Электробус IVECO прошел полтысячи километров на одном заряде
Максим Чернявский
Сколько может проехать электробус на одном заряде батарей? Московские КАМАЗы и ЛиАЗы проходят на одном заряде порядка 70 км, заявленный пробег электробуса Mercedes eCitaro составляет 150 км, а польский Solaris Urbino electric может пробежать чуть больше 200 км. Но все эти цифры меркнут перед показателями электробуса IVECO e-Way. На испытаниях, которые прошли 10 октября, он на одном заряде батарей преодолел аж 527 километров. Дизельным автобусам пора на пенсию?
Не совсем! Ведь испытания проводились в нехарактерных для городского транспорта режимах движения. Машина была пустой и ехала без отопления и кондиционирования, чего в реальной жизни не бывает никогда. В течение всего теста электробус двигался с постоянной скоростью 46,6 км/ч — без городских разгонов и торможений, которые активно съедают заряд. Так что рекорд рекордом, но даже сами итальянцы из IVECO заявляют, что такой пробег недостижим в условиях реальной эксплуатации.
Электробус Heuliez на выставке IAA в Ганновере в 2018 году
Кстати, сам недавно представленный на выставке Busworld электрический IVECO — это слегка доработанный вариант серийного французского электробуса Heuliez GX 337 Elec.Эта марка, как и IVECO, входит в концерн CNH Industrial, а потому налицо пример «бейдж-инжиниринга». e-Way может перевезти до 90 человек, оснащается электродвигателями мощностью до 195 кВт, а емкость батарей составляет 360 кВт·ч.
Электробус столицы: он может проехать 59 км. Но это нормально
«Рогатых» старого поколения из 6‑го троллейбусного парка Москвы, начавшего работу летом 1962 года, выселили, полностью отдав площадку амбициозным внукам – электробусам. Их тут прописалось 200 штук, по сотне ЛИАЗов‑6274 и КАМАЗов‑6282.
Электробус – штука экзотическая в мировом масштабе. Москва их не просто ввела в эксплуатацию одной из первых, но и вышла в лидеры по количеству работающих машин (счет пошел на четвертую сотню). Больше единиц на один мегаполис насчитывается разве что в Китае.
А потому в парке чаще попадаются люди в куртках группы ГАЗ (подмосковный ЛИАЗ принадлежит ей) и КАМАЗа, нежели Мосгортранса. Заводы организовали полноценные представительства по обслуживанию и ремонту на месте работы электробусов. Даже на помощь к неисправным машинам выезжает не техничка Мосгортранса, а машина в "ливрее" производителя.
Такой подход объясним еще и тем, что электробусы в Москве запускали в режиме «нужно вчера». Машины, конечно, прошли и тестовую эксплуатацию, и сертификацию, однако, по большому счету, они – загадка для многих. Не в плане перспектив, с ними понятно: за электробусами будущее. Речь об эксплуатации.
Источник жизни
Взять хотя бы запланированную в семилетнем возрасте замену тягового литий-титанатного аккумулятора. В теории его производитель, китайский Microwast, гарантирует такой срок службы. И по прикидкам выходит, что батарей должно хватить на семь лет. При четырех зарядках в день декларируемые 15 000 циклов заряда-разряда обеспечат работу в течение десяти лет.
Но в мире нет пока семилетних электробусов, чтобы опереться на практический опыт, а потому приходится верить расчетам на бумаге. В частности, никто не берется предсказать, как просядет емкость с годами и сколько раз за день придется подключать к сети уже не новую машину.
Используемый аккумулятор Microwast, по словам представителей группы ГАЗ, по качеству и характеристикам является оптимальным решением. И все равно его стоимость пугает. При цене электробуса в 32–34 млн рублей на батарею приходится около 9,5 млн. Почти треть! Москва, составляя контракт на электробусы, оставила замену аккумуляторов за собой. Когда подойдет срок, город будет сам решать, что поставить.
В теории здравое решение. Сейчас неизвестно, какие цены и технологии будут через несколько лет. Утилизация батареи, кстати, тоже лежит на городе, но инфраструктуры под неё пока нет.
