На главную
На главную
Написать письмо
Поиск по сайту
Россия может стать лидером рынка электробусов?
26.06.2019

Россия может стать лидером рынка электробусов?

21.06.2019

Источник: Конструктор. Машиностроитель, журнал

Одни создают электроскаты, байки, автотехнику, другие заняты разработкой силовой электроники и тягового оборудования. Крупнейшим проектом в отрасли, пожалуй, стала закупка электробусов у отечественных компаний на десятки миллиардов рублей. Однако инновационная часть машин – тяговое оборудование – по большей части было импортным. Насколько конкурентоспособны российские компании, и возможно ли создание полностью отечественного электробуса, КМ решил узнать из первых уст.

Алексей Анучин, МЭИ /«НПФ ВЕКТОР»

Возможно все, было бы желание. Посмотрите на «БелАЗ» — это исключительно коммерческая организация безо всякой политики, они выпускают карьерные самосвалы с электротрансмиссией, а кто ее производит? «Электросила», «Русэлпром», «ПК «ЗТЭО» (с нашим электроприводом). «Сименс» ставят только там, где русские еще не сделали свой привод такой же мощности.

На фото: Комплект тягового электрооборудования электротрансмиссии «БелАЗ-90» (совместная разработка и производство ПТФК «ЗТЭО», НИУ «МЭИ», НПП «ЦИКЛ ПЛЮС», «НПФ ВЕКТОР»). 

Взгляните на последние достижения ВПК — БТР 8х8 по НИР «Крымск» с одноименнополюсным синхронным электродвигателем (или вентильно-индукторным электродвигателем независимого возбуждения по другой классификации), высокомобильная платформа «КамАЗ» в модификациях 16х16, 12х12, 8х8 — весь комплект тягового электрооборудования отечественный.

Московское метро ездит на отечественном асинхронном тяговом электроприводе. Почему все эти хорошие электроприводы не устанавливают в наши электробусы надо спросить разработчиков этих электробусов.

 Виктор Овдин, НПФ «Арс Терм»

Российские производственные предприятия, такие как ООО НПФ «Арс Терм» и НПФ «Ирбис», которые я представляю в этом опросе, а также ООО «ЧЕРГОС», АО НПП «Эпро» уже более десяти лет разрабатывают и поставляют современное тяговое оборудование на троллейбусы.

Первый троллейбус с автономным ходом 15 км был выпущен на линию в 2011 году компанией «Сибирский троллейбус» в г. Новосибирске. Троллейбус с автономным ходом (в новой классификации – электробус с динамической подзарядкой) использовал накопитель на литий- ионных батареях предприятия ООО «Лиотех».

К сегодняшнему дню в основном заводом «Тролза» выпущено в эксплуатацию более 200 электробусов с динамической подзарядкой, в том числе 14 электробусов поставлено в Аргентину. Все основные узлы и литий-ионные батареи, установленные на машинах, российского производства. Зарубежная в основном элементная база – полупроводниковые приборы, процессоры, дисплеи, маломощные радиоэлементы широкого применения.

При определенном внимании к производству электробусов со стороны российского правительства все их основные узлы могут быть собраны на отечественных предприятиях.

 Владислав Чернигов, «ЧЕРГОС»

За двадцать восемь лет фирмой «ЧЕРГОС» выпущено более 3000 комплектов тягового электронного оборудования, которое эксплуатируется по настоящее время. Максимальная мощность предприятия с 2013 года – 100 комплектов в месяц. Первые российские электробусы с ходом 240 км и ночной зарядкой произведены компанией «Бакулин Моторс Групп» с комплектом электрооборудования «ЧЕРГОС», начиная от тягового преобразователя и кончая активной системой BMS литиевых ячеек. Им не требуется зарядная станция, для заряда достаточно промышленной сети 380 В или контактной сети 400 – 1000 В. Это электробус завтрашнего дня как для России, так и для Европы. Он очень надежен и требует минимальных затрат в эксплуатации.

