翻譯:戴姆勒客車推出電動城際客車與全新電池技術

原文(英)

在2024年永續移動展(eMobility Days 2024)中,戴姆勒客車(Daimler Buses)展示了最新的技術發展、產品服務及未來技術願景,而電動版的因圖羅(eIntouro)系列的近量產原型車(Near-Production Prototype)是一大亮點,這是戴姆勒商用車旗下首款以電力驅動的城際電動公車。其中令人矚目的是電動版因圖羅採用與電動版西塔羅(eCitaro)不同的電池驅動系統,並配備磷酸鐵鋰電池(Lithium Iron Phosphate, LFP)與采埃孚(ZF)的中央馬達。

此次產品與技術的展示,顯示戴姆勒不斷在電動公車的技術不斷精進創新,致力於推動環保高效的解決方案。而電動版的因圖羅城為了活動焦點,但電動版西塔羅的進一步更新也是一個值得關注的可看點,尤其目前電動版西塔羅除了可以選擇由電池組裝中心(Batterien-Montage-Zentrum, BMZ)生產的第四代鎳鈷錳電池(Nickel Manganese Cobalt, NMC)之外,已經可以選擇完全氫能源運行。

電動版因圖羅的開發

電動版因圖羅雖然是基於原本的柴油因圖羅進行研發,但因為全電動的驅動系統,使戴姆勒客車終於填補了包含城際客運、校車、接駁車、短途旅遊及觀光路線ㄌ全電動化。電動版因圖羅提供了12.18公尺與13.09公尺等兩種車身長度,座位配置界於50至63個座位,並提供單電池組(207kWh)與雙電池組(414 kWh)的選擇,可以滿足城際運輸對於高續航力的需求,進一步提升電動公車的實用性。

戴姆勒客車表示:「新款電動版因圖羅採用的電池與多數高電壓(High-Voltage)零件,已經成功應用於電動版阿克特羅斯(eActros)長途卡車上。」而戴姆勒集團計畫在本世紀下半段推出搭載電池動力的城際客車,並在本世紀末推出電動長途客車,所以電動版因圖羅的推出,也符合戴姆勒客車的電動化發展路線。

第四代鎳鈷錳電池將可安裝於電動版西塔羅系列

第四代鎳鈷錳電池也是本次永續移動展的焦點之一,這款電池結合了高能量密度與超長電池壽命的特性,讓電動公車可以實現更長的續航力。戴姆勒商用車在2024年4月宣布,電池組裝中心將成為第四代鎳鈷錳電池的合作夥伴,將取代博格華納(BorgWarner)在2023年初開發的第三代鎳鈷錳電池。

其中,因為電池化學成分的變化,第四代鎳鈷錳電池的能量密度比第三代提高了近6%左右,例如一組完全充電的第三代鎳鈷錳電池可儲存98kWh的能量,第四代則可以儲存111kWh,且有更高比例的能量被實際運用在驅動車輛上面。而第四代鎳鈷錳電池的單一電池單元採用稜柱形(Prism-Shaped)設計,每12單元組成一個模組、每15個模組組成一個電池組,而非第三代的圓柱形,但構型設計與第三代一樣,所以可以兼容所有現役的電動版西塔羅系列,不需進行任何車輛改造,客運業者甚至可以直接馬上考慮全面改用第四代鎳鈷錳電池。

電池壽命獲得展延的原因,在於更溫和的充電技術,最大充電功率為150kW並支援高達300kW的快速充電。預計在2026年初,而第四代鎳鈷錳電池將能夠搭載於常規電動版西塔羅、絞接電動版西塔羅(eCitaro G)、短軸電動版西塔羅(eCitaro K)及燃料電池版西塔羅。戴姆勒客車表示:「因為第四代鎳鈷錳電池壽命的提升,其壽命保證為8年且可以選擇延長保固至12年,讓電動版西塔羅的生命週期也能提高。同時,第四代鎳鈷錳電池的電池監控系統不僅可以在車輛發動後運作,車輛待命的狀態下也能進行熱監控與過熱警報,安全性更佳。」

燃料電池版西塔羅將支援三種運行模式

戴姆勒商用車宣布,原本選配燃料電池(Fuel Cell)輔助電池(Battery)續航力的業者,未來將能選擇完全以氫能驅動,滿足於部分特定的營運環境需求,這得益於最新的氫能模式(H2 Mode)。與目前歐洲常見採燃料電池輔助的公車一樣,這些公車可以依照不同情境選擇動力來源,讓電池在車輛靜止時不需額外充電,因為在行駛過程中將有來自燃料電池的額外電力。透過本次更新,賓士的燃料電池公車將會有三種運行模式,包含最大續航力模式(Maximum Range Mode)、平衡模式(Balanced Mode)及氫能模式。