Аккумуляторы расположены на крыше. Если бы дизайном «зеленые» машины не выделялись, их было бы не отличить от обычных: такой же «нарост» на крыше есть у метановых версий, в нем спрятаны баллоны. Правда, масса на «загривке» у электробуса побольше – 1,8–2,0 т. Но при скорости и манере движения городской машины это некритично. Разве что нагрузка на переднюю ось в снаряженном состоянии чуть больше. Кстати, завод использует одинаковые мосты на всех машинах: дизельных, метановых, электрических. И максимально допустимая масса тоже едина – 18 000 кг. А вот снаряженная у электробуса заметно больше, чем у машин с ДВС: 12 220 кг против 10 500 кг.
Режим питания
Москва сделала выбор в пользу электробусов под частую ультрабыструю зарядку на конечных станциях через пантограф на крыше. Емкость батареи сравнительно невелика — 77 кВт·ч. Для сравнения: компактному Nissan Leaf положено 40 кВт·ч, а на премиальные легковые электромобили ставят по 80–100 кВт·ч.
А тут тяжеленный автобус. По официальной технической характеристике, на одной зарядке ЛИАЗ проезжает до 59 км. В режиме жесткой экономии сможет и 70 км. Но и заявленного пробега хватает для того, чтобы делать на маршруте полный круг и заряжаться на конечной. С января электробусы вышли на ночной маршрут, круг на котором составляет около 48 км. За счет отсутствия пробок и небольшого числа пассажиров к концу круга остается иногда под 50% энергии!
Для подстраховки на некоторых маршрутах поставили зарядные станции прямо по ходу движения. Машину можно заряжать, не высаживая пассажиров, – это безопасно. С учетом того, что за шесть-девять минут батарея наполняется на 50%, а зарядка в пути необходима только для того, чтобы дотянуть до конечной, задержка выйдет всего на пару-тройку минут.
Можно заряжаться и «по проводу». Быстрая станция (150 кВт, 200 А) восполнит энергию за час-два, сеть на 380 В (11 кВт, 20 А) – за 4–6 ч. Для ночного режима сгодится, а вот на маршруте такие задержки позволить нельзя.
При падении запаса энергии до 20% электроника предупреждает об этом водителя. Альтернатив две: продолжать ехать в штатном режиме или включить экономичный, если запаса хода до зарядки может не хватить. Во втором случае автоматика начинает отключать отдельные системы, начиная с наименее ценных.
Погрей меня
По словам разработчиков, разницы в автономности летом и зимой нет. Энергопотребление в жару и в холод уравнивают работающие кондиционер и печка.
Система отопления в электробусе сложная. Аккумулятору необходимо обеспечивать тепловой режим +8…+38 °C: холодный не будет принимать заряд, перегрев же вреден для батареи. Для этого предусмотрены жидкостные обогрев и охлаждение. Антифриз отводит лишнее тепло и от заднего моста с двумя электромоторами. Тепло идет на отопление салона, а если его не хватает, в работу вступают электрические обогреватели. При низких же температурах включается дизельный обогреватель Webasto Thermo 350. Выходит, электробус коптит дизелем, да еще и с выбросами класса Евро‑0? А куда деваться – иначе электрическая система отопления будет нещадно жрать энергию. А повышенный расход электричества не менее вреден для экологии, ведь его, в основном, вырабатывают ТЭЦ, сжигая уголь, газ, нефть и выбрасывая в атмосферу вредные газы. И не исключено, что дизельный обогреватель окажется более «зеленым», ведь он включается лишь на короткое время, когда температура в салоне опускается ниже нормы.
Никаких ручных переключений между разными способами обогрева не требуется. Водитель просто выставляет желаемую температуру, и электроника сама решает, какие средства привлечь для ее достижения. Причем температура устанавливается отдельно для кабины водителя и пассажирского отсека.