Десять электробусов 5270Е4 устойчиво без единого отказа эксплуатируются в Санкт-Петербурге и пять электробусов 5270Е2 – в Липецке. Девяносто электробусов с динамической подзарядкой выпущено заводом «Тролза», они эксплуатируются в Санкт-Петербурге (80 машин), Чебоксарах (5) и Курске (5). Наша компания поставляет электронные преобразователи для метрополитенов Варшавы, Будапешта, Баку, Киева, Москвы и Петербурга, интегрированные комплекты тягового электронного оборудования – для трехсекционных трамвайных вагонов Александрии (Египет), Киева и Львова.

Освоен в серийном производстве лесозаготовительный трактор с электромеханической трансмиссией с «УралВагонЗаводом», интегрированные комплекты тягового оборудования для РККА.

От импортных узлов (европейских и американских драйверов, мониторов и систем BMS) пришлось отказаться ввиду их значительной ненадежности. Эти устройства были заменены устройствами собственной разработки.Создание современных производств микропроцессоров и силовых полупроводников в России позволит существенно повысить преимущества отечественного транспорта.

Станислав Флоренцев, «Русэлпром»

Отечественные компании сегодня, увы, не конкуренты ведущим мировым производителям. Силовая и управляющая электроника используется импортная. Батареи – тоже, наш «ЛИОТЕХ» – это позавчерашний день. Отечественные тяговые двигатели значительно уступают по удельным показателям зарубежным. Поэтому в электробусе «ГАЗ» – все от Siemens, у «КамАЗа» – тоже все импортное.

Элементную базу силовой электроники современного уровня в России не создать. Нужны большие вложения, которые долго не окупятся – нет рынка, он занят импортом.

Для создания отечественного производства конкурентоспособных электрических машин тоже нужны большие вложения в новые технологии. Это не под силу даже крупной компании – нет рынка, длительный срок окупаемости.

 Илья Федичев, «Электротранспортные технологии»

Вы правы, все закупленные Москвой электробусы на 90% состоят из импортных компонентов. Но это был единственный способ заставить российских производителей быстро произвести отечественный электробус и проверить на практике работу электробусов в условиях Москвы. И денег не пожалели в надежде на то, что будут куплены самые хорошие компоненты. В эту сумму вошла и инфраструктура зарядки, и контракт жизненного цикла электробусов.

Москва одним контрактом сделала технологический скачок, при этом переложила на производителей все риски, связанные с ремонтом и эксплуатацией нового вида транспорта, обучением персонала, настройкой инфраструктуры. Иначе бы это растянулось на десятилетия и потребовало бы не десятки, а сотни миллиардов.

Теперь про российский электробус – сделать его можно. Более того, мы уже сделали! Компания «Электротранспортные технологии» по заказу производителя создала на 99% российский электробус! Уникальный тяговый двигатель – наша совместная разработка с МЭИ, аккумуляторы – новосибирского «ЛИОТЕХа», CAN BUS, BMS, рулевое управление, все алгоритмы – все российское.

Автобус прошел все ходовые испытания и показал характеристики на уровне мировых. Проект был тяжелый и дорогой, потому что ни у кого не было практики в производстве электробусов. Все делалось с нуля. Но это была победа! Двенадцатиметровый электробус весом 18 тонн с полной загрузкой уверенно разгонялся до 90 км/ч. Дальность пробега составила более 150 км, аккумулятор 800 В, мотор 120 кВт.

КМ: А какие типы батарей производятся в нашей стране?

Виктор Овдин, НПФ «Арс Терм»

В промышленных масштабах батареи для электротранспорта выпускает новосибирский завод ООО «ЛИОТЕХ Инновации». Из-за отсутствия федеральной поддержки он находится в тяжелом финансовом состоянии и не способен за счет собственных средств внедрять новые технологии производства литий-ионных аккумуляторов.

Владислав Чернигов, «ЧЕРГОС»

ООО «ЛИОТЕХ Инновации» нуждается в государственной поддержке. Лучшим выходом для этого предприятия считаю создание СП с ведущими производителями литиевых ячеек из Китая.

