Vom Hybrid- und Trolleybus zum Elektrobus

Transkript

1 Vom Hybrid- und Trolleybus zum Elektrobus Wolfgang Presinger Solaris Bus & Coach S.A. Intelligenter und Gesunder Öffentlicher Stadtverkehr Pilsen,

2 Produkte Stadtbusse Solaris Urbino 8,6 / 10 / 12 / 15 / 18 m Diesel / Erdgas Überlandbusse Solaris Urbino LE 8,9 / 12 / 15 m Diesel / Erdgas Überlandbus Solaris InterUrbino 12 m Diesel

3 Produkte Hybridbusse Solaris Urbino Hybrid 12 / 18 m diesel-elektrisch seriell/parallel Trolleybusse Solaris Trollino 12 / 15 / 18 m Straßenbahn Solaris Tramino 32 m

4 Produkte Solaris Urbino Hybrid Referenzen: 70 E. bis 12/2011 Norwegen: 15 E. Oslo Île-de-France Frankreich: 8 E. Hannover Poznań Bochum Leipzig Neuss Herten Dresden Düsseldorf Sosnowiec Strasbourg Deutschland: 43 E. Lenzburg München Schweiz: 1 E. Polen: 3 E. Toulon La Réunion

5 Hybridbusse Hybridbus-Komponenten (Auswahl) Hybridart seriell parallel leistungsverzweigt Energiespeicher Batterien Supercaps hydraulische Speicher Schwungrad Energiezuführung Verbrennungsmotor + Generator Brennstoffzelle Plug-in-Anschluss Oberleitung Induktion Batteriewechsel Effizienzsteigerung elektrifizierte Nebenverbraucher Start/Stop streckenspezifisches Energiemanagement Leichtbau ( spaceframe ) elektrischer Antrieb Zentralmotor Radnabenmotoren

6 Systemlösungen Hybrid Urbino 18 Hybrid (Allison) Leistungsverzweigter Hybridbus mit NiMH-Batterie Erster europäischer Hybridbus mit serienmäßiger Technologie Vorstellung 2006, Weiterentwicklung 2008 Elektromotoren Dieselmotor Batterie 150 kw 181 kw ~20 kwh

7 Systemlösungen Hybrid Urbino 18 Hybrid (Allison)

8 Systemlösungen Hybrid Kraftstoffverbrauch Solaris Urbino 18 Hybrid (Allison) ggü. konventionellem Solaris Urbino 18 Diesel 1 DAF (265 kw, Euro 5) Hybrid 2 Cummins (181 kw, Euro 5) Allison E P 50 Einsparung l/100km l/100km l/100km % SORT1 12km/h SORT2 17km/h SORT3 27km/h 74,7 56,9-17,8-23,8% 62,4 47,8-15,1-23,4% 56,0 43,2-12,8-22,9% 1 Messungen durchgeführt von Fraunhofer IVI Dresden 2 Messungen durchgeführt von TÜV SÜD

9 Systemlösungen Hybrid Abgasemissionen Solaris Urbino 18 Hybrid (Allison) ggü. konventionellem Solaris Urbino 18 (Diesel, Euro 5) Reduzierung NO X (gesundheitsschädlich, saurer Regen) DPIM -13,3% CO 2 (Klimawandel, Treibhauseffekt) -25,3% HC -31,8% CO -56,4% PM (gesundheitsschädlich, krebserregend) -78,1% Messungen 2008 auf Referenzstrecke in Stadtregion Posen Messungen von TU Posen durchgeführt mit Messausstattung SEMTECH DS

10 Systemlösungen Hybrid Urbino 12 Hybrid (Eaton) Paralleler Hybridbus mit Li-Ion-Batterie Hybridisiertes automatisiertes Getriebe, einfache Systemarchitektur Vorstellung 2009 Elektromotor Dieselmotor Batterie 44 kw 162 kw 3,6 kwh

11 Systemlösungen Hybrid Urbino 12 Hybrid (Eaton)

12 Systemlösungen Hybrid Kraftstoffverbrauch Solaris Urbino 12 Hybrid (Eaton) ggü. konventionellem Solaris Urbino 12 (EEV) Diesel 1 DAF (231 kw, EEV) ZF 6AP EcoLife Hybrid 2 Cummins (162 kw, EEV) Eaton Hybrid Einsparung l/100km l/100km l/100km % SORT1 12km/h SORT2 17km/h SORT3 27km/h 54,7 36,5-18,2-33,3% 43,3 33,7-9,6-22,2% 38,0 30,8-7,2-18,9% 1 Messungen durchgeführt von TÜV SÜD 2 Messungen durchgeführt von IDIADA, Spanien

13 Systemlösungen Hybrid Urbino 18 Hybrid (Voith) Paralleler Hybridbus mit Supercaps DIWAhybrid : Hybridvariante des DIWA-Automatikgetriebes Vorstellung 2011 Elektromotor Dieselmotor Supercaps 150 kw 181 kw 0,5 kwh

14 Systemlösungen Hybrid Urbino 18 Hybrid (Voith)

15 Systemlösungen Hybrid Urbino 18 Hybrid (Vossloh Kiepe) Serieller Hybridbus mit Li-Ion-Batterie, Supercaps und Plug-in Basierend auf Trolleybus-Technologie, Erprobungsträger zur maximalen Nutzung elektrischer Energie, modulares Konzept Vorstellung 2010 Elektromotor Dieselgenerator Batterie Supercaps Plug-in 240 kw 195 kw 26,5 kwh 1 kwh 63 A