Светлое будущее
Москва покупает электробусы по так называемому «контракту жизненного цикла»: производителю оплачивают не только сами машины, но и их обслуживание в течение всего срока службы. Он составляет 15 лет, что вдвое больше, чем служит автобус (в Москве – семь лет). Последние списывают без капитального ремонта, а вот для электробуса его заложили в середине жизненного цикла. Хотя кузов у электро-ЛИАЗа тот же, что и у дизельного, с заявленным ресурсом в 12 лет.
Будет ли необходимость держать электробусы в строю по полтора десятка лет, выходят ли они столько – этого пока никто не знает. Расчеты есть, но они теоретические, базирующиеся на опыте эксплуатации электробусов в других мегаполисах. Но там и дорожная ситуация иная, и электробусы другие. В 2019 году в Москве на линию вышли 300 «зеленых» машин. На 2020‑й уже разыгран тендер опять на 300 единиц. Возможно, будет и еще один контракт.
С 2021 года Москва перестанет закупать дизельные автобусы. Но это не означает полного перехода на электробусы: подразумевается, что в поставках останутся метановые модели. Во‑первых, производство электрических версий еще не настолько массовое. Во‑вторых, за год весь город не накрыть соответствующей инфраструктурой для подзарядки машин. Сейчас она есть на северо-востоке и немного в центре столицы. Полноценный электробусный парк всего один, частично работает с ними еще одна площадка. А всего их на Москву и Зеленоград 25! В‑третьих, требуется переобучить всех водителей. Ни с троллейбуса, ни с автобуса пересесть на электробус просто так нельзя.
Так что переход столицы на «электричество» растянется еще на долгие годы. К слову, группа ГАЗ не останавливается на одной модели. Готовятся к выпуску электробусы малого и особо большого классов – Вектор Next, сделанный на ПАЗе, и «гармошка» – на ЛИАЗе.
И многие перспективные технологии, повышающие безопасность и комфорт, будут внедряться в первую очередь на моделях с электроприводом.
Долой рогатых!
Дни московского троллейбуса сочтены. Никакого развития он не получит. Хотя, наверное, полностью не исчезнет, и какие-то единичные маршруты с «рогатыми» сохранят. В защиту этого вида транспорта в городе организовали целое движение, попутно критикуя электробусы по поводу и без.
Готов согласиться только с одним аргументом – высокой ценой. Вместо одного электробуса можно купить два троллейбуса или 2,5 автобуса. Один только аккумулятор ненамного дешевле автобуса целиком. Однако трамвай еще дороже, а его защищают не хуже, чем «рогатых» (почти уверен, что одни и те же люди).
Не стоит забывать, что пока машины «на батарейках» – экзотика в любом виде. Станут по-настоящему массовыми – подешевеют. А чтобы их выпускали много, кто-то должен обеспечить спрос. Если не Москва, то кто может это сделать в России?
Газель Next Electro и другие российские электробусы: посмотрел как они устроены
Оценить эти транспортные средства может любой желающий. Большие электробусы двух моделей (КАМАЗ-6282 и ЛиАЗ-6274) уже работают на 45 столичных маршрутах. Микроавтобусы с электродвигателями (интересно, термин «микроэлектробусы» приживётся?) перевозят посетителей ВДНХ. Технические визиты позволили пообщаться со специалистами, принимавшими непосредственное участие в процессе внедрения новой техники и ответственными за её бесперебойную эксплуатацию.
Начнём с представителей особо малого класса транспортных средств. Четыре 12-местных (берём в расчёт только мягкие пассажирские сиденья) электробуса Next Electro 7720 курсируют по кольцевому маршруту ВДНХ с лета 2020 года. Маршрут работает с 9 до 22 часов, интервал движения — 15–20 минут, по дороге 25 остановок — полноценный режим общественного транспорта, даром что проезд бесплатный.
Электробусы Next Electro 7720 для ВДНХ получили оригинальный внешний вид.