Илья Федичев, «Электротранспортные технологии»

«ЛИОТЕХ» доступен по цене, срокам поставок и количеству циклов. Правда, у них очень неудобный формфактор, он подходит (с трудом) только для электробусов и стационарных накопителей.

КМ: Сегодня в мире бум строительства заводов по производству накопителей энергии. Какие типы батарей можно отнести к передовыми?

Владислав Чернигов, «ЧЕРГОС»

Сегодняшние показатели 180 Втчас/кг уже приемлемы для производства высокоэкономичных электробусов, в 2020 году этот показатель ведущих фирм составит 250 Втчас/кг и в 2021 году не менее 300.

Станислав Флоренцев, «Русэлпром»

Те типы, которые обеспечат удельные показатели: 400 Втч/кг, 10 000 циклов, 100 долл/кВтч.

Илья Федичев, «Электротранспортные технологии»

Наиболее перспективным аккумулятором считается водород, но сейчас активно развиваются ионисторы (суперконденсаторы). Они научились хранить заряд не только на поверхности электродов, но и в объеме электролита и тем самым увеличили удельную емкость. У них есть огромные преимущества, они по определению значительно дешевле химических источников тока (аккумуляторов), у них «бесконечное» количество циклов, нет ограничения по токам заряд/разряд, и работают они при любой температуре.

КМ: Высокая цена и недостаточный запас хода – это основные претензии к электробусам во всем мире. Какие варианты решения этих проблем видите вы?

Владислав Чернигов, «ЧЕРГОС»

Позволю не согласиться. Цена электробусов, которые ездят по петербургским улицам, является низкой (для производства 10 – 20 электробусов), пробег более чем достаточный. Электробусы имеют очень низкие эксплуатационные расходы, т. к. тратится 0,8 кВтчас/км на тягу (для беспилотного варианта 0,7 кВтчас/км), и используется только ночная зарядка по низкому тарифу. В ближайшее время зарядка будет выполняться за 1,5 – 2 часа. Суточный пробег 200 – 230 км они способны покрывать без заряда.

Илья Федичев, «Электротранспортные технологии»

Высокая цена электробуса, как и его запас хода, определяется стоимостью аккумуляторной батареи. Цена ежегодно снижается, а удельная емкость растет, и есть надежда, что очень скоро цена электробусов тоже пойдет вниз. Цене не дают упасть затраты на НИОКР, которые несут производители компонентов. К сожалению, литиевые аккумуляторы имеют физические ограничения по энергоемкости – это 400 – 500 Втч/кг. Сейчас у аккумуляторов 100 – 150 Втч/кг. Нужно переходить на другие физические принципы. Полагаю, что это будут водородные топливные элементы. У них уже сейчас удельная энергоемкость (отношение энергии к массе всего электрохимического генератора с баллонами, насосами и пр.) 100 – 150 Втч/кг, а этим еще практически никто не занимался всерьез в разрезе электротранспорта. Все несколько напуганы школьными опытами с гремучим газом, но наука не стоит на месте.

Станислав Флоренцев, «Русэлпром»

Высокая цена батареи, а сегодня она составляет 1000 долл/кВтч, не скоро станет экономически оправданной, т. е. опустится до 100 долл/кВтч.

Что касается запаса хода, то существует два класса электробусов. Первый – с батареей большой энергоемкости с запасом хода на весь день, для ночной зарядки. Дорого, но не требует дополнительной инфраструктуры зарядных станций на маршрутах. Это вариант выгоден не перевозчикам, а сетевым энергетическим компаниям, т. к. способствует выравниванию потребления энергии в дневное и ночное время. Второй путь – с батареей малой энергоемкости с быстрой подзарядкой на маршруте. Он относительно дешев, но требует создания инфраструктуры станций зарядки на маршрутах.

