Испытание технологии eHighway в Германии

Фото грузовика Scania с токоприёмниками

Сравнительно недавно компания Scania получила заказ на изготовление 15 электрифицированных седельных тягачей проекта e-Highway. Покупателем электромобилей выступило Германское федеральное министерство окружающей среды, которое наметило масштабную программу испытаний тяжелых автопоездов с нулевой эмиссией.

Тестовая эксплуатация начнется на трех немецких e-highway автобанах по следующему плану. Первоначально испытания начнутся в земле Гессен в мае 2019 года. Проходить они будут на автобане А5 в обоих направлениях. Там недавно было завершено строительство линий электропередач вдоль пятикилометрового участка автомагистрали. Далее сегмент шоссе e-highway будет открыт на автобане A1 возле северного порта Любек. Ожидается, что этот участок шоссе откроется летом 2019 года. И, наконец, третья электромагистраль появится в начале 2020 года на территории земли Баден-Вюртемберг. Пройдет она вдоль участка федеральной дороги B 462.

Закупаемые 15 грузовиков Scania R 450 являются электромобилями с гибридной трансмиссией. То есть они оборудованы электромоторами, которые питаются от воздушной линии электропередачи, смонтированной над дорожным полотном. Этот процесс осуществляется через пантограф, разработанный специалистами компании Siemens. Приемное устройство установлено на раме позади кабины. Кроме "троллейбусного" электропривода грузовой автомобиль комплектуется также мощным блоком аккумуляторных батарей.

Тонкости электрификации грузовиков

Если взглянуть на проблему массового внедрения электричества в коммерческих автомобилях, то можно заметить, что путь начнётся с таких транспортных средств, как развозной фургон, городской автобус или коммунальный грузовик. Все они имеют схожие технические особенности:

  • Режим работы (движение в интенсивном трафике с множеством остановок);
  • Работа в течение светового дня с парковкой в гараже или стоянке на всю ночь, то есть тех местах, где достаточно удобно установить зарядные станции;
  • Суточный пробег, не превышающий 150 км, мощность привода, емкость батарей, наличие высоковольтных устройств ускоренной подзарядки.

Всё это позволят им стать идеальными кандидатами под полную электрификацию.

А, что же с тяжелыми магистральными грузовиками и дальнобойными автопоездами? Существующая батарейная технология им не подходит. Сегодняшние аккумуляторы просто не готовы для интенсивной работы на шоссе. Аналитики провели несколько довольно грубых расчетов, и они доказали, что магистральному автопоезду, учитывая его полную массу, скорость движения и режим работы водителя, понадобится электрические накопители общим весом до 10 тонн. Это, конечно, нонсенс! Здесь надо передать пламенный привет Илону Маску, до сих пор скрывающему технические характеристики распиаренного им магистрального электротягача Tesla Electric Semi.

Альтернативой батарейному тяжеловозу мог бы позиционироваться седельный тягач, оборудованный водородными топливными элементами. Таким проектом занимается концерн Toyota, но проблемой для распространения таких электромобилей является полное отсутствие сети заправочных станций. Японские инженеры уже собрали несколько прототипов тягачей Toyota Fuel Cell Truck Semi, которые вскоре начнут тестовую эксплуатацию в районе портов Лос-Анджелеса. Но этот проект Project Portal Hydrogen предусматривает лишь использование водородных автомобилей на небольшом стокилометровом участке между калифорнийскими терминалами и логистическими центрами, куда стекаются грузопотоки из портов.

Особенности проекта

Картинка проекта eHighway

Около 10 лет назад инженеры концерна Siemens занялись разработки инновационной транспортной концепции eHighway, смысл которой заключался в полной электрификации коммерческих автомобилей, или превращение их в настоящие троллей-траки и басы. Для этого необходимо было создать обширную контактную электросеть над всеми основными автодорогами страны. После первых опытом энтузиазм как-то стал угасать. Дело оказалось в деньгах, вернее в их количестве. Как говорят специалисты, стоимость электрификации одного километра пути варьируется в пределах от 3 до 4,5 миллионов евро. Суммарная протяженность всех важнейших автобанов в Германии сегодня достигает 5 700 км, то есть их полная электрификация обойдется государству в 50 миллиардов Евро.

Чтобы как-то снизить стоимость, в Европе изменили подход к концепции eHighway. Если раньше думали, что надо устанавливать провода над всеми основными дорогами страны, и объемы финансирования повергали всех в уныние, то сейчас с появлением множества тяжелых электрогрузовиков, возникла идея проводить дорожную электрификацию фрагментарно. То есть электрифицировать не все дороги, а только определенные участки.

Во время движения по электрохайвею, оборудованному электрическими проводами, сканер грузовика eHighway автоматически определяет их наличие над автомобилем и сразу поднимает пантограф, без участия водителя. Этот процесс уже был протестирован. Данные показывают, что при скорости более 90 км/час получение электроэнергии через токоприемник происходит самым оптимальным образом. Привод пантографа, разработанный специалистами корпорации Siemens, позволяет достаточно точно отслеживать соединение между токоприемником грузовика и проводами, обеспечивая между ними тесный контакт, даже при продольных колебаниях автомобиля.

Таким образом, магистральный электрогрузовик eHighway сможет преодолевать немалые расстояния в режиме троллей-трака, и одновременно использовать эту контактную сеть для запитывания своих опустевших батарей. Когда электросеть над дорогой прерывается электромобиль продолжит движение, используя лишь собственный бортовой источник энергии. Эта ситуация будет повторяться циклически, но результат будет достигнут. Грузовик будет работать в режиме электромобиля, и ему не потребуются частые и длительные остановки для запитывания АКБ. При этом автопоезду не понадобится и массивная 10-тонная батарея.

Коммерческое внедрение не за горами

Новая программа, в которой будут задействованы рогатые грузовики Scania R 450, поучаствует, как ожидается, в реальной эксплуатации различными транспортными компаниями. Данные будут направлены на анализ и оптимизацию гибридной электротрансмиссии, включая подбор мощности электродвигателя и емкости аккумуляторных батарей, управление энергопотреблением автомобиля. Кроме того будут изучены вопросы старения батарей и разработки новой системы охлаждения.

"Новые грузовики E-highway предлагают рациональный и эффективный процесс транспортировки, сохраняя экологическую чистоту. Предложенная концепция экономит деньги на батареях автомобиля и не позволяет получить перегрузку энергосистемы", - говорит Магнус Хеглунд (Magnus Haglund), руководитель отдела электромобилей Scania.

Следующей страной после Швеции и Германии, которая начнет испытания концепта eHighway станет Италия. Для этого на выделенном шестикилометровом участке автострады A35 Brebemi в северной Италии будет построена вся электрическая инфраструктура. В проекте примут участие электрогрузовики Scania, оснащенные пантографами Siemens. Итальянцы уже объявили свои амбициозные планы: они хотят стать первым eHighway в Европе. Для этого на трассе A35 Brebemi, соединяющим Брешию, Бергамо и Милан (три главных города провинции Ломбардия) будет построен электрифицированный участок длиной 62,1 км. Энергию для него планируется получать от солнечных панелей, которые установят вдоль этого маршрута. В Италии эту идею уже назвали Революционным проектом. Звучит как фантастика!

Автор: Владимир Чехута

Поделиться
Подпишись на Я.Н