Машины разработаны специалистами компании «СпецАвтоИнжиниринг» на основе цельнометаллического фургона «Газель Next», но имеют ряд существенных отличий от прародителя. Главный — силовая установка. Вместо двигателя с коробкой передач в электробусах установлен электромотор Siemens мощностью 98 кВт и силовой инвертор-преобразователь. Благодаря компактным размерам и отсутствию необходимости в регулярном обслуживании элементы тягового привода смонтированы под кузовом — между лонжеронами рамы. Там же размещены и аккумуляторные батареи. Электромобили Next Electro могут комплектоваться тремя различными наборами литиевых аккумуляторов — ёмкостью 24, 48 и 72 кВт ч. Эти наборы при полной зарядке могут обеспечить запас хода 60, 140 и 200 км соответственно. На машинах для ВДНХ установлены батареи общей емкостью 48 кВт ч. Запаса хода в 140 км хватает на рабочий день, подзарядка производится по ночам. Бортовое зарядное устройство мощностью 22 кВт позволяет произвести как быструю зарядку (менее чем за 3 часа, от зарядных станций стандарта IEC 62196-2), так и более медленную от бытовой сети напряжением 220 В.
Все элементы электропривода обеспечены устройствами для поддержания комфортной рабочей температуры. Двигатель с силовым преобразователем имеют систему жидкостного охлаждения, герметичные аккумуляторные контейнеры — систему контроля тяговых батарей (BMS), которая, помимо температурного режима (при необходимости включается подогрев аккумуляторов), также отслеживает напряжение и силу тока на каждой ячейке и осуществляет их балансировку. Автономный отопитель Webasto помогает оперативно восстановить микроклимат в пассажирском салоне и рабочую температуру аккумуляторов при минусовых значениях за бортом.
Панель управления Next Electro 7720: бортовой компьютер отображает уровень заряда (в нашем случае 68%) и запас хода (96 км).
По требованию заказчика электробусы прошли брендирование. Логотипы ВДНХ появились на лицевых панелях машин, рулях и пассажирских сиденьях. Изменились форма бампера и наружное остекление кузова. Финальным штрихом, обеспечивающим оригинальный внешний вид, стали цветные аппликации. Для удобства пассажиров машины снабдили салонными кондиционерами, автоматическими дверьми и электрическими выдвижными подножками, упрощающими посадку и высадку на остановках.
Пассажирский салон «электрогазели» позволяет с комфортом разместиться 10 пассажирам. Ещё двое могут сесть рядом с водителем
Как можно понять из сказанного выше, электробусы на ВДНХ работают уже год. Полёт — нормальный: новинкой довольны как пассажиры, так и те, кто эксплуатирует технику. ВДНХ имеет собственный гараж, где машины и обслуживаются — сторонних автоперевозчиков для работы с таким небольшим автопарком привлекать не стали. Простые неполадки устраняются сотрудниками гаража, в более сложных ситуациях привлекаются специалисты компании-разработчика. Условия работы техники — более чем тепличные. О времени работы маршрута было упомянуто в начале материала. Ограничение скорости в 20 км/ч (ВДНХ является территорией для пеших прогулок) и ухоженные асфальтовые дороги не позволяют электробусам работать на износ. Тем не менее, де-факто ВДНХ выступает испытательным полигоном для новой техники — наравне со «Сколково» и сочинским образовательным центром «Сириус», где трудится ещё по одной электрической «Газели». Кстати, у компании «СпецАвтоИнжиниринг» есть ещё грузовая и комбинированная (грузопассажирская) версии электромобилей Next Electro, но это, как говорится, уже совсем другая история.
Электробусы большой вместимости, эксплуатируемые столичным «Мосгортрансом», уже нельзя отнести к опытным образцам. За 3 года на двух сборочных площадках (Нефтекамский автозавод, входящий в группу компаний КАМАЗ, и Ликинский автобусный завод, принадлежащий холдингу «Группа ГАЗ») выпущено 600 машин, которые (повторимся) работают на 45 московских маршрутах, в том числе, 1 ночном. А начиналось всё с площадки, на которой раньше размещался 6-й троллейбусный парк. Сейчас она является одним из подразделений филиала Северо-Восточный ГУП «Мосгортранс». И именно она стала объектом второго технического визита, посвящённого развитию электробусного транспорта в Москве.