16 Systemlösungen Hybrid Urbino 18 Hybrid (Vossloh Kiepe)

17 Trolleybusse seit 2001 geliefert 475 Solaris Trollino (Trolleybus) davon 270 Solaris Trollino 12 (Zweiachser) 57 Solaris Trollino 15 (Dreiachser) 148 Solaris Trollino 18 (Gelenk) Referenzen Bologna (I), Budapest (H), La Chaux-de-Fonds (CH), Chomutov-Jirkov (CZ), Coimbra (P), Debrecen (H), Eberswalde (D), Gdynia (PL), Jihlava (CZ), Kaunas (LT), Landskrona (S), Lublin (PL), Napoli (I), Opava (CZ), Ostrava (CZ), Pardubice (CZ), Plzeň (CZ), Riga (LV), Roma (I), Salzburg (A), San Remo (I), Sofia (BG), Tallinn (EST), Teplice (CZ), Tychy (PL), Vilnius (LT), Winterthur (CH) (Stand )

18 Trolleybusse Systempartner für Trolleybusse Škoda Pilsen (CZ) Trollino 12, 15, 18 Cegelec Prag/Ostrava (CZ) Trollino 12, 15, 18 Medcom Warschau (PL) Trollino 12

19 Trolleybusse Mögliche Weiterentwicklung leistungsstärkere Hilfsantriebe (Dieselgeneratoren, verbesserte Batterien) Energiespeicher zur Nutzung von Bremsenergie im Fahrzeug anstelle von ggf. verlustbehafteter Rückspeisung in die Fahrleitung, dadurch geringerer Energieverbrauch automatische Stromabnehmer (Heben und Senken während der Fahrt?) Nutzung von Synergien aus Hybridbus-Entwicklung Weiterentwicklung zu oberleitungsunabhängigem Elektrobus

20 Elektrobus Entwicklungspfad Elektrobus Paralleler Hybrid Serieller Hybrid elektrische Nebenverbraucher Plug-in- Hybrid Elektrobus Trolleybus Batterie- Hilfsantrieb Bremsenergiespeicher Gewichtsreduzierung

21 Elektrobus Energiebedarf Energiebedarf für einen Standardbus (12 m), 18 t Gewicht (voll beladen), 350 km Tageszyklus, SORT kwh 4,5 kwh/km 1225 kwh 3,5 kwh/km 875 kwh 2,5 kwh/km Speicherkapazität aktuell (noch?) nicht darstellbar 0 Diesel Hybrid Elektrobus (Messungen: TU Posen)

22 Elektrobus Energiebedarf Aktueller Stand Batterietechnologie (Li-Ionen) Spezifisches Batteriegewicht (inkl. Housing) 14 kg/kwh Kosten ca. 700 EUR/kWh Bedarf für Tageszyklus 350 km x 2,5 kwh = 875 kwh 875 kwh x 14 kg = kg 875 kwh x 700 EUR = EUR nicht darstellbar Kompromisslösungen notwendig (z.b. Batteriewechsel, Schnellladung, partielle Oberleitung)

23 Elektrobus Energiebedarf Konstruktive Begrenzung Derzeit konstruktiv im Fahrzeug max. ca. 1,4 t Batteriegewicht darstellbar, entspricht 100 kwh Energieinhalt Limitierung der Zyklentiefe auf max. 50% notwendig zur Erhöhung der Lebensdauer auf ca. 5-8 Jahre (= ½ Busleben) Damit bei Standardbus 20 km Streckenlänge darstellbar bis zur nächsten Energiezufuhr, d.h. bei durchschnittlicher Umlauflänge (20 km) 1x Batterieladen pro Umlauf notwendig weitere Maßnahmen wichtig, insbesondere Leichtbau

24 Elektrobus Offene Entwicklungsfelder Reichweitenausdehnung leistungsfähigere, leichtere, preiswertere Batterien Energiespeicher mit längerer Lebensdauer (Gesamtfzg. >12 Jahre) elektrifizierte Komponenten (Kompressoren, Lenkhilfpumpe, etc.) Gewichtsreduktion (z.b. spaceframe ) verbesserte Rekuperation Aufbau von Infrastruktur, insbesondere (Schnell-) Ladestationen Aufbau von Produktions- und Servicekapazitäten (Qualifikationen) für Verkehrsunternehmen wirtschaftlicher Kostenrahmen möglich!?

25 Elektrobus Elektrobus: Prototyp in Entwicklung auf Basis Alpino 8,9 LE geplante autonome Reichweite 100 km, langfristig 350 km (abhängig von Speichertechnologie) Fertigstellung Prototyp Sommer 2011 Serienfertigung ab ca Entwicklung mit Unterstützung der Europäischen Union

26 Elektrobus Antriebsschema (Konzept) Traktionsbatterie Verteilerkreis Leistungselektronik zentraler Traktionsmotor Plug-in Bremswiderstand - Heizung - Batterien 24V - Lenkungspumpe - Luftkompressor - Ventilatoren

27 Elektrobus Anordnung der Komponenten Bremswiderstand Drosselspule Traktionscontainer elektrischer Kompressor Traktionsbatterie elektrischer Traktionsmotor elektrische Lenkhilfspumpe

28 Elektrobus Ziel: E-Mobilität mit oberleitungsunabhängigem Elektrobus Heutiger Stand: Trolleybusse mit unterschiedlichen Hilfsantrieben (Dieselaggregate down-sized / Batterie) Hybridbusse (parallel / seriell + Plug-in) daraus Synergienutzung und Weiterentwicklung Jedoch: Es wird noch einige Zeit vergehen, bis Elektrobusse flächendeckend fahren!

29 Entwicklungspfad Supercaps verbesserte Batterien elektrifizierte Komponenten Energierekuperation größerer Einsatzradius Start/Stop

30 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!