Лучший вариант для России – гибридный автобус на газомоторном топливе с батарейным накопителем (CNG/LNG Hybrid Bus). Его можно назвать и электробусом с расширенным диапазоном движения (Range Extender). Стоимость жизненного цикла (800 тыс. км пробега) с учетом первоначальной стоимости, эксплуатационных затрат составляет 0,8 евро/км. Для сравнения: для дизельного автобуса с «Евро-6» она равняется 1,03 евро/км, для электробуса – 1,01 евро/км.

Алексей Анучин, МЭИ /«НПФ ВЕКТОР»

Цену всегда надо считать не только по затратам на эксплуатацию. Есть косвенные расходы, которые тоже должны учитываться при директивных закупках властями электробусов и реализации транспортной политики. Это здоровье граждан и расходы на лечение, когда люди задыхаются от выхлопа в городах, это приток туристов, когда висячие троллейбусные провода не мешают фотографировать город, это бóльшая динамика и маневренность, чем у троллейбусов. Есть много косвенных преимуществ.

Запас хода можно увеличить за счет гибридизации. Совсем не обязательно делать на 100% электрический автобус. Посмотрите на BMW i3 — электромобиль, который может оснащаться генератором. Мощность генератора всего 20 кВт, и этого хватает для движения при разрядившейся батарее. Выхлоп можно снизить в 2 – 5 раз с учетом начальной зарядки перед сменой.

Виктор Овдин, НПФ «Арс Терм»

Недостаточный запас хода электробуса – проблема, тормозящая их внедрение уже много лет. С появлением литий-ионных технологий, которые позволяют снизить массу аккумуляторов, развитие электротранспорта получило дополнительный импульс. В настоящее время в России начинают эксплуатироваться электробусы с ночной подзарядкой, способные обеспечить дневной пробег около 200 км. Их основной недостаток – большая масса накопителя энергии (около 3 т), который будет устраняться в ближайшие годы по мере улучшения удельных характеристик литий-ионных батарей. В ходе эксплуатации на электробусы могут быть установлены накопители меньшей массы.

Что касается цены электробуса, то нужно анализировать стоимость его жизненного цикла за 15 лет. И вы поймете, что она заметно ниже, чем у дизельного автобуса. В настоящее время стоимость жизненного цикла электробуса с динамической подзарядкой составляет примерно 16 –18 млн рублей , электробуса с ночной зарядкой – 22 – 26 млн, а электробуса с быстрой зарядкой со станциями быстрой зарядки – 32 млн. Все три типа электробусов могут быть изготовлены в России с использованием основных узлов, произведенных на отечественных предприятиях.


Накопитель и преобразователь для электробуса, разработанные новосибирскими компаниями ООО НПФ «Арс Терм» (накопитель) и ООО НПФ «Ирбис»

Электробусы с динамической подзарядкой будут востребованы в первую очередь по причине минимальной стоимости жизненного цикла благодаря наличию в РФ развитой контактной сети троллейбусов. Наличие контактной сети исключает дополнительные затраты на зарядные станции.

Электробусы с ночной зарядкой будут активно применяться в городах, где нет контактной сети. Для снижения массы накопительного элемента возможно использование дозарядки в обеденный перерыв. Также перспективным для снижения массы будет использование накопителей от легковых автомобилей, которые уже сейчас имеют удельные характеристики на 20 – 40% выше, чем накопители, применяемые в российских электробусах.

Электробусы с быстрой зарядкой в первую очередь найдут применение в новых микрорайонах, где предусмотрено строительство станции быстрой зарядки. Наличие большой подведенной электрической мощности позволит использовать станции быстрой зарядки и для заправки легковых автомобилей, а ночью для зарядки одновременно нескольких электробусов с ночной зарядкой. В связи с сокращением парка троллейбусов удобным местом установки зарядных станций для электробусов становятся выпрямительные подстанции, имеющие в этих условиях избыточный запас электрической мощности.

Полную версию данной статьи Вы можете прочитать перейдя по ССЫЛКЕ

© oaxite.com [ Главная | Продукция | Патенты, сертификаты | Видео | Контакты/реквизиты | Дочернее предприятие НИТ ]