В статье представлена характеристика электробусов, эксплуатируемых в России — конструкция электрического силового агрегата, производительность, история появления и особенности разработок, экологическая безопасность и перспективы внедрения электротранспорта в крупных городских агломерациях России.
Ключевые слова: электробус, омнибус, электротранспорт, эксплуатация, испытания, экологическая безопасность.
The article presents the characteristics of electric buses operated in Russia — the design of the electric power unit, performance, the history of the appearance and features of developments, environmental safety and prospects for the introduction of electric transport in large urban agglomerations of Russia.
Keywords: electric bus, omnibus, electric transport, operation, testing, environmental safety.
Для любой сферы деятельности современного общества характерным является широкое использование автомобилей, оборудования, приборов, аппаратов, механизмов и других промышленных изделий.
Мощный поток открытий и изобретений в области промышленной энергетики, микроэлектроники, компьютерной техники, химии и т. д. привел к значительному росту производства новых видов энергетического и металлообрабатывающего оборудования и бытовой электроники, средств и приборов автоматизации, транспортных средств и т.д. [1].
Резко возросла насыщенность основных секторов экономики появлением новых машин, аппаратов, и оборудования, воплощенные новейшими достижениями научно-технических исследований. Парк транспортных средств (далее — ТС) в России и в мире исчисляется миллионами машин. Активно внедряются технологии создания ТС на альтернативном виде топлива, что позволяет улучшить экологическую обстановку в стране и в мире.
В этих условиях значительно возросли масштабы, роль и значение повсеместного перехода общественного транспорта на компактные накопители электроэнергии [2].
В настоящее время, в России, набирает популярность появление и развитие нового вида транспортного средства, предназначенного для перевозки людей — электробус.
Актуальность данной темы заключается в том, что применение электробусов стало актуальным в связи с ограничениями выбросов вредных веществ и постоянно снижающимися запасами ископаемых источников энергии.
Цель подразумевается в изучении, как конструкции электрического силового агрегата, так и ряда других вопросов: производство электробусов в России, история создания, экологическая безопасность, эксплуатация в различных климатических поясах и методы испытаний транспортных средств.
В связи с поставленной целью следует решить ряд задач:
- Изучить историю создания электробусов и их появление в России;
- Рассмотреть ряд российских производителей электробусов;
- Исследовать электробусы, производящиеся в России: производство, устройство, принцип работы, эксплуатационные качества и т. д.;
- Охарактеризовать электробусы, путем сравнения нескольких моделей;
- Дать оценку методике испытаний транспортных средств (электробусов).
Впервые движущаяся модель электробуса на металлических колёсах была продемонстрирована на Всемирной выставке 1900 года в Париже.
Первый электрический маршрутный автобус появился в Великобритании в 1906 году. В 1907 году в Лондоне компанией «London Electrobus Co» было открыто регулярное движение автобусов с электроприводом на маршруте между Victoria Station и Liverpool street.
В сборку британских электробусов входили французские компоненты и батареи, которые позволяли проходить без подзарядки до 40 миль (≈64 км), что было достаточно для четырёх рейсов между конечными остановками. После утренней смены электробус отправлялся в гараж, где батареи полностью менялись на новые.
Первый российский электрический омнибус, предназначенный для перевозки 15 человек, был построен в 1902 году на фабрике «Дукс». Электрический автобус мог двигаться без подзарядки почти 70 километров. Основным автором идеи и проекта выступил изобретатель Ипполит Романов, известный своим электромобилем «Кукушка» для 2 человек, который был представлен широкой общественности Санкт-Петербурга ещё в 1899 году.
Электробус (электрический автобус, омнибус) — безрельсовое механическое транспортное средство с электрическим приводом, предназначенное для перевозки людей по установленному маршруту [3].
Россия стала лидером в мире, по разработкам такого вида транспорта. Каждый из отечественных производителей подходит к разработке электробусов с разных сторон. КАМАЗ и «Группа ГАЗ» избрали быструю дневную зарядку батарей непосредственно на зарядных станциях по маршруту следования.
Сегодня наша конструкторская школа «электробусостроения» не только наравне конкурирует с зарубежной, но и во многом опережает её. Нефтекамские автобусы КАМАЗ и ЛиАЗ достигли хороших рейтинговых высот [2].
