Kdo nabízí plně elektrický pohon pro autobusy a nákladní automobily

Přechod komerčního vozového parku ze spalovacích motorů na bezemisní pohon je složitý technický úkol. Při kladení otázky Kdo nabízí plně elektrický pohon pro autobusy a nákladní automobily?, odpověď spočívá ve firmách, které nabízejí vertikálně integrovaný přístup k integrace hnacího ústrojí. Uvědomujeme si, že v případě vysokých pracovních cyklů nestačí pouhá výměna motoru; potřebujete kompletní systémovou architekturu navrženou s ohledem na dlouhou životnost a tepelnou účinnost.

V rámci přechodu k udržitelnému dopravnímu systému je zřejmé, že nejvýkonnější řešení vycházejí z zkušeností z oblasti vrcholového motoristického sportu. Moderní elektrický pohon vyžaduje součinnost mezi baterií, měničem a motorem. Na Equipmake, tyto komponenty jsme navrhli tak, aby fungovaly v naprosté harmonii, čímž zajišťujeme, že váš přechod na elektrický pohon bude plynulý a z technického hlediska lepší než u starších systémů.

Klíčové poznatky

• Vertikální integrace: Nejúčinnější pohonnou soustavou je taková, u níž jsou motor, měnič a software navrženy tak, aby fungovaly společně jako jeden celek.
• Hustota výkonu je důležitá: Vysoce výkonné motory, jako je například řada APM, nabízejí ve srovnání se standardními průmyslovými modely vynikající poměr výkonu k hmotnosti.
• Technologie karbidu křemíku: Moderní střídače využívající karbid křemíku (SiC) nabízejí vyšší účinnost a lepší řízení tepla než tradiční křemíkové součástky.
• Proveditelnost modernizace pohonných jednotek: Stávající vozové parky dieselových autobusů lze díky profesionální integraci hnacího ústrojí přeměnit na vozidla s nulovými emisemi, čímž se prodlouží životnost vozidel.
• Dědictví motoristického sportu: Pokročilé konfigurace chlazení a magnetů, které vycházejí ze závodního prostředí, se přímo promítají do spolehlivosti a výkonu komerčních zařízení.
• Provozní efektivita: Plně elektrické systémy výrazně snižují náklady na údržbu tím, že eliminují mechanické součásti s vysokým opotřebením, které se vyskytují ve spalovacích motorech.

Definice plně elektrického pohonu

Plně elektrický pohon pro těžká vozidla představuje integrovaný systém, který nahrazuje dieselový motor, převodovku a palivový systém elektromotorem, měničem a vysokokapacitním akumulátorovým modulem. Na rozdíl od hybridních systémů se tyto pohony při pohonu spoléhají výhradně na uloženou elektrickou energii. Účinnost tohoto systému je dána systémy pohonu ev‘schopnost řídit tok energie bez nadměrných tepelných ztrát.“.

Pro ty, kdo se ptají Kdo nabízí plně elektrický pohon pro autobusy a nákladní automobily?, v následující tabulce jsou uvedeny klíčové komponenty potřebné pro řešení komerční úrovně:

Komponenta	Hlavní funkce	Klíčový technický ukazatel
Elektrický motor	Přeměna elektrické energie na mechanický točivý moment	Hustota výkonu (kW/kg)
SiC měnič	Převod stejnosměrného proudu na střídavý a řízení motoru	Spínací frekvence a účinnost (%)
Správa baterií	Ukládání energie a termoregulace	Energetická hustota (Wh/kg)
Řízení teploty	Udržování optimálních provozních teplot	Kapacita odvodu tepla

Architektura vysoce výkonných hnacích ústrojí

Aby bylo možné dosáhnout výkonnostních parametrů požadovaných u 12tunového nákladního vozidla nebo dvoupatrového autobusu, musí být pohonný systém navržen pro extrémní provozní cykly. Standardní průmyslové motory často nedisponují potřebnou elektromotory s vysokým výkonem‘Vlastnosti, které jsou vhodné pro neustálé rozjíždění a zastavování v městské hromadné dopravě. Zaměřujeme se na konstrukce s radiálním a axiálním tokem, které maximalizují hustotu magnetického toku a zároveň minimalizují hmotnost.“.

