Autobusowy test Mercedesa w Berlinie: eCitaro z bateriami NMC 3

pięć lat na rynku

Wprowadzony na rynek w 2018 r. eCitaro bazuje na klasycznym Citaro z silnikiem spalinowym i łączy sprawdzoną technologię z najnowocześniejszym napędem elektrycznym.

W 2022 roku w samych Niemczech zarejestrowano prawie 300 nowych pojazdów eCitaro – co stanowiło prawie połowę wszystkich nowo zarejestrowanych e-busów o masie ponad 8 ton w tym kraju. Prawie 700 autobusów eCitaro jest obecnie eksploatowanych przez niemieckie przedsiębiorstwa transportu publicznego, z czego prawie jedna czwarta to autobusy przegubowe.

Od końca 2022 roku, eCitaro dostępny jest w najnowszej wersji, z akumulatorami litowo-jonowymi trzeciej generacji (NMC 3), co wprowadza ten model na wyższy poziom efektywności.

Za skrótem NMC 3 kryje się nowa generacja wysokowydajnych akumulatorów o ulepszonej chemii ogniw. Nowością jest również modułowa konstrukcja zespołu baterii. Nowa generacja składa się z akumulatorów litowo-jonowych z nową, wysokoenergetyczną katodą NMC (NMC: litowo-niklowo-manganowo-kobaltowy tlenek), płynnym elektrolitem i zaawansowaną anodą grafitową. Wyjątkową zaletą jest pojemność 4,93 Ah na ogniwo , co powoduje znaczny wzrost pojemności o około 50 procent przy tej samej wadze. To z kolei przekłada się na daleki zasięg bez ładowania okazjonalnego.

W każdym module akumulatorowym zainstalowanych jest 600 ogniw. Zostały one włączone w obwód chłodzenia, aby zapewnić optymalną temperaturę pracy akumulatora na poziomie około 25 stopni Celsjusza. Kontrola temperatury zapewnia maksymalną żywotność i wydajne ładowanie. Dziewięć modułów baterii łączy się, tworząc zestaw baterii z 5400 ogniwami. Daje to znamionową energię 98 kWh na akumulator. Tak jak poprzednio, bateryjnym partnerem Mercedesa jest Akasol.

indywidualna konfiguracja

Zarówno w przypadku autobusu solo eCitaro, jak i autobusu przegubowego eCitaro G możliwe są różne wersje konfiguracji akumulatorów, zgodnie z indywidualnym profilem eksploatacji. Autobus eCitaro solo jest dostępny z co najmniej czterema i nie więcej niż sześcioma zestawami akumulatorów NMC 3 o łącznej pojemności do 588 kWh. Są one podzielone na trzy lub cztery paczki na dachu i dwie paczki w dawnej komorze silnika.

Z kolei autobus przegubowy eCitaro ma minimum cztery i maksymalnie siedem zestawów akumulatorów o łącznej pojemności do 686 kWh. W przedniej części mieści się do pięciu paczek i, w zależności od konfiguracji autobusu, jedna w tylnej części oraz jedna w dawnej komorze silnika.

W przeciętnych warunkach maksymalna konfiguracja akumulatora zapewnia niezawodny zasięg 280 km dla autobusu eCitaro solo i 220 km dla eCitaro G przez cały okres eksploatacji akumulatora. W sprzyjających warunkach zasięg wynosi ponad 300 kilometrów.

Ze względu na dużą pojemność energetyczną, eCitaro NMC 3 dobrze nadaje się również do długich tras i późniejszego ładowania z gniazdka w zajezdni z mocą ładowania do 150 kW. Wejścia plug-in dostępne po lewej i prawej stronie pojazdu – oraz nad przednią osią oraz z tyłu. Możliwe są maksymalnie dwie pozycje gniazd na pojazd.

Jeśli planowane są dłuższe trasy, ładowanie pośrednie można również przeprowadzić za pomocą pantografu lub odwróconego pantografu. W tym przypadku moc ładowania wzrasta do 300 kW.

Oprócz wysokiej gęstości energii akumulatory NMC mają również inne zalety. To:

Nowa generacja spełnia już wymogi bezpieczeństwa zgodnie z normą ECE-R 100-3, która zacznie obowiązywać dopiero jesienią 2023 r. i obejmuje dużą liczbę testów i kontroli .

