Vài ngày trước , Mercedes-Benz đã giới thiệu pin nhiên liệu eCitaro mới , chiếc xe buýt thành phố chạy điện đầu tiên có pin nhiên liệu để mở rộng phạm vi hoạt động. Trước khi bắt đầu sản xuất hàng loạt, pin nhiên liệu eCitaro đã phải vượt qua nhiều bài kiểm tra chức năng và an toàn. Điều này cũng bao gồm việc băng qua dãy Alps vào mùa đông – một cuộc lái thử với nhiều thử thách, mà nhà sản xuất đã tóm tắt trong một thông cáo báo chí.
Chiếc xe buýt điện màu vàng đen trông như vật thể lạ trong bãi đậu xe rộng rãi ở Plan de Gralba ở độ cao 1.795 mét trên dãy núi Nam Tyrolean Alps. Trong khi tài xế Andreas Hoffmann đang bận cạo băng trên cửa sổ, một đám hơi nước nhỏ màu trắng cuộn lên từ cấu trúc mái của xe buýt - một dấu hiệu không thể nhầm lẫn rằng pin nhiên liệu trên nóc xe buýt đã bắt đầu hoạt động và hiện đang tạo ra điện từ hydro và oxy trong khí quyển - với hơi nước là khí thải duy nhất. Xe buýt khớp nối là một phương tiện thử nghiệm, một trong bốn nguyên mẫu của pin nhiên liệu eCitaro của Mercedes-Benz.
Chiếc xe buýt điện đầu tiên, trong đó hệ thống pin nhiên liệu mở rộng phạm vi hoạt động, vừa hoàn thành một trong nhiều bài kiểm tra và vượt qua nó với thành tích xuất sắc: Sau một đêm với nhiệt độ dưới mức đóng băng, hệ thống truyền động điện và pin nhiên liệu khởi động trơn tru .
Vào đầu năm 2023, một nhóm kỹ sư thử nghiệm của Mercedes-Benz đã mang pin nhiên liệu eCitaro đến dãy An-pơ để kiểm tra hoạt động khởi động nguội của nó ở nhiệt độ mùa đông và để thử quản lý nhiệt mới được phát triển. Đồng thời, hành trình ở độ cao hơn 1700 mét sẽ cung cấp thông tin chi tiết về chức năng của hệ thống pin nhiên liệu ở độ cao khắc nghiệt. Ngoài ra, hệ thống truyền động mới phải chứng minh tính hiệu quả của nó khi vượt qua các yêu cầu với độ nghiêng và độ dốc lên đến 15%. Và cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, mức tiêu thụ năng lượng trong những điều kiện đầy thách thức này rất được quan tâm.
Trên đường với nhóm thử nghiệm xe buýt điện tử
" Trong suốt cuộc hành trình, các kỹ sư thử nghiệm liên tục theo dõi vô số điểm đo và dữ liệu ," quản lý thử nghiệm Jonas Steinki giải thích. Ngoài nhiệt độ của pin, pin nhiên liệu, động cơ và khoang hành khách, chúng còn bao gồm mức tiêu thụ năng lượng của truyền động cũng như hệ thống sưởi và các thiết bị tiêu thụ phụ trợ khác, mức sạc của pin và mức của bình chứa hydro. Các kỹ sư thử nghiệm Rainer Bickel, Stephan Lutz và Hannes Mayer liên tục theo dõi các thông số quan trọng nhất của hệ thống pin nhiên liệu, truyền động, quản lý nhiệt và sưởi ấm trên màn hình của họ, tìm kiếm những điểm bất thường và so sánh dữ liệu với các giá trị mục tiêu được tính toán.
xe tải daimler
Quá trình lái thử kéo dài nhiều ngày bắt đầu bằng việc băng qua dãy Alps từ Neu-Ulm qua Füssen, Fernpass, Reschenpass đến Bozen. Sự kết hợp giữa pin và hydro sẽ có thể bao phủ quãng đường dài 360 km. Tuy nhiên, rất khó để ước tính mức tiêu thụ năng lượng sẽ phát triển như thế nào trên những con đèo dài và dốc với nhiệt độ dưới mức đóng băng. Để đảm bảo an toàn, nhóm quyết định sạc lại pin điện áp cao tại khu vực dịch vụ Allgäuer Tor.
Cân bằng năng lượng tốt nhờ quản lý nhiệt và khả năng phục hồi cao
Trên đường đi qua Đèo Fern, rõ ràng là pin nhiên liệu eCitaro làm chủ tuyến đường khắc nghiệt tốt hơn mong đợi. Rainer Bickel giải thích : “ Mặc dù có độ nghiêng, nhưng pin nhiên liệu hoạt động ở dải công suất hiệu quả nhất từ 20 đến 30 kW ,” Rainer Bickel giải thích, chỉ vào giá trị tương ứng trên màn hình. " Ngoài ra, hệ thống quản lý nhiệt mới sử dụng nhiệt thải từ pin nhiên liệu để kiểm soát nhiệt độ bên trong. Do đó, hệ thống sưởi điện hầu như không được sử dụng và mức tiêu thụ năng lượng của tất cả các bộ phận phụ trợ, chẳng hạn như hệ thống sưởi, hệ thống lái và máy nén cùng nhau vẫn ở mức rất thấp ."