Účinnost motoru je pouze jednou ze složek rovnice. Ta měnič funguje jako mozek systému a určuje, jak přesně motor reaguje na pokyny řidiče. Díky technologii karbidu křemíku jsme posunuli hranice účinnosti, což umožňuje použití menších chladicích systémů a delší dojezd na jedno nabití. To je klíčový faktor pro správce vozových parků, kteří musí najít rovnováhu mezi užitečným zatížením a hmotností baterie.

Pokročilá topologie motorů

Při hodnocení dodavatelů je třeba brát v úvahu konkrétní topologii motorů, kterou používají. Tradiční motory s radiálním tokem slouží v tomto odvětví již desítky let, ale nové pokroky v oblasti axiální proudový motor vs. radiální proudový motor Srovnání ukazují, že axiální tokový motor může přinést značnou úsporu místa. Pro většinu aplikací v těžkých autobusech a nákladních vozech však vysoce optimalizovaný radiální tokový motor s vnitřními permanentními magnety (IPM) poskytuje nejlepší rovnováhu mezi točivým momentem a spolehlivostí.

• Vysoký výstupní točivý moment: Nezbytné pro rozjezd na strmých svazích s plným nákladem.
• Tepelná stabilita: Pokročilé chladicí okruhy s vodoglykolovou směsí, které zabraňují snížení výkonu při špičkovém odběru.
• Životnost: Ložiska a těsnění navržená pro životnost přesahující 15 let v komerčním prostředí.
• Kompaktní rozměry: To umožňuje zvětšit prostor pro baterii nebo zvýšit objem pro cestující či náklad.

Kdo tyto systémy dodává na celosvětové úrovni?

Trh s elektrickými pohony je rozdělen mezi tradiční výrobce originálního vybavení (OEM), kteří vyvíjejí vlastní systémy, a specializované inženýrské firmy, které poskytují řešení na míru. Equipmake zaujímá přední místo ve své specializované kategorii a nabízí úroveň technické flexibility, kterou větší společnosti často jen těžko dokážou vyrovnat. Poskytujeme řešení na klíč, která zahrnují vše od počátečního návrhu v CAD až po finální kalibraci softwaru ve vozidle.

Naše činnost ve Velké Británii i na mezinárodní úrovni ukázala, že modernizace pohonných systémů představuje schůdnou strategickou alternativu k nákupu nových vozidel. Pokud vezmete dieselový autobus v polovině životnosti a vyměníte jeho hnací ústrojí, můžete dosáhnout nulových emisí za zlomek ceny nového elektrického autobusu. Tento proces vyžaduje hluboké porozumění měniče pro motory a jak se propojují se stávající telemetrií vozidla.

Úloha integračních partnerů

Úspěšná elektrifikace nespočívá pouze v namontování motoru na nápravu. Zahrnuje integraci vysokonapěťového vedení, nízkonapěťových řídicích systémů a složitých obvodů pro řízení teploty. Specializovaný dodavatel by měl nabízet:

1. Návrh hnacího ústrojí na míru: Přizpůsobení křivky točivého momentu motoru konkrétním požadavkům trasy vozidla.
2. Kalibrace softwaru: Zajištění toho, aby byl pocit při rekuperačním brzdění pro řidiče přirozený a bezpečný.
3. Podpora certifikace: Orientace v regulačních požadavcích na vysokonapěťová užitková vozidla.
4. Podpora po celou dobu životního cyklu: Poskytování telemetrie a diagnostiky pro sledování stavu vozového parku v reálném čase.

Elektrické autobusy: Městská hranice elektrifikace

Autobusy jsou díky svým předvídatelným trasám a možnostem centralizovaného dobíjení pravděpodobně nejvhodnějšími kandidáty pro plně elektrický pohon. Právě tyto přednosti činí plně elektrické městské autobusy obzvláště praktické pro města, přičemž modely jako například Mercedes-Benz eCitaro se vyrábějí již od roku 2018. Uvádí se také, že pokrývají přibližně jednu třetinu linek veřejné dopravy, přičemž některé verze mají dojezd až 500 kilometrů bez dobíjení. Když se podíváme na požadavky kladené na provozovatele veřejné dopravy, pozornost se soustředí především na doba provozu a celkové náklady na vlastnictví (TCO). Elektrické pohony snižují počet pohyblivých součástí téměř o 90% ve srovnání s dieselovým motorem, což vede k výrazně delším intervalům údržby.