Imponująca jest również trwałość – Akasol zakłada 4000 cykli ładowania, w zależności od takich czynników, jak głębokość rozładowania i indywidualne profile użytkowania. Przy codziennym użytkowaniu i późniejszym ładowaniu w zajezdni odpowiadałoby to żywotności do 10 lat.

zarządzanie termiczne

Sama pojemność baterii nie mówi wystarczająco dużo o osiągach i zasięgu w pełni elektrycznego autobusu miejskiego – prawdziwym punktem odniesienia jest zużycie energii. W autobusie miejskim na zużycie energii bardzo duży wpływ mają warunki klimatyczne, a tym samym chłodzenie, a przede wszystkim ogrzewanie wnętrza pojazdu. Dlatego Mercedes-Benz kładzie duży nacisk na zarządzanie ciepłem. W porównaniu z obecnymi modelami Citaro wyposażonymi w silnik spalinowy, zapotrzebowanie na energię do ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji jest mniejsze o około 40 procent. Ta niezwykła efektywność energetyczna stanowi podstawę do osiągnięcia rozsądnego zasięgu eCitaro nawet w niesprzyjających warunkach.

Baterie NMC są początkowo podgrzewane do idealnej temperatury 25 stopni Celsjusza. Prowadzi to do maksymalnej pojemności ładowania, wydajności i żywotności. Przedział pasażerski jest ogrzewany w sposób energooszczędny pompą ciepła i wspomagany przez rezystor hamowania w przypadku znacznych zmian temperatury. Nagrzewnica przednia jest wyposażona w podwójny wymiennik ciepła. Elementy rozpraszające ciepło są ze sobą połączone, aby zminimalizować energię potrzebną do ich schłodzenia. Moc ogrzewania i klimatyzacji zmienia się w zależności od obciążenia pojazdu i temperatury zewnętrznej. Montowany na dachu system klimatyzacji ma w standardzie dodatkową funkcję pompy ciepła i bardzo wydajnie ogrzewa kabinę nawet przy niskich temperaturach zewnętrznych. CO2 jest stosowany jako wysoce wydajny i przyjazny dla środowiska czynnik chłodniczy.

Wnętrze pojazdu można wstępnie przygotować do pożądanej temperatury podczas ładowania akumulatorów w zajezdni. Oznacza to, że energia potrzebna do wymaganej klimatyzacji nie jest pobierana z akumulatora na początku podróży, co zwiększa zasięg. Możliwe jest nawet nadmierne kondycjonowanie, co dodatkowo zmniejsza zużycie podczas pracy. Ponadto dzięki elektrycznemu systemowi klimatyzacji niezbędna wydajność jest dostępna przez cały czas i nie zależy od aktualnej prędkości obrotowej silnika spalinowego.

oś portalowa

Napęd nowego eCitaro oparty jest na sprawdzonej i zoptymalizowanej elektrycznej osi portalowej ZF AVE 130 z silnikami elektrycznymi na piastach kół. Moc szczytowa silników wynosi 2 x 125 kW, a moment obrotowy 2 x 485 Nm. Dzięki przełożeniu moment obrotowy 2 x 11 000 Nm na osi jest w pełni dostępny od samego początku dzięki systemowi i zapewnia odpowiednią dynamikę nawet przy pełnym obłożeniu. W przypadku autobusów przegubowych seryjnie napędzane są osie środkowa i tylna.

Układ przestrzeni pasażerskiej eCitaro odpowiada układowi typowych modeli Citaro. Kierowca eCitaro nie musi się dostosowywać bardziej niż pasażerowie. Kokpit i koncepcja obsługi w dużej mierze odpowiadają znanej konfiguracji. Kierunek jazdy wybiera się przyciskami D-N-R. Niemal identyczna obsługa w porównaniu z Citaro wyposażonym w silnik spalinowy umożliwia zwykłą szybką zmianę kierowców.

Jednak oprzyrządowanie spełnia wymagania napędu elektrycznego. Tutaj wskaźnik dostępności energii zastępuje obrotomierz. Pokazuje aktualne zapotrzebowanie na moc lub rekuperację. Kierowca otrzymuje również informację o stanie naładowania akumulatorów. Z centralnego wyświetlacza kierowca może uzyskać dostęp do zasięgu, dostępności zasilania i wskaźnika ładowania. eCitaro wspiera również kierowcę w energooszczędnej jeździe za pomocą kontroli przyspieszenia: podczas ruszania z przystanku autobusowego lub z sygnalizacji świetlnej, niezależnie od tego, czy pojazd jest pusty, czy z pełnym obciążeniem, moment obrotowy jest redukowany do komfortowego poziomu. Prowadzi to do łagodnego i przyjaznego dla pasażerów stylu jazdy, a jednocześnie zmniejsza zużycie energii.

bezpieczeństwo eCitaro

Nacisk na bezpieczeństwo obejmuje m.in. technologię wysokonapięciową z odpornymi na uderzenia modułami akumulatorów i dobrze chronionymi przewodami wysokiego napięcia. Baterie są testowane i certyfikowane zgodnie z przepisami dotyczącymi towarów niebezpiecznych. Testy ogniwa, modułu ogniwa, zestawu akumulatorów i grup akumulatorów w pojeździe wykazały, że systemy akumulatorów są bezpieczne.