Xe buýt điện tử với sự hỗ trợ của hydro cũng cho thấy điểm mạnh của nó khi xuống dốc. Khi phanh, khả năng phục hồi tăng lên tới 285 kW. Điều này có nghĩa là: Bốn động cơ của hai trục truyền động hiện hoạt động như máy phát điện và sạc pin với công suất lên tới 285 kW - gần gấp đôi so với ở trạm sạc nhanh. " Nhiều hơn là không thể ", Rainer Bickel nói. " Để không gây quá nhiều áp lực cho pin, chúng tôi đã giới hạn công suất thu hồi ở mức 285 kW ."
Cân bằng năng lượng tích cực tiếp tục cho đến khi kết thúc hành trình vượt qua dãy núi Alps ở Bolzano: sau 368 km và lần sạc cơ hội khoảng 55 kWh, chỉ báo sạc pin vẫn hiển thị 56% SoC (trạng thái sạc). Và các thùng hydro vẫn còn đầy ở mức 42 phần trăm.
Điểm đến của Bolzano là một điểm nóng hydro
Trong khi đó, Bolzano ở Nam Tyrol chứng tỏ là điểm đến lý tưởng cho chuyến lái thử mùa đông. Bởi vì với một trạm nạp hydro công cộng ngay bên cạnh lối ra đường cao tốc Bozen Süd và một trạm nạp H2 khác tại kho của công ty vận tải Bozen Sasa, Bozen có một trong những cơ sở hạ tầng H2 tốt nhất ở châu Âu. Ngoài ra, hydro có sẵn ở đây chỉ đến từ các nguồn tái tạo - chủ yếu từ quá trình điện phân với điện từ thủy điện. Ngoài ra, Dolomites xung quanh, với độ cao và đường đèo đòi hỏi khắt khe, mang đến điều kiện lý tưởng để thử nghiệm hệ thống pin nhiên liệu ở độ cao lớn và các thử nghiệm khác với địa hình khó khăn và nhiệt độ thấp.
" Nhưng thử nghiệm mùa đông chỉ là một trong số nhiều thử nghiệm mà pin nhiên liệu eCitaro phải trải qua trước khi đưa vào sản xuất hàng loạt vào mùa hè ," Shahrukh Javed, giám đốc dự án pin nhiên liệu eCitaro nhấn mạnh. " Bình chứa hydro và hệ thống pin nhiên liệu nói riêng đã vượt qua thành công các bài kiểm tra an toàn mở rộng, một số trong số đó vượt qua các bài kiểm tra theo yêu cầu của pháp luật. Điều này bao gồm các bài kiểm tra tác động và rung lắc cũng như bài kiểm tra xe trượt tuyết với hệ thống buộc, mô phỏng tình huống tai nạn. Để thử nghiệm trong điều kiện nóng, pin nhiên liệu eCitaro đã được đưa đến phòng khí hậu của đồng nghiệp xe tải ở Wörth, Palatinate.
Số dư kiểm tra luôn dương
Đối với Javed, không còn nghi ngờ gì nữa, mặc dù có buồng khí hậu với băng thử lăn, nhưng vẫn cần phải lái xe trong điều kiện thực tế: " Nhiều kết quả đo lường và thông tin chi tiết khác nhau mà chúng tôi có thể thu được trong chuyến đi này nhờ độ cao, những con đường dốc và nhiệt độ thấp không gì có thể thay thế được .”
Người quản lý dự án rút ra một sự cân bằng tích cực cho việc băng qua dãy An-pơ và các lần lái thử khác nhau trên các đường đèo An-pơ: " Pin nhiên liệu eCitaro đã vượt qua các thử thách của chuyến đi trên dãy An-pơ này một cách xuất sắc. Nhờ quản lý năng lượng mới, pin nhiên liệu chủ yếu hoạt động trong phạm vi hiệu quả nhất trong khoảng từ 20 đến 30 kW, ngay cả trên những con dốc dài và dốc. Hệ thống quản lý nhiệt mới được chứng minh là một khối xây dựng quan trọng cho hiệu quả năng lượng vì nó sử dụng tối ưu nhiệt thải từ pin nhiên liệu để điều chỉnh nhiệt độ trong khoang hành khách. Trong lần lái thử khắt khe này, pin nhiên liệu eCitaro đã vượt quá mong đợi của chúng tôi về phạm vi hoạt động cũng như hiệu quả của hệ thống truyền động và pin nhiên liệu. "