Přechod na autobusy často urychlují místní zóny čistého ovzduší. Problémem však zůstává hmotnost vozidla. Těžké bateriové sady mohou omezit počet cestujících. Proto Equipmake zdůrazňuje lehký elektromotor konstrukce; každý kilogram, který se ušetří na motoru a měniči, je kilogram, který lze přidat k počtu cestujících. Společnost Baumüller nabízí také řešení elektrických pohonů pro plně elektrické městské autobusy.

Případová studie: Výzva s dvoupatrovým autobusem

Elektrifikace dvoupatrového autobusu přináší jedinečné výzvy z hlediska prostorového uspořádání. Společnost Baumüller také elektrifikovala městské autobusy v Číně pomocí dvou pohonů o výkonu 140 kW. Pohonné ústrojí se musí vejít do stejného prostoru jako původní motorový prostor a zároveň poskytovat dostatečný točivý moment k pohonu vozidla o hmotnosti 18 000 kg. Naše motory APM jsou speciálně navrženy tak, aby splňovaly tyto prostorové omezení, aniž by došlo ke snížení hrubého výkonu potřebného pro jízdu v městském terénu se stoupáním. Díky použití vysokootáčkových motorů v kombinaci s účinným redukčním převodem poskytujeme kompaktní řešení, které zajišťuje obrovský točivý moment na kolech. Model AutoTram® Extra Grand dokazuje, že plně elektrické platformy mohou přepravit více než 250 cestujících.

Nákladní vozidla: Těžká nákladní vozidla a řešení pro „poslední míli“

Pro odvětví nákladní dopravy je otázkou, zda Kdo nabízí plně elektrický pohon pro autobusy a nákladní automobily? je často spojeno s dojezdem a dobíjecí infrastrukturou. Velká nákladní vozidla vyžadují obrovský energetický průtok, což představuje značnou zátěž pro technologie motoru a s ním spojený chladicí systém. Ve srovnání s mnoha osvědčenými dieselovými vozidly nyní moderní elektrické nákladní vozy zvládají i náročnou nákladní dopravu; model eActros 600 například nabízí kapacitu baterie přes 600 kWh a dojezd 500 kilometrů bez dobíjení. Freightliner eCascadia se již používá na trasách dlouhých 80 až 350 kilometrů. Zaměřujeme se na poskytování vysokých hodnot trvalého výkonu, nikoli pouze na špičkové hodnoty, které vypadají dobře v technických specifikacích, ale po pěti minutách stoupání po dálničním svahu rychle slábnou.

Dodávkové vozy pro rozvoz na poslední míli a středně těžké nákladní vozy těží z elektrifikace ještě více. Vhodně zvolený elektrický nákladní vůz může snížit provozní náklady až o 65 procent. Neustálý volnoběh dieselových motorů v dopravní zácpě je významným zdrojem plýtvání palivem i místních znečišťujících látek, zatímco elektrické nákladní vozy nevypouštějí žádné jemné částice a jezdí téměř bezhlučně. Díky integrovanému elektrickému pohonu mohou tato vozidla jezdit tiše, což umožňuje noční rozvozy v městských oblastech citlivých na hluk, aniž by rušila obyvatele.

Technické požadavky na těžká nákladní vozidla

• Regenerativní brzdění: Nezbytné pro regulaci rychlosti při sjezdech a zároveň pro dobíjení baterie.
• Modulární bateriové sady: Provozovatelům se tak umožňuje zvolit dosah, který odpovídá jejich konkrétním trasám.
• Robustní střídače: Je schopen zvládnout vysoký odběr proudu při prudkém zrychlení, aniž by došlo k tepelnému přetížení.
• Integrované elektrické nápravy: Sloučení motoru, převodovky a diferenciálu do jednoho celku za účelem snížení hmotnosti a zvýšení účinnosti.