Do tego dochodzi aktywne bezpieczeństwo eCitaro. Autobus solo jest fabrycznie wyposażony w elektroniczny program stabilizacji toru jazdy ESP i jego liczne podfunkcje. Mercedes-Benz opcjonalnie dostarcza eCitaro z asystentem pokonywania zakrętów Sideguard Assist z wykrywaniem pieszych oraz z Preventive Brake Assist, pierwszym aktywnym asystentem hamowania w autobusach miejskich.

testowy model

I na koniec kilka informacji technicznych o testowanym przez nas egzemplarzu. Oferuje on pięć zestawów akumulatorów wysokonapięciowych o łącznej pojemności energetycznej 490 kWh, rozmieszczonych na dachu (trzy zestawy) i z tyłu (dwa zestawy). Pojazd jest ten przeznaczony tylko do ładowania w zajezdni i może być elastycznie ustawiany w różnych pozycjach dzięki gniazdom ładowania po lewej i prawej stronie.

Mercedes wyposażył go w najnowocześniejsze systemy wspomagania i bezpieczeństwa, w tym nowy system kamer 360°. Stanowi on znaczne wsparcie dla kierowcy, kiedy ważne jest precyzyjne manewrowanie, czy to w zajezdni, czy w wąskich gardłach na trasie.

Do tego mamy aktywnego asystenta hamowania Preventive Brake Assist, asystenta pokonywania zakrętów Sideguard Assist oraz system monitorowania ciśnienia w oponach (TPM). Bezpieczeństwo i wsparcie dla kierowcy zapewnia również Akustyczny System Ostrzegania o Pojeździe oraz przełączane ograniczenie prędkości do 33 km/h, co znacznie ułatwia jazdę w strefach Tempo 30.  W zależności od profilu użytkowania limit można ustawić również na inne prędkości.

Pojemność maksymalna to 81 pasażerów, w tym 34 pasażerów może zająć miejsca na wyprodukowanych przez EvoBus siedzeniach City Star Eco. Siedziska i oparcia zostały obite podnoszącą na duchu tkaniną. Czerwone poręcze sufitowe, nastrojowe oświetlenie z ciągłymi niebieskimi paskami świetlnymi nad przejściem i oknami oraz drewnopodobna podłoga w niskopodłogowym autobusie miejskim zapewniają poczucie świeżości i komfortu.

Specjalny obszar naprzeciwko wejścia 2 można wykorzystać na różne sposoby: Jest wystarczająco dużo miejsca na wózek inwalidzki lub wózek dziecięcy. Podstawka skierowana przeciwnie do kierunku jazdy posiada składane siedzisko. W kierunku jazdy jako alternatywa dla miejsca do stania dostępne są dwa dodatkowe składane siedzenia.

System informacyjno-rozrywkowy obejmuje jeden 18,5-calowy monitor TFT za ścianką działową po stronie kierowcy i drugi 29-calowy monitor TFT w dużym formacie za poprzecznym kanałem biegnącym w poprzek pojazdu. Pasażerowie mogą ładować swoje urządzenia mobilne na 13 podwójnych gniazdach USB.

Dane techniczne Mercedes-Benz eCitaro MA-MB 1422 z akumulatorami NMC3:

• Długość szerokość wysokość – 12125/2550/3400 mm
• Rozstaw osi – 5900 mm
• Zwis przód/tył  – 2805/3430 mm
• Promień skrętu – około. 21 214 mm
• Wysokość wnętrza, przejście środkowe – Przód 2313, tył 2021 mm
• Pojemność baterii – NMC 3, 490 kWh
• Moc ładowania – 150 kW przy maks.
• Rozmiar opony = 275/70 R 22,5
• Dopuszczalna masa całkowita pojazdu – 20 000 kg
• Dopuszczalny nacisk na oś, przód/tył – 8 000/13 000 kg
• Typ silnika –  dwa silniki w piastach kół, asynchroniczne trójfazowe / 125 kW na silnik / Szczytowy moment obrotowy 485 Nm na silnik
• Oś przednia – ZF RL 82 EC, niezależne zawieszenie kół
• Tylna oś – ZF AVE 130, niskopodłogowa oś portalowa