Hybridní pohony - Alternativní busy Citaro

Kromě vývoje na standardních autobusech pracují konstruktéři značky Mercedes-Benz také na alternativních pohonech, které by znamenaly podstatné snížení zátěže životního prostředí.

Hybridní pohony jsou poměrně efektivním krokem na cestě k sériovému využívání palivových článků, které budou v blízké budoucnosti znamenat bezemisní provoz. Na konci roku 2007 svět autobusů zažil premiéru vozidla značky Mercedes-Benz Citaro G Bluetec Hybrid. Vozidlo bylo vybaveno hybridním diesel-elektrickým pohonem se zapojením do série, který znamená možnost pohánět autobus na krátké vzdálenosti pouze na elektriku. Kompaktní vznětový motor o zdvihovém objemu 4,8 l nepohání přímo vozidlo, ale žene generátor, který produkuje potřebnou elektrickou energii. Ta je skladována v bezúdržbových lithium-ionových bateriích uložených na střeše autobusu. Baterie jsou kromě toho dobíjeny energií získanou rekuperací při brzdění autobusu na zastávkách, či při samotném provozu na silnici. Kola Citara G BlueTec Hybrid jsou poháněna elektromotory uloženými v jejich nábojích, resp. lépe řečeno v nábojích kol druhé a třetí nápravy. Jejich součtový maximální výkon dosahuje úctyhodných 320 kW/435 k.

Kouzlem je rekuperace. Rekuperovaná energie získaná během brzdění autobusu do zastávek je využívaná jak pro dobíjení baterií, tak pro samotný pohon elektrických systémů vozidla při stání v zastávkách, při rozjíždění ze zastávek a při akceleraci na běžné silnici. Tím pádem je vozidlo schopné na krátkých, ale z hlediska znečištění škodlivinami z výfuku i zvukového zatížení, vzdálenostech samostatné činnosti prakticky bez spuštěného spalovacího motoru. Cílem konstruktérů je vyvinout celý systém hybridního pohonu tak, aby Citaro bylo schopno funkce na polovině ujeté denní vzdálenosti. Podle profilu cesty a operačního modu očekávají konstruktéři ze Stuttgartu úsporu od 20 do 30 % pohonných hmot oproti autobusu vybaveného standardním spalovacím motorem.

Palivové články. S novým modelem Mercedes-Benz Citaro FuelCELL Hybrid se však tolik očekávaná budoucnost městské hromadné dopravy stává pomalu, ale jistě skutečností. Poprvé byl autobus s palivovými články prezentován na kongresu UITP v letošním roce. Autobus kombinuje vyspělou technologii palivových článků, některých částí diesel-elektrického hybridního pohonu G BlueTec Hybrid a klasických konstrukčních podskupin autobusové platformy Citaro. To vše dohromady dává vyniknout chytrému a novátorskému systému pohonu.

Mercedes-Benz Citaro FuelCELL Hybrid se pohybuje prakticky bez škodlivých emisí a téměř bezhlučně. Tím pádem skýtá velké výhody při nasazení do center výfukovými zplodinami vysoce kontaminovaných, hustě zabydlených aglomerací.Systém FuelCELL Hybrid je klasifikován jako jedno z hlavních řešení pro zajištění mobility v blízké budoucnosti. Vývojáři očekávají, že spotřeba vodíku u nového systému pohonu bude téměř poloviční ve srovnání se systémy pohonu palivovými články první generace. Zvýšení životnosti palivových článků na šest let či minimálně na 12 tisíc operačních hodin, podporováno vysoce redukovanou mírou údržby přibližuje celý systém mílovými kroky k sériové výrobě. Palivové články, baterie a elektromotory jsou dnes prakticky bezúdržbová zařízení.

Vývoj přes několik generací. Stejně jako u první generace autobusů s palivovými články i u dnešní řady je většina technologie pohonu umístěna na zesílené konstrukci střechy. Tlakové nádrže pro vodík jsou umístěny v přední části, ale to je také to jediné co má dnešní FuelCELL Hybrid společného s první generací. Všechno ostatní zařízení doznalo podstatného vývoje. Lithium-ionové baterie jsou umístěny přímo za tlakovými nádržemi. Jejich kapacita dosahuje hodnoty 27 kWh, dostatečné pro pohon elektromotorů a dosažení výkonu 120 kW. Hybrid je schopen na tuto kapacitu pokrýt solidní část své cesty právě pouze elektrickou energií. Dva sklady palivových článků jsou umístěny přímo v srdci hybridního pohonu vozidla. Jsou k sobě uloženy boky, ale pracují zcela nezávisle. Každý sklad obsahuje 396 duálních palivových článků. Právě toto zařízení je zcela jiné než u předcházející generace. Zde vývojáři zapracovali na plné obrátky a oproti 38 až 43 % efektivity první generace dosáhly u nejnovější generace zařízení účinnosti 51 až 58 %. Systémy jako posilové servo řízení, klimatizační okruh a kompresor jsou poháněny elektrickou energií pouze v době, kdy musí být nutně v provozu. Tím pádem pracují s velkou účinností a nezatěžují pohonný systém vozidla odběrem energie, když ji nepotřebují. Všechny tyto systémy stejně jako vodou chlazené asynchronní elektromotory umístěné v nábojích kol byly převzaty z projektu Citaro G BlueTec Hybrid. Díky systému rekuperace elektrické energie při brzdění vozidla je spotřeba vodíku opět o 15 až 20 % nižší než by byla u systému bez rekuperace. Systém pohonu palivovými články je aktivován vždy, když to jízdní podmínky vyžadují. Přesto, že byla kapacita baterií zvýšena, vlastní hmotnost vozidla klesla oproti předcházejícímu provedení na 13,2 t. To je celých tisíc kilogramů ve prospěch pasažérů. Od nového roku budou autobusy Citaro FuelCELL Hybrid testovány v praktickém provozu města Hamburk.


Zdroj: Doprava a silnice 11/09
Autor: Milan Olšanský

Fotogalerie