Špičková technika: Výhody karbidu křemíku

Jedním z nejvýznamnějších pokroků v oblasti moderních elektrických pohonných systémů je přechod k Karbid křemíku (SiC) měniče. Tradiční IGBT měniče na bázi křemíku narážejí na své limity, pokud jde o rychlost spínání a tepelnou účinnost. SiC umožňuje vyšší spínací frekvence, což zase vede k účinnější přeměně stejnosměrného proudu z baterie na střídavý proud pro motor.

Pro vás, provozovatele vozového parku, to znamená menší ztráty energie ve formě tepla. Méně tepla znamená menší a lehčí chladicí systém a více energie přenášené na kola. Na Equipmake, naše vlastní SiC měniče představují základní kámen naší technické nabídky. Umožňují nám dosáhnout maximálního možného výkonu našich motorů APM, díky čemuž vaše vozidla dokážou udržovat vysoké rychlosti a s lehkostí zvládat těžká břemena.

Ukazatele účinnosti v reálných cyklech

Zvažte rozdíl v účinnosti v celém rozsahu otáček. Elektromotory jsou ze své podstaty účinné, avšak při velmi vysokých nebo velmi nízkých otáčkách jejich účinnost klesá, pokud nejsou správně řízeny. Naše systémy jsou kalibrovány tak, aby poskytovaly “optimální rozsah”, který pokrývá nejběžnější provozní otáčky užitkových vozidel. To zahrnuje sofistikované porozumění řídicím jednotkám motorů a jak pomocí modulace šířky impulzu zajišťují plynulou křivku točivého momentu.

Modernizace pohonných systémů: Strategický přístup v rámci oběhového hospodářství

Jsme přesvědčeni, že udržitelnost nemusí vždy znamenat začít úplně od nuly. Mnoho autobusů, které jsou v současné době v provozu, má podvozky a karoserie, které jsou schopné sloužit ještě další desetiletí, i když se jejich dieselové motory blíží ke konci své životnosti. Modernizace pohonných jednotek jedná se o proces, při kterém se demontují součásti spalovacího motoru a namísto nich se instaluje nejmodernější elektrický pohonný systém.

Tento přístup přináší několik strategických výhod:

1. Nákladová efektivita: Modernizace pohonu je výrazně levnější než pořízení zcela nového elektrického autobusu.
2. Rychlejší nasazení: Dodací lhůty u nových vozidel mohou činit osmnáct měsíců či více; výměna pohonu se často dá zvládnout za zlomek této doby.
3. Využití aktiv: Umožňuje provozovatelům maximalizovat hodnotu jejich stávajícího vozového parku a zároveň splnit nové ekologické předpisy.
4. Snížení emisí uhlíku: Díky opětovnému využití podvozku a karoserie jsou náklady na uhlík obsažený ve vozidle mnohem nižší než u nově vyrobeného vozidla.

Pokud s námi navážete spolupráci na projektu repoweringu, přistupujeme k vozidlu jako k technické výzvě šité na míru. Zajistíme, aby se nový elektrický systém dokonale integroval do stávajících pneumatických, řídicích a brzdových systémů, díky čemuž bude vozidlo působit a fungovat tak, jako by bylo od samého počátku navrženo jako elektrické.

Fyzika výkonu: hustota výkonu a točivý moment

Ve světě komerční elektrifikace, hustota výkonu je klíčovým měřítkem. Definuje se jako množství výkonu, které motor dokáže vyprodukovat v poměru ke své hmotnosti. Motor s nízkou výkonovou hustotou vyžaduje k dosažení stejného výkonu více surovin (mědi a oceli), což zvyšuje hmotnost vozidla a snižuje jeho celkovou účinnost.

Naše motory řady APM využívají pokročilé techniky chlazení, které umožňují dosáhnout vyšších proudových hustot, aniž by došlo k poškození vnitřních vinutí. Právě v tomto ohledu se naše tradice v motoristickém sportu stává hmatatelnou výhodou. V závodním sportu je hmotnost nepřítelem rychlosti; v komerční dopravě je hmotnost nepřítelem užitečného zatížení. Tím, že poskytujeme lehký elektromotor který nekompromituje odolnost, nabízíme vám konkurenční výhodu na každém ujetém kilometru.

