早在2017年,在美国加州卡森市的高速路上出现了令人叹为观止的一幕:一辆高速行驶的卡车头顶突然伸出一对触角搭在了它上方的电线上,依靠电力向前行驶。
而近期,德国正在测试一条新型高速公路,该公路将使用架空的电缆,为在路上行驶的混合动力汽车充电。该技术名为eHighway,由西门子开发(Siemens),配合大众集团子公司斯堪尼亚(Scania)混合动力卡车而设计。目前,德国正在法兰克福附近一条6英里长的高速公路上试验该技术,计划将一直运行到2022年,之后可能会在全国范围内推广。
由德国工业巨头西门子力主推行的 eHighway 高速卡车充电系统,在完成了在美国 1 英里试验线路的部署,又将在德国测试,这似乎已经标志着其技术的成熟。
头顶着电弓搭在电线上行驶的交通工具,相比大家并不陌生,从有轨电车,到高铁,再到北京二环老城区的无轨通电电车,电缆提供动力驱动交通工具在我们看来已经稀松平常,西门子的eHighway到底有何不同?
eHighway的工作原理是向电动卡车的“导电弓架”或导体棒输送670V的直流电,该系统只在车辆以56 mph(90km/h)速度运行时工作。但是在进行充电时,混合动力车可完全依靠电机运行。如果混合动力车驶过了该高速公路供电路段,该车可继续使用电池供电,如果电池完全耗尽,就可切换,使用柴油发动机提供动力。
值得注意的关键点为两个:
1、eHighway 针对的是混动卡车,卡车其阻力和重量是市区低俗公交车不能比拟的。
2、在充电的同时,可以完全使用电机工作,也就是说在运输中就可以充电,在相同的事件中完成了充电的动作。
据悉该项目的主要目标位于交通干线上的港口以及货运物流中心,每天往返大量的货运卡车,并对环境造成了较为严重的污染。eHighway工程不仅能够有效降低有害气体排放更能有有效减少车辆运营成本。
以40吨卡车每年行驶10万公里为例,一年可节省2万欧元(约合16万人民币)。当全程中涵盖30%电气化线路时,一年可减少约6百万吨二氧化碳排放。
项目所针对的主要运输市场为50KM以内的中短途货物运输,例如港口或者工业区的衔接。在矿区运输环境中,连接矿坑以及物流中心的线路中,得益于较高的货运频率,该工程的经济环境效益将会更加明显。
节省是显而易见的,但节省的前提也是需要大量的投资,西门子在投资成本方面也不算太大。
其能源供应系统基于铁路电气化领域的成熟技术。双极接触网系统确保了eHighway卡车的可靠能源供应。接触网系统通向水平接触线,即使在高速时也能实现稳定的电流传输。
eHighway使用架空线从变电站直接传递电能,保证了80%到85%的能源利用效率,行驶相同里程,相当于只消耗传统内燃机卡车一般的燃料。在eHighway系统中,西门子工程师还涉及了动能回收系统,通过上方的架空线可以将卡车刹车时产生的电能输送给系统中其他车辆或者更高一级电网。
当运行路线中存在坡度时,可以比内燃卡车进一步节约能源消耗,在节约运营成本的同时减少对环境的危害。在联合德累斯顿工业大学以及德国联邦道路研究院研究之后,可以证明在技术以及运营层面,无论是十字路口、桥梁还是隧道以及交通标志牌,eHighway均能与现有的道路结构相匹配。
由于不需要重新进行土木建设,利用现有基础设施安装电力输送支架即可完成电气化改造,因此eHighway的经济效益也能得到保证。
而有源受电弓将能量从架空接触线传递到eHighway卡车的电动机。受电弓可以容易地以0至90km / h的速度连接到接触线和从接触线断开。只需按一下按钮即可自动或手动完成。转向连接到架空接触线的eHighway卡车与驾驶柴油卡车没有什么不同,因为活动的受电弓可以补偿车道内任何位置的变化。如果进行规避操作或使用指示器,受电弓会自动断开,十分简洁。
智驾君认为,eHighway核心技术在于集电弓系统的创新,车辆可根据运行线路,在任何速度下,自动对接和分离驾驶室上方的集电弓装置,从而实现车辆穿越障碍物或在复杂路面情况下的灵活行驶。
电动机的高扭力特性,也使得卡车从容应对长距离上坡路段。系统的电力能源来自于公共电网,随后传送给沿线的牵引动力变电站。电力运输结构与胶轮铁路系统非常类似,得益于轨道系统积累的大量经验,eHighway可靠性得到充分验证,使用两个集电弓从而实现电流回流以及动能回收。
车辆经过混合动力改造,可根据情况使用各种不同输出方案(传统内燃机,压缩天然气,锂电池或燃料电池),自身驱动系统与变速箱之间添加电动机(或额外储能装置),保证车辆在任何情况下的灵活经济行驶。eHighway因此结合了铁路系统的能源高效以及道路运输系统的灵活性。
从日前特斯拉已经已经发布的电动卡车Semi的特性来看,马斯克声称在特斯拉新型太阳能超级充电站,30分钟可以充满电池80%电量,相当于理论行驶540公里,但相较于运输行业的寻求来看,依然不能满足要求。
eHighway正是瞄准了目前新能源卡车的痛点,得出了中和的解决方案,虽然技术上的创新较少,但其也为续航焦虑提供了一种新的解决方式。
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