CC BY
1
УДК 621.38(075.32)
https://doi.Org/10.35546/kntu2078-4481.2023.3.4
Д. О. ЛИЧОВ
кандидат техшчних наук, старший викладач кафедри автомобшьного транспорту
та сучасно! ¡нженери
Вщкритий м1жнародний ушверситет розвитку людини «Укра1на»
ORCID: 0000-0002-3231-5985
Т. В. ПЕТРЕНКО
старший викладач кафедри автомобшьного транспорту
та сучасно! ¡нженери
Вщкритий м1жнародний ушверситет розвитку людини «Укра!на»
ORCID: 0000-0003-4733-4035
Е. Г. САФАРОВ
кандидат техшчних наук, доцент кафедри автомобшьного транспорту та сучасно! iнженерii Вщкритий мiжнародний унiверситет розвитку людини «Укра!на»
ORCID: 0000-0002-4584-5539
ВИКОРИСТАННЯ ЕЛЕКТРОБУС1В НА АВТОТРАНСПОРТНИХ ШДПРИСМСТВАХ
Особливу увагу слid звернути на можливостi використання електробуав, яК змтили двигун внутршнього згорання на електричний двигун для покращення стану навколишнього середовища мегаполiсiв. 80% мiжмiських перевезень до 2040 року в крашах Свропейського Союзi мають перейти на електричн автобуси, таку тенден-цт для великих мкць плануеться реалiзувати i на територп Украши. Велика увага придшяеться в Укра'ш щодо розвитку транспортноi тфраструктури у напрямку електротранспорту в межах мюта. Для цього, починаючи з 30 жовтня 2019 року, тд час зiбрання Федераци роботодавщв автомобшьно'1' галузi розглядались питання щодо термiнологii проектування та виробництва електротранспорту, його електрозарядно'1' тфраструктури, заряд-них пристро '1'в та широкого вивчення ринку забезпечення електроавтобусами для комунальних пiдприемств мкт.
Основними представниками тдприемств-виробниюв електротранспорту в УкраЫ виступають: компатя Murmuration technology, компатя Сврокар, АВЕРЕ Укра'та Укравтопром, EV-UA - Укра'1'нська Асо^а^я Учасниюв Ринку ЕлектромобШв, ГО "Клуб "Електро-автосам", Федера^я роботодавщв автомобшьно'1' галузi, Корпора^я "Богдан". Результатом зустрiчi були внесен пропозицп щодо внесення змт до закону Украти «Про автомобшьний транспорт». Сучасне виробництво електроавтобуав е альтернативою для зменшення використання автобуав з дви-гунами внутрШнього згорання, що значно полтшуе екологш мста та регюну в цшому. Вартiсть обслуговування та ремонт значно менша, порiвняно iз звичайними автобусами. Оснащення електричним двигуном мського транспорту в Укра'ш безперечно сприяе правилам Свропейського Союзу щодо Мiжнародних стандартiв перевезення пасажирiв.
Ключовi слова: електричний транспорт, електробус, акумуляторна батарея.
D. O. LYCHOV
Candidate of Technical Sciences, Senior Lecturer at the Department of Road Transport and Modern Engineering Open International University of Human Development "Ukraine"
ORCID: 0000-0002-3231-5985
T. V. PETRENKO
Senior Lecturer at the Department of Road Transport and Modern Engineering Open International University of Human Development "Ukraine"
ORCID: 0000-0003-4733-4035
Е. G. SAFAROV
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor at the Department of Road Transport and Modern Engineering Open International University of Human Development "Ukraine"
ORCID: 0000-0002-4584-5539
POWER SUPPLY OF ELECTRIC BUSES IN MOTOR TRANSPORT ENTERPRISES
Special attention should be paid to the possibilities of using electric buses, which changed the internal combustion engine to an electric engine to improve the city's environment. By 2040, 80% of intercity transportation in the countries of the European Union should switch to electric buses, and such a trend for large cities is planned to be implemented on the territory of Ukraine. Much attention is paid in Ukraine to the development of transport infrastructure in the direction of electric transport within the city. To do this, starting from October 30, 2019, during the meeting of the Federation of Employers of the Automotive Industry, issues related to the terminology of the design and production of electric vehicles, its electric charging infrastructure, charging devices and a broad study of the market for the supply of electric buses for municipal utilities of cities were considered.