Porovnání parametrů hnacího ústrojí

Funkce	Tradiční diesel	Standard Electric	Equipmake Advanced Electric
Energetická účinnost	~35-40%	~85%	>95% (motor/měnič)
Náklady na údržbu	Vysoké (filtry, olej, řemeny)	Nízká	Minimální (polovodičová elektronika)
Přenos točivého momentu	Zpoždění (turbo lag)	Okamžitě	Okamžité a s přesným řízením
Hmotnost	Výchozí hodnota	Těžký (+20–30%)	Optimalizováno pro užitečné zatížení

Překonávání výzev v oblasti elektrifikace komerčních budov

Ačkoli jsou výhody zřejmé, uvědomujeme si překážky, kterým čelí správci vozových parků. Integrace nového pohonných systému vyžaduje změny v postupech údržby, školení řidičů a dobíjecí infrastruktuře. Největším rizikem je však výběr dodavatele, který nemá vertikálně integrovaný dodavatelský řetězec.

Pokud odebíráte motor od jednoho dodavatele, měnič od druhého a baterii od třetího, stáváte se automaticky systémovým integrátorem. Jakýkoli softwarový konflikt nebo nedostatečný výkon se stává vaším problémem, který musíte vyřešit. Toto riziko eliminujeme tím, že dodáváme předem ověřený, plně integrovaný systém. Přebíráme odpovědnost za výkon celého hnacího ústrojí, což vám umožňuje soustředit se na vaši hlavní činnost v oblasti logistiky a dopravy.

Omezení distribuční sítě a inteligentní nabíjení

Flotila 50 elektrických autobusů vyžaduje značné množství energie. Spolupracujeme s vámi, abychom zjistili, jak mohou naše vozidla spolupracovat s inteligentní nabíjení systémy. Naše pohony jsou navrženy tak, aby v budoucnu umožňovaly využití technologie Vehicle-to-Grid (V2G), díky čemuž se váš zaparkovaný vozový park může potenciálně proměnit v distribuovaný energetický zdroj, který bude generovat příjmy, když nebude v provozu.

Budoucnost komerčních pohonných systémů

Když se podíváme do budoucnosti, technologie, na které je založeno pokročilé elektrické stroje bude i nadále procházet vývojem. Již nyní pozorujeme posun směrem k systémům s vyšším napětím – přechod z 400 V na 800 V a více. Vyšší napětí umožňuje rychlejší dobíjení a snížení hmotnosti kabelů, což dále zvyšuje účinnost vozidla, zejména pro provozovatele působící ve městech a v emisních zónách. Někteří provozovatelé také během této přechodné fáze zvažují strategii prodloužení dojezdu, i když dlouhodobým cílem zůstává plně elektrický provoz.

Kromě toho jsou data generovaná plně elektrickým pohonným ústrojím mnohem podrobnější než data z dieselového motoru. Sleduje se každý spotřebovaný ampér i každý stupeň změny teploty. To nám umožňuje nabídnout preventivní údržba získávání poznatků a odhalování potenciálních problémů ještě předtím, než dojde k poruše vozidla. Právě tato úroveň technické transparentnosti charakterizuje náš vztah s partnery.

Inovace na obzoru

• Pólová elektronika: Další zmenšení rozměrů střídače.
• Motory bez vzácných zemin: Vývoj vysoce výkonných magnetů, které snižují závislost na materiálech škodlivých pro životní prostředí.
• Autonomní integrace: Zajištění připravenosti pohonných systémů na další vlnu technologií pro autonomní komerční vozidla.
• Vylepšená tepelná rekuperace: Využití odpadního tepla z hnacího ústrojí k vytápění prostoru pro cestující, čímž se v zimních měsících dále prodlužuje dojezd.

Proč navázat spolupráci se společností Equipmake?

Nejsme pouhým dodavatelem; jsme technickým partnerem, jehož cílem je poskytovat Špičková britská technika. Náš závod v Norfolku je centrem inovací, kde se staráme o vše od počátečního návrhu až po sériovou výrobu. Pokud s námi budete spolupracovat, získáte přístup k týmu, který se již desítky let věnuje výkonnému inženýrství.

