Miasta na całym świecie coraz częściej inwestują w autobusy zeroemisyjne, a prym w tej dziedzinie wiedzie Europa. Do 2035 roku, 54 europejskie miasta planują posiadać flotę autobusów bezemisyjnych. Dane Chatrou CME Solutions wskazują, że w ubiegłym roku co trzeci nowy pojazd kupiony z myślą o komunikacji miejskiej w Unii Europejskiej był elektryczny. W Polsce popularność e-busów jest jeszcze większa.
W 2023 roku na świecie sprzedano niemal 50 tysięcy elektrycznych autobusów. E-busy stanowiły ponad jedną piątą wszystkich zakupionych autobusów, w tym m.in. w Kanadzie, Finlandii i Holandii. W Polsce e-busy są najczęściej wybieraną kategorią pojazdów zeroemisyjnych do transportu publicznego. Według firmy doradczej Chatrou CME Solutions, w 2023 roku stanowiły one aż 40 proc. wszystkich nowo zakupionych pojazdów dedykowanych komunikacji zbiorowej przez polskie miasta.
E-busy dojadą dalej i ciszej
Autobósów przybywa, ale nadal za wolno. 50 tys. sztuk to zaledwie 3 proc. globalnego rynku1. Dzięki odgórnym strategiom i dopłatom trend ma być pozytywny, ale problemem w wielu przypadkach pozostaje infrastruktura energetyczna oraz zasięg samych pojazdów, szczególnie zimą. Z drugiej strony dostawcy napędów do autobusów elektrycznych cały czas starają się poprawiać parametry swoich urządzeń.
Niedawno firma ABB opracowała układ napędowy, składający się z silnika i przekształtnika (inwertera), który jest lżejszy i wydajniejszy nawet o kilkanaście procent od rozwiązań starszej generacji. Przekształtnik HES580, zamknięty w niewielkich rozmiarów obudowie, to pierwsze tego typu urządzenie dla autobusów elektrycznych, które korzysta z topologii trójpoziomowej.
W przeciwieństwie do inwerterów, które przełączają między dwoma poziomami napięcia prądu stałego (DC+ oraz DC-), HES580 operuje również na trzecim poziomie napięcia – tzw. neutralnym. To dodatkowe poziomowanie zmniejsza krok napięcia podczas każdej operacji przełączania o połowę, co skutkuje zmniejszeniem pulsacji prądu, a więc i mniejszymi stratami harmonicznymi. W dużym uproszczeniu to tak jakby w skrzyni biegów między drugim a trzecim biegiem byłby jeszcze jeden bieg pośredni. Ma to na celu ograniczenie przeciążeń silnika. Dzięki temu urządzenie działa sprawniej w różnych warunkach środowiskowych, również zimą.
– Ten układ napędowy został opracowany głównie z myślą o autobusach elektrycznych, ale sprawdzi się równie dobrze w dużych, przemysłowych pojazdach elektrycznych, stosowanych w kopalniach lub na placach budów, jak ładowarki, koparki czy wozidła technologiczne. To uniwersalne, kompaktowe rozwiązanie – mówi Maciej Duczyński z biznesu Systemów Napędowych ABB w Polsce.
Mniejsza utrata energii, dłuższa żywotność
Nowy przekształtnik współpracuje z silnikiem synchronicznym AMXE250. ABB szacuje, że dzięki topologii trójpoziomowej przekształtnika, w optymalnych warunkach silnik może zmniejszyć straty nawet o 12 proc. Jednocześnie ograniczając wpływ harmonicznych na uzwojenie silnika, wydłuża się jego żywotność. Układ jest lekki, łatwo go zainstalować (przy czym oba urządzenia nie muszą być blisko siebie) i działa stosunkowo cicho, co ma niebagatelne znaczenie w przypadku miejskiego autobusu.
Obecnie w ABB w Aleksandrowie Łódzkim budowany jest zespół inżynierów, który odpowiada za rozwój tego typu produktów. – Zapotrzebowanie na wydajne układy napędowe dla dużych pojazdów elektrycznych, będzie rosło. Mamy odpowiednie kompetencje, aby dostarczać przyszłościowe rozwiązania, które pomogą w elektryfikacji transportu, nie tylko w sieciach miejskich – dodaje Maciej Duczyński.
1 https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2024/trends-in-heavy-electric-vehicles