Рис. 1. Количество электробусов в России* на 2020 г. и прогноз на 2025–2027 гг. (шт.)
*данные сайта https://iot.ru со ссылкой на ООО «Мосгортранс»
По данным NEWS.RU в июле 2022 года количество электробусов (только в Москве) превысило отметку 1000 единиц. Следовательно, прогноз в ближайшее время будет существенно скорректирован в положительную сторону.
Однако, по внедрению электробусов Россия не в лидерах, но занимает примерно среднюю строчку среди стран-производителей таких транспортных средств [2]. Согласно отчёту исследовательской организации BloombergNEF в 2018 году во всём мире парк электробусов насчитывал почти 425 000 машин (табл. 1).
Таблица 1
Количество электробусов в мире на 2018 г. и прогноз на 2025–2027 гг.
|
Страна |
Количество электробусов по состоянию на 2018 г. (шт.) |
Прогноз по состоянию на 2025–2027 гг. (шт.) |
|
Китай |
421 000 |
600 000 |
|
страны Европы (суммарно) |
2 250 |
12 000 |
|
США |
300 |
4 700 |
|
Индия |
нет данных |
3 700 |
|
Другие страны (суммарно) |
нет данных |
9 000 |
В 2012 году инжиниринговой компанией Drive Electro на базе НефАЗ-5299 по заказу ООО «Лиотех» был построен электробус большой вместимости, который прошёл испытания, получил сертификат безопасности транспортного средства и был сдан в эксплуатацию в одно из автотранспортных предприятий города Новосибирск [3].
В 2016 году в Москве начались испытания экспериментальной модели электробуса КамАЗ-6282: 25 сидячих мест, общая вместимость 85 человек, литий-титанатные аккумуляторы с функцией сверхбыстрой зарядки от сети 380 В, запас хода 100 км) [3].
В ходе проведения полигонных испытаний электробус «КАМАЗ-6282» показал хороший результат по пробегу (50 000 км), тягово-скоростным характеристикам, что позволило пройти сертификацию и запустить серийное производство данной модели [5].
Аналогично, в 2016–2017 гг. в Москве проходил испытания электробус разработанный «Группой ГАЗ» электробус ЛиАЗ-6274 на базе низкопольного автобуса большого класса ЛиАЗ-5292.
Испытания являются источником почти всех достоверных сведений о свойствах и качестве наземной техники на всем протяжении её жизненного цикла (от разработки проектов до истечения срока службы и утилизации) и служат основанием совершенствования конструкции, технологии изготовления, планировании снабжения запасными частями, технического обслуживания и эксплуатации.
Некоторые характеристики электробусов российского производства и Республики Беларусь представлены в виде сравнительной таблице 2.
Таблица 2
Сравнительный анализ электробусов
|
Показатель |
Марка электробуса |
||||
|
КАМАЗ-6282 |
ЛиАЗ-6274 |
НефАЗ-52992 |
Тролза-5265 |
АКСМ Е321 |
|
|
Габариты, мм |
12155х2500х3480 |
11990х2500х3300 |
11990х2500х3480 |
12660х2550х3470 |
12500х2550х- |
|
Запас автономного хода, км |
100 |
80 |
100 |
15 |
30 |
|
Пассажиро-вместимость, чел. |
85 |
100 |
85 |
85 |
83 |
|
Количество мест для сидения |
25 |
30 |
25 |
19 |
26 |
|
Мощность силовой установки, кВт |
125 |
130 |
2х115 |
550 В |
150 |
|
Накопители энергии |
Литий-титанатные тяговые АКБ |
Литий-ионные тяговые АКБ |
Нет данных |
||
Одним из производителей электробусов с подзарядкой в движении было ЗАО «Тролза». В период с 2014 по 2017 гг. компания поставила такие машины в Тулу, Нальчик, С.-Петербург. Поставки осуществлялись и за рубеж — в Аргентину.
В настоящее время подобная техника производится ООО «ПК Транспортные системы» и ОАО «Белкоммунмаш» [3].
Электробус по многим критериям напоминает городской троллейбус, однако в общей концепции транспортного средства нового поколения соответствует электромобилю [4].
