аккумуляторы с особо долгим сроком службы и высокой плотностью энергии. При номинальной емкости аккумулятора около 400 кВт•ч на автобусе-соло или даже на сочлененном eCitaro станет возможно удовлетворять примерно 70% всех перевозок без необходимости подзарядки. Однако такие АКБ отличаются иной формой с большим объемом (при равной массе), не взаимозаменяемы с батареями NMC и не могут воспринимать быструю зарядку. Соответственно сферы применения eCitaro с NMC и с твердотельными аккумуляторами будут отличаться – выпускать их будут параллельно. Следующим же шагом станет выпуск eCitaro на водородных топливных элементах (Fuel Cell), что позволит, вообще снять все вопросы по запасу хода и, соответственно, перекроет 100% потребностей транспортных операторов.

Государственное финансирование поддерживает развитие
Развитие коммерческой транспортной системы городских электробусов осуществляется через проект «SAEBEL», финансируемый Федеральным министерством транспорта и цифровой инфраструктуры Германии в рамках политики финансирования электромобилей в общей сложности на сумму €1,85 млн. Осуществление политики финансирования координируется «Национальной организацией по водородным технологиям и топливным элементам» (NOW). Результаты мероприятий по финансированию BMVI в контексте местного общественного транспорта объединены в рамках исследования поддержки программ как часть рабочей группы «Инновационные силовые установки для автобусов». Для ускорения развития рынка под водородную версию eCitaro на топливных элементах в качестве средства увеличения запаса хода Daimler Buses нацелена на финансирование в рамках немецкой «Национальной инновационной программы – технологии водорода и топливных элементов» (NIP).