The main representatives of electric transport manufacturers in Ukraine are: Murmuration technology company, Eurocar company, AVERE Ukraine Ukravtoprom, EV-UA - Ukrainian Association of Electric Vehicle Market Participants, NGO "Electro-autosam Club", Federation of Employers of the Automobile Industry, Corporation "Bohdan". As a result of the meeting, proposals were made to amend the Law of Ukraine "On Road Transport".
Modern production of electric buses is an alternative to reduce the use of buses with internal combustion engines, which significantly improves the ecology of the city and the region as a whole. The cost ofmaintenance and repair is much lower compared to ordinary buses. Equipping urban transport with an electric engine in Ukraine undoubtedly contributes to the European Union's rules regarding International Passenger Transportation Standards.
Key words: electric transport, electrobus, battery.
Постановка проблеми
Сучасне виробництво та продаж електротранспорту в £врош та Укра!ш набули широких обсяпв. Особливу увагу слад звернути на можливосп використання електробуав, яш змшили двигун внутршнього згорання на електричний двигун для покращення навколишнього середовища мюта.
80 % мiжмiських перевезень до 2040 року в кра!нах £вропейського Союзi мають перейти на електричш авто-буси, таку тенденцш для великих мюць плануеться реалiзувати i на територп Укра!ни. Враховуючи такий потен-щал щодо використання елетроавтобуав, маемо глибше розглянути !х конструктивш особливосп та можливосп експлуатаци в межах мюта.
AH^i3 останшх дослщжень i публшацш
Дослвдження машин з електричною тягою показали, що саме переход до бшьш еколопчно чистого без шшдли-вих викидiв машини - формула можливосп до зменшення видобутку нафти та газу з подальшою !х переробкою. Використання акумуляторно! батарее дае можливють об'еднати з двигуном внутршнього згорання або повшстю перейти на електричну рушшну силу.
На сьогодш багато науковцiв як в Укра!ш, так i за кордоном дуже широко вивчають питання машин з електо-тягою. Зокрема, Будьонний О. В., Гладш Б. О., Гнатов A. В., Гончаров Ю. П., Дембщький В. М., Кошель М. Д., Шевчук Я. В.
Формування мети дослщження
На европейському ринку тенденцп створення електоавтобуав належать таким виробникам: польському Solaris, шведському Volvo, нiмецькому MAN i Mercedes-Benz. BYD та китайськ1. Але тенденцп щодо кiлькостi виробництва електроавтобуав на разi немае, при цьому Китай не вiдстае ввд европейського ринку.
Зокрема, MAN випустив 18-метровий електроавтобус Lion's City 18 E, розрахований на перевезення 120 паса-жирiв. Потужнiсть електродвигуна вiд 350 до 480 кВт з модульною батареею 640 кВтг. Польський Solaris випустив 15-метрову модель Urbino 15 LE electric з трьома дверима для перевезення 53 пасажирiв на сидячих мюцях. Основне призначення для мiських та примiських перевезень з потужнютю двигуна 300 кВт, а також водним охо-лодженням, чотири батарейнi блоки розташованi у заднш частинi автобуса, ще двi на даху, загальна потужнiсть акумулятора 470 кВт.
Особливу увагу слад звернути на 18-метровий електроавтобус вщ шмецького виробника Mercedes-Benz eCitaro G. Це перша сершна модель мюького автобусу з батареями, як1 мають твердий склад. Такий склад сприяе збшьшенню збереження енерги на 25% та термшу служби, н1ж лiтiй-iоновi батаре!. Компанiя гарантуе до 10 рошв експлуатаци батаре! на електроавтобус eCitaro G та пробiг - до 840 тис. км. £мнють батаре! складае 441 кВтт дозволяе eCitaro G запас ходу до 220 км у теплий перюд i до 170 км проб^ в холодний перюд при увiмкненому опаленнi.
Починаючи з 2015 року львiвський завод «Електрон» запропонував проект та випустив перший електроавтобус «Електрон Е191». Довжина кузова 12 метрiв з розрахунком на 100 пасажирiв. Повного заряду батаре! вистачае на 225 км, при цьому, акумулятор витримуе вщ 5 до 8 циклiв перезарядки протягом 7 годин. £ дуже щкава особливють львiвського електроавтобуса - це наявшсть пантографа. Цей прилад надае можливють працювати електроавтобусу i, як тролейбус, оскшьки зарядження вiдбуваеться вiд контактно! мережг
Дом^юче мкце щодо батарейних моделей належить - комплект батарей на борту електроавтобуса, але тенденция використання рiзних речовин для батарей е i водневi паливнi елементи. Наприклад, на пiвночi Дани пра-цюе модель А330 ввд компани Van Hool.