Источников электрической энергии служит аккумулятор большой емкости (накопитель энергии). Именно от накопителей энергии зависит среда эксплуатации электробуса [4]. Во избежание поломок аккумулятора, должен соблюдаться температурный режим (-35…+40°С). Тяговый электродвигатель, используя электрическую энергию, поступающую от накопителя, приводит в движение ведущие колеса электробуса.
Габариты электробуса и классической модели автобуса в целом схожи. В длину электробус достигает 12 метров, ширина — составляет около 2,5 метров, высота — 3,5 метра. Каждый производитель может придерживаться своих предпочтений в отношении размеров транспортного средства, но в соответствии с общепринятым подходом (размерам транспортного средства, критериям вместительности, маневренности, комфорта и др.) Масса электробусов может достигать 18 тонн, средняя вместительность салона — 90 пассажиров, а уровень пола пассажирского салона — 36 см. Разгоняться электробус может до 80 км/ч [4].
Для понимания сути функционирования электробусов важно знать, каким образом происходит восстановление их зарядной базы. На сегодняшний день выделяют четыре вида состава наземного безрельсового электротранспорта:
— электробусы, использующие подзарядку аккумуляторов во время езды;
— электробусы, практикующие ночную зарядку;
— электробусы с быстрой зарядкой на штатных и конечных остановках общественного транспорта;
— электробусы, практикующие замену аккумуляторных батарей [4].
Рассмотрим электробусы со стороны экологической безопасности. Загрязнение воздуха — критически важная проблема современности. ВОЗ и ООН сообщают, что 9 из 10 людей дышат загрязненным воздухом, что убивает 7 миллионов человек ежегодно. Автотранспорт выбрасывает в атмосферу массу вредных веществ — от оксидов азота и углерода до твердых частиц (сажи), настолько мелких, что они обходят естественную защиту дыхательной системы и попадают прямиком в организм.
Очевидно, что применение электро- и гибридного автотранспорта позволяет снизить выбросы оксида азота в 3, а твердых частиц — в 6 раз. Кроме того, эксплуатация электро- и гибридного транспорта снижает расход топлива до 25 % и повышает скорость работы на маршруте. Важно добавить, что уровень шума электробуса ниже на 30 % в отличие от обычного автобуса, а затрат на эксплуатацию в 10 % меньше, чем у троллейбуса.
Применение электробусов стало актуальным в связи с ограничениями выбросов вредных веществ и постоянно снижающимися запасами ископаемых источников энергии.
Изучив конструкцию электрического силового агрегата и ряда других вопросов можно сделать вывод, что эксплуатация нового вида транспортного средства в условиях нашего климата и обстановки окружающей среды необходима, особенно в крупных городских агломерациях.
С точки зрения экологической безопасности, электробусы не несут степени отрицательного влияния на окружающую среду в процессе всего срока эксплуатации (номинальный срок эксплуатации 12 лет).
Литература:
- Организация и техническое обслуживание автомобилей зарубежными фирмами: учебное пособие / В. В. Краснокутский — Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2008. — 40 с. (дата обращения: 14.11.2022).
- Ожго, В. Электробусы в России: заводы получили сотни заказов, а скоро счет пойдет на тысячи / В. Ожго. — Текст: электронный // 5 колесо: автопарк: [сайт]. — URL: https://5koleso.ru/avtopark/elektrobusy-v-rossii-zavody-poluchili-sotni-zakazov-a-skoro-schet-pojdet-na-tysyachi/ (дата обращения: 02.12.2022).
- Электробус. — Текст: электронный // Википедия — свободная энциклопедия: [сайт]. — URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Электробус (дата обращения: 29.09.2022).
- Электробус, конструкция, виды, преимущества и применение. — Текст: электронный // Allbreakingnews.ru 2020: новостной портал: [сайт]. — URL: https://allbreakingnews.ru/ (дата обращения: 02.12.2022).
- КамАЗ 6282: технические характеристики. — Текст: электронный // ГРУЗОВИК.БИЗ: [сайт]. — URL: https://gruzovik.biz/articles/kamaz-6282-tekhnicheskie-kharakteristiki (дата обращения: 02.12.2022).