На площадке непривычно пусто и чисто. Это внешние признаки нового подхода к эксплуатации техники: электробусы приобретаются у производителей по контрактам жизненного цикла. Эти контракты обеспечивают не только поставку, но и техническое обслуживание техники в течение 15 лет. «Мосгортранс» же оплачивает, помимо собственно стоимости подвижного состава, его пробег на линии — в рамках сервисного контракта. Учитывается также коэффициент технической готовности машин — он должен быть не ниже 0,9. Забегая вперёд, скажем, что данная цифра в реальности не выходит за рамки лимита.
Электробусы КАМАЗ-6282 и ЛиАЗ-6274 на зарядке в парке.
Итак, площадка для отстоя пуста — все электробусы либо на линии, либо в цехах, на техническом обслуживании. Несколько машин стоит на подзарядке. В парке установлены 5 зарядных станций, ещё одна в процессе монтажа. Кстати, зарядные станции поставляются по тем же контрактам, что и подвижной состав, и к ним также предъявляются жёсткие требования по надёжности. Достаточно сказать, что требуемый коэффициент технической готовности зарядных станций — 0,97.
Обслуживание техники осуществляется специалистами компаний-производителей. Часть сотрудников была набрана из профессионалов «Мосгортранса», часть пришла, имея за плечами опыт работы на соответствующих заводах. Технический визит пришёлся на конец рабочего дня, поэтому собственно процесс ТО мы уже не застали, однако, по состоянию цехов и техники видно, что не обошлось без наведения порядка и оптимизации процессов на всех уровнях — отличия от типового российского ПАТП или депо довольно разительные.
Панель управления КАМАЗ-6282 удобна и эргономична. Управление некоторыми функциями выведено на кнопки, расположенные на руле.
Обратим внимание на технику. Для столичных электробусов формировалось единое техническое задание, под которое подстраивались производители. Этим объясняется то, что две разные модели — КАМАЗ-6282 и ЛиАЗ-6274 — похожи друг на друга, как братья-близнецы. Это 12-метровые полностью низкопольные транспортные средства в унифицированных кузовах (аналогичные применяются для сборки автобусов и троллейбусов, а также сочленённых машин). В качестве привода машин выступает электропортальный мост ZF AVE 130 с двумя асинхронными двигателями мощностью 125 кВт.
В салоне электробуса КАМАЗ-6282 для удобства пассажиров установлены информационные экраны, USB-зарядки, терминалы для оплаты проезда. Обязательный элемент для создания микроклимата — салонный кондиционер.
На крышах электробусов установлен комплект литий-титанатных батарей энергоёмкостью 77–80 кВт ч. Такой достаточно скромный набор позволяет обеспечить запас хода пределах 50–60 км. Зарядка батарей осуществляется на конечных остановках и в парках. Для подключения к зарядной станции применяются оригинальные токоприёмники. Доступная мощность при ультрабыстрой зарядке — 300 кВт при силе тока 500 А и напряжении 600 В. На восстановление заряда с 0 до 100% уходит до 24 минут. В условиях реальной эксплуатации, когда батареи не разряжаются до критических значений, водители электробусов тратят на подзарядку в среднем 6–10 минут. В машинах первых партий также монтировалась система быстрой (ночной) зарядки от трёхфазной сети переменного тока (380 В), позже от неё отказались.
Электробус ЛиАЗ-6274 на ТО-2 в парке.
Применение системы ультрабыстрой зарядки изначально было довольно рискованным шагом. По словам кураторов проекта, этот шаг себя оправдал. Рассматривалась также возможности применения ночной зарядки, но её недостатки перевесили достоинства. К минусам быстрой ночной зарядки можно отнести весовые ограничения (большой набор аккумуляторов не позволил бы принять на борт достаточное количество пассажиров), компоновочные проблемы (дополнительные батареи бы «съели» часть пространства в пассажирском салоне), сложности с обеспечением выпуска в вечерние и ночные часы (заряда машин не хватало бы на полноценный день работы), а также возможную перегрузку городской энергосистемы в ночное время.