Велика увага придшяеться в Укра1ш щодо розвитку транспортно! iнфраструктури у напрямку електротран-спорту в межах мюта. Для цього, починаючи з 30 жовтня 2019 року, пвд час зiбрання Федерацп роботодавцiв авгомобшьно! галузi розглядались питання щодо термшологи проектування та виробництва електротранспорту, його електрозарядно! iнфраструктури, зарядних пристро1в та широкого вивчення ринку забезпечення електроав-тобусами для комунальних пвдприемств мют.
Основними представниками пiдприемств-виробникiв електротранспорту в Укрш'ш виступають: компа-нiя Murmuration technology, компанiя £врокар, АВЕРЕ Укра!на Укравтопром, EV-UA - Украшська Асоцiацiя Учасникiв Ринку Електромобiлiв, ГО "Клуб "Електро-автосам", Федерацiя роботодавцiв автомобшьно1 галуз^ Корпорацiя "Богдан". Результатом зустрiчi були внесенi пропозици щодо внесення змш до закону Украши «Про автомобшьний транспорт» в Роздiл VI «Прикшцевих положень», зокрема:
1. Розробити еколопчш вимоги до парку автобусiв, яш обслуговують пасажирiв на мiських маршрутах в мю-тах Ки1в, Харшв, Днiпро, Одеса, Львiв з поетапним доведениям кiлькостi електроавтобусiв украшського виробництва (що мають один або юлька електродвигунiв) вiд парку вщ 5 вiдсоткiв у 2021 рощ до 50% в 2031 рощ.
2. Розробити еколопчш вимоги до парку автомобшьних транспортних засобiв, яш здшснюють перевезення побутового i харчового смптя в мiстах Ки1в, Харшв, Днiпро, Одеса, Львiв з поетапним доведенням кiлькостi електровантаж1вок украшського виробництва (смiттевозiв, що мають в якосп двигуна один або калька електро-двигунiв) ввд парку вiд 5 вщсотшв в 2021 роцi до 50% в 2031 рощ [1].
Одшею з перших украшських компашй, яка отримала сертифiкат вiдповiдностi на виробництво стала компа-нiя Skywell (рис. 1, 2). Це 12-метровий автобус NJL 6129 BEV, який розрахований на перевезення 81 пасажира, зокрема мiсць для сидiння - 32. Максимальна швидшсть складае 70 км/год, запас ходи - 300 км. На зарядку елек-тробатарей йде 40-80 хвилин. Електроавтобус оснащений LED-освиленням, пiдсвiткою сходинок, низькою тд-логою, водiйським сидiнням з електропщ^вом, системою вiдеоконтролю парковки i дверей шд час зупинок [2].
Рис. 1
Потенщал використовувати електроавтобуси в межах м1ста, мае сприяти покращенню еколопчно! ситуаци, для зниження статистики смертносп у наслщок забруднення повиря, оск1льки стан навколишнього середовища в Укра!'ш небезпечний. Причинами попршення еколопчно! ситуаци е:
- використання застарших автобуав, яш працюють на дизельному палив1 або дизелц
- ввезення з кра!н £вропейського Союзу автобуав, яш були в експлуатацп понад 20 рок1в.
Особливу увагу, слад придшити врегулюванню законодавства Укра1ни для можливосп швестувати в тран-спортну шфраструктуру: шляхом розробки проекпв щодо впровадження надсучасних технологш, як1 змшять використання двигушв внутршнього згорання в автобусах на електродвигун.
На сьогодшшнш день, популярною моделлю батаре! для електроавтобуав вважаеться комплект батарей на борту, але е 1 альтернатива на водневих паливних елементах.
Проб1г та тривал1сть зарядки обмежуе можлив1сть застосовувати електроавтобуси для перевезення пасажир1в на значш ввдсташ. Виршенням ще! серйозно! проблеми з можлив1стю бездротово! зарядки зайнялася компашя
Momentum Dynamics, яка почала прокладати мережу в 300 кВт для електричних автобуСв. Принцип роботи поля-гае в наступному: автобуси з приймачем зупиняються над вбудованим в дорожньому покритп зарядним при-строем, далi зарядка продовжуеться автоматично, при цьому кожний зарядний модуль мае потужнiсть 75 кВт.