Naše řešení se osvědčila v praxi. Od londýnských ulic až po rozmanité terény Jižní Ameriky – naše elektrické pohony pohánějí dopravu nové generace. Disponujeme odbornou autoritou i technickými znalostmi potřebnými k tomu, aby byl váš projekt elektrifikace skutečným úspěchem, a ne jen pilotním projektem.

Často kladené otázky

Jaký je typický dojezd elektrického autobusu s novým pohonným systémem?

Dojezd závisí výhradně na konfiguraci baterií zvolené během integrační fáze. Obecně lze specifikovat systémy, které na jedno nabití zajistí dojezd v rozmezí 150 km až 350 km. Tato hodnota se měří na základě reálných provozních cyklů, což zaručuje, že autobus zvládne celou směnu bez nutnosti poledního dobití.

Zvládne elektrický pohon kopcovitý terén v případě těžkých nákladních vozidel?

Ano, elektromotory jsou pro kopcovitý terén pravděpodobně vhodnější než dieselové motory. Skutečný výkon se může lišit v závislosti na styl jízdy, stav vozovky, povětrnostní podmínky a další vnější faktory. Okamžitý maximální točivý moment umožňuje plynulé rozjezdy v prudkých stoupáních a regenerativní brzdění zajišťuje vynikající ovladatelnost a rekuperaci energie při sjezdech. Naše motory APM jsou navrženy tak, aby zvládaly tyto situace s vysokým zatížením bez přehřátí.

Jak dlouho trvá proces převodu?

Standardní výměna pohonu autobusu lze provést během několika týdnů, jakmile bude na míru vyrobený a otestovaný hnací systém. Úzce spolupracujeme s vašimi údržbářskými týmy, abychom zajistili hladké předání a poskytli vašim technikům potřebné školení pro práci s novou technologií.

Jaká je životnost elektromotoru v užitkovém vozidle?

Na rozdíl od dieselového motoru, který se skládá ze stovek pohyblivých součástí, je elektromotor neuvěřitelně jednoduchý. Při správném chlazení a údržbě ložisek a v závislosti na technologii baterií a kvalitě palubní řídicí architektury je vysoce kvalitní motor, jako je naše řada APM, navržen tak, aby vydržel po celou dobu druhého životního cyklu vozidla, což často představuje více než 15 let každodenního provozu.

Jsou tyto systémy kompatibilní se všemi značkami nákladních vozidel?

Naše pohonných systémy nejsou vázány na konkrétní značku. Protože se zabýváme integrace hnacího ústrojí Sami dokážeme přizpůsobit naše uchycení motoru, chladicí rozvody a softwarová rozhraní tak, aby vyhovovaly téměř jakémukoli podvozku užitkového vozidla, ať už se jedná o Scania, DAF, Volvo nebo karoserii vyrobenou na míru, a moderní užitková vozidla jsou často vybavený pro rozhraní specifická pro jednotlivé značky, a proto je podpora integrace tak důležitá.

Musím v mém skladu provést modernizaci elektrického rozvodu?

Ve většině případů bude přechod celé vozové flotily vyžadovat určitou modernizaci infrastruktury, včetně posouzení napájecího systému v depu a nabíjecích stanic. Naše systémy však navrhujeme tak, aby byly co nejefektivnější a snižovaly celkovou spotřebu energie. Rovněž poskytujeme poradenství ohledně inteligentních řešení nabíjení, která umožňují rozložit proces nabíjení tak, aby nedošlo k překročení stávajících limitů příkonu, jelikož potřeby depa se liší v závislosti na způsobu dodávky energie v rámci uspořádání nabíjecích stanic a provozního modelu.

Když se rozhodnete pro integrované řešení, nekupujete jen motor, ale investujete do platformy připravené na budoucnost. Některé autobusové systémy se dokážou dobít během několika sekund při běžných zastávkách, čímž se snižuje závislost na dlouhém dobíjení v depu. Zveme vás, abyste se k nám připojili na této průkopnické cestě směrem k čistšímu a efektivnějšímu odvětví komerční dopravy. Díky našim odborným znalostem a vašim provozním zkušenostem můžeme společně urychlit přechod na plně elektrický pohon.