При этом организаторы не скрывают проблем, связанных с ультрабыстрой зарядкой. Частые циклы заряда — разряда негативно сказываются на состоянии аккумуляторов. По сути, батареи становятся расходным материалом. Сервисным контрактом предусмотрена замена ячеек при деградации более чем на 10%. Пока таких случаев не было, но в рамках контракта жизненного цикла запланирована покупка новых комплектов батарей через 7,5 лет после начала эксплуатации электробусов или по истечении 450 тыс. км пробега. Фактически получается, что за 15 лет работы на машинах должен будет смениться как минимум один комплект аккумуляторов.
Электробусы работают на 45 московских маршрутах, которые раньше
обслуживались троллейбусами и автобусами.
Электробусы по документам проходят как автобусы с электрическим двигателем. Для управления новой техникой достаточно иметь в правах категорию D и допуск по электробезопасности. За рулём электробусов можно встретить бывших водителей автобусов и троллейбусов. Последним приходится сдавать экзамены на новую категорию. В «Мосгортрансе» процесс обучения максимально автоматизирован — применяются, в том числе, специализированные тренажёры.
На всех электробусах размещена наглядная агитация, объясняющая
достоинства этого вида транспорта.
Планы на будущее у московских транспортников внушительные. Уже к концу 2021 года число электробусов должно быть доведено до 1000 шт., они будут работать на 75 столичных маршрутах, в обслуживании новой техники будут задействованы 8 площадок «Мосгортранса» (пока — только 4). Далее — по нарастающей. В 2022 году Москва планирует приобрести 420 электробусов, в 2023 году — ещё 825. В ближайшее время начнутся испытания сочленённой 18-метровой версии электрического автобуса — таковую уже выпустил КАМАЗ. Поставки дизельных и газовых автобусов будут сведены к минимуму, необходимому для обеспечения мобилизационного резерва города.
Для реализации столь амбициозной задачи понадобится ещё одна производственная площадка. Ею уже стал Сокольнический вагоноремонтный завод, входящий в структуру «Мосгортранса». На СВАРЗе организована досборка электробусов КАМАЗ. Уровень локализации пока невысок, но его планируется довести до 40%. Первые готовые экземпляры КАМАЗ-6282 покинули ворота сборочного цеха в мае 2021 года.
Нельзя не отметить тот факт, что электробусы, являясь высокотехнологичным и малосерийным продуктом, крайне дороги в производстве. Серьёзно увеличивает ценник контракт жизненного цикла (хотя вместе с ним идёт и экономия на эксплуатационных расходах транспортной компании). Поэтому столь масштабный эксперимент с новым видом пассажирского транспорта пока может себе позволить только российская столица. Даже у Санкт-Петербурга подвижки в этом плане гораздо более скромные: в Северной столице работают всего 10 электробусов с системой быстрой (ночной) подзарядки. Но, как говорится, лиха беда начало. Автобусы на аккумуляторах уже давно завоевали Китай, сейчас «электробусный бум» происходит в Европе. Транспортное будущее уже наступает, пусть и не столь активно — и не совсем так, как об этом грезили писатели-фантасты.
Электробус проехал на одной зарядке 1 772 км: новый мировой рекорд
Некоторые страны уже планируют ввести полный запрет на двигатели внутреннего сгорания в ближайшие десятилетия. Отсюда – необходимость в совершенствовании электромобилей, в том числе электробусов.
Калифорнийская компания Proterra движется в данном направлении. Так, во вторник она заявила, что её электробус Catalyst E2 Max проехал на одной зарядке 1 101,2 мили (1 772 км) – это рекорд для электромобилей.
Что удивительно, электробус в 46 раз тяжелее прошлого рекордсмена – легковой одноместной машины Schluckspecht E, разработанной в Германии и проехавшей на одной зарядке 1 013,76 мили (1 631,5 км). Разумеется, Catalyst E2 Max не обладает и аэродинамикой немецкого электромобиля.
Электрический автобус питается от батареи ёмкостью 660 киловатт-часов. Для сравнения автомобиль Tesla Model S P100D с батареей ёмкостью 100 киловатт-часов имеет запас хода 315 миль (примерно 507 км). Hyundai же, например, анонсировал Elec City bus – электробус с запасом хода 180 миль (около 290 км), но заряжающийся всего за один час.