Рис. 2
У Францп було запропоновано розробку батарей з твердим тшом, що сприяло штегруванню hobîthîx лтй-iонних акумулятрiв для моделей Blue Solutions та Bluebus у модельному рядi 6-ти та 12-метрових електробу-ciB. Тенденцiя використання твердотшьних батарей мае продовжуватися на ринку виробництва електроавтобусiв до 2026 року з появою трьох европейських партнерiв. Також майбутне акумуляторних батарей покладаеться на Forsee Pover - фiрму, яка cпецiалiзуетьcя на штелектуальних акумуляторних системах, проектуваннi та виробни-цтвi лiтiй-iонних батарей для легких та важких транспортних заcобiв (рис. 3).
Рис. 3
Основш вимоги щодо тдтримки емносл батаре! протягом термiну служби, швидкостi зарядки, безпечносл фiрми Blue Solutions i Forsee Power (рис. 4) розробили новий акумуляторний елемент GEN4, лтй-юнш батаре! NMC (нiкель-марганцево-кобальтовi) з високою щшьнютю енергi!, марок FORSEE ZEN PLUS та FORSEE ZEN SLIM для поточно! лшшки електроавтобуСв Bluebus.
Ультратонка конструк^ зарядно! батаре!, яку випустили в 2022 роцi (акумуляторна система ZEN PLUS) для 12 метрових електроавтобуСв Bluebus. Акумуляторна система ZEN PLUS складаеться з 28-32 модулiв емнiстю ввд 74 до 84 кВтг, де лiтiй-iоннi елементи NMC мають керований температурний режим, що сприяе використанню в рiзних ктматичних поясах, термiном служби до 5000 циктв для систем ZEN SLIM та ZEN PLUS. Ц лтй-юнш батаре! виробник пропонуе у п'яти варiантах емностi (74-84 кВтгод.) зi щiльнiстю енергi! до 180 Втг/кг при цьому тримаючи моторизацiю 650 Вт та 800 Вт в одному формап акумуляторно! батаре!.
Перший досввд застосування Forsee Power дозволив працювати понад 1800 електробусiв у £врош та вiдкрити новi ринки продажу в Африщ, Близькому Сходг
Рис. 4
Ще одшею шщативою використання акумуляторних батарей може бути переоснащення автобуСв на автобуси з електротягою. Задня Bicb електробуса i3 вбудованими в маточину колеса електродвигунамиФото: Gero Rueter/ DW (рис. 5).
Рис. 5
Висновки
Сучасне виробництво електробусiв е альтернативою для зменшення використання автобусiв з двигунами внутршнього згорання, що значно полiпшуе еколопю мiста та регiону в цшому. Вартiсть обслуговування та ремонт значно менша, порiвняно iз звичайними автобусами. Оснащения електричним двигуном мiського транспорту в Укра!ш безперечно сприяе правилам £вропейського Союзу щодо М1жнародних стандартiв перевезення пасажирiв.
Список використаноТ лггератури
1. Макогон С. Електромобш - майбутне, метан - теперишне. Як швидко покращити ситуацiю iз забруд-ненням повiтря в Украш. URL: https://nv.ua/ukrMz/experts/gaz-na-avto-gbo-ekonomichnodlya-vlasnikiv-chisto-dlya-navkolishnogo-seredovishcha-vigidno-dlya-ukrajini-50036086.html (дата звернення: 26.09.2023).
2. Китайська компанiя BYD зi сво!ми електробусами вийшла на ринок Шмеччини. URL: https://elektrovesti. net/67826_kitayskaya-kompaniya-byd-so-svoimi-elektrobusami-vyshla-na-rynokgermanii (дата звернення: 26.09.2023).
References
1. Makogon S. (2019). Electric cars are the future, methane is the present. How to improve the air pollution situation in Ukraine quickly. Retrieved from: https://nv.ua/eng/biz/experts/gaz-na-avto-gboekonomichno-dlya-vlasnikiv-chisto-dlya-navkolishnogo-seredovishcha-vigidno-dlya-ukraine- 50036086.html (Accessed: 26.09.2023).
2. Electrovesti.net (2019). BYD Chinese Company Launches German Market with its Buses. Retrieved from: https:// elektrovesti.net/67826_kitayskaya-kompaniya-byd-so-svoimi-elektrobusami-vyshlana-rynok-germanii (Accessed: 26.09.2023).