在最大續航力模式中,電池的充電量與氫能源的供應將被最大化使用,燃料電池始終維持在最有效率的範圍內運作。戴姆勒集團表示:「一輛常規電動公車搭載第三代鎳鈷錳電池,用最大續航力模式可以達到600公里的續航里程;使用2026年推出的第四代鎳鈷錳電池則可以提升至700公里,且若絞接公車使用第四代鎳鈷錳電池,其續航力也能達到600公里。」

在平衡模式中,電池將提供主要的驅動能源與輔助設備電力來源,燃料電池則提供滿足預設續航里程所需的額外能源,且燃料電保持在最有效率的範圍內運作,一輛搭載第四代鎳鈷錳電池的常規電動公車可以行駛最多700公里。

在氫能模式中,燃料電池與電池雖然都作為動力來源,但是電池在靜止階段不需要額外充電,而是直接由燃料電池在行駛中為電池充電。此一模式雖然會讓燃料電池的負載高於其它運行模式,但是燃料電池依然能保持在20kW至40kW的高效運作範圍內。一輛常規燃料電池輔助公車的氫氣消耗量為每100公里消耗6.3公斤,絞接燃料電池輔助公車則為9.7公斤,這將能分別創造480公里與360公里的續航里程。

短軸電動版西塔羅也將推出

短軸版西塔羅的車身長度為10.63公尺,其轉彎半徑只有17.28公尺,非常適合在市區與舊城區的狹窄彎曲路線上行駛,其特點之一就是能夠在有限的運量下營運,目前可以選配三門車或雙門車。在目前的第三代鎳鈷錳電池技術之下,短軸版西塔羅的最大電池容量為588kWh,若路況良好可以保證有400公里的續航力。

短軸版西塔羅的車內配置與駕駛艙設計,皆與傳統西塔羅或電動版西塔羅相同;而對於更長的路線,短軸版西塔羅同樣也支援使用集電弓或充電軌進行快速充電,充電功率可達300kWh。事實上,所有規格的賓士燃料電池公車都配備了必要的軟硬體,所以可以輕鬆整合到「全面啟動入口網(Omniplus On Portal)」上面,在「全面啟動監視器(Omniplus On Monitor)」上實現車隊的即時監控,包含氫氣量、電池電量及剩餘續航力等。如果發生故障或是剩餘氫氣量或電量低於最低值,調度員或車隊經理就能收到相對應的警報。

車隊管理系統廠商強調,「全面啟動監視器」可以詳細顯示能源消耗的趨勢與潛在的優化方向,除了產出每輛車與每條路線的能源消耗數值與圖表之外,還能區分這些能源是用於動力還是空調,這將使得不同車輛之間的比較更加容易,必要時也能採取相對應的措施來降低能源消耗。對於採用不同廠牌公車的業者,例如同屬戴姆勒集團的賓士與斯特拉(Setra)車隊,如果本來沒有使用「全面啟動」的業者,也能使用可單獨訂購的「全面啟動數據包(Omniplus On Data Packages)」,讓不同廠牌的車輛都能輕鬆整合到第三方提供的車隊管理與控制系統上,還不用另外安裝硬體。

全新的數位電動車隊管理系統

戴姆勒客車解決方案公司(Daimler Buses Solutions GmbH)主要的業務在於為客運業者提供建議,並積極協助客運業者邁向公車電動化,專注於設計、建造及提供基礎設施的顧問服務。而透過戴姆勒客車解決方案公司的專家合作下,戴姆勒客車就能依照客戶需求提供完整的電動化系統,包含從可行性分析到單一車輛的個別配置,以及完整的供電基礎設施,如設施建置、電力安裝、充電設備、電池儲存、充電管理系統及其它數位服務等。

此外,車隊管理系統廠商「全面啟動(Omniplus)」也在拓展其業務範圍,專門為電動公車提供額外服務,例如本來僅限於柴油車的性能分析功能,將會在2025年第二季導入到電動公車的「全面啟動監視器」介面上,使用者就能評估自己的駕駛風格,它也可以單獨購買並按月訂閱付費。此外,電池監控也是一項全新功能,根據電池相關的關鍵績效指標(Key Performance Indicator, KPI)來運作,例如電池類型、行駛里程、電池壽命、電池單元溫度及健康狀況等,可以為客運業者提供高電壓電池的運作狀況,並提供有效的電池使用建議。

舉例來說,系統會識別出一輛長時間停放且電池已經充滿的電動公車,並提出「不要進行完全充電,到出車前不久再把電充滿可以保護電池」的建議。數位電池監控還能偵測到其它因素,例如放電狀態過大或是溫度過高等,並建議採取適當措施以防止電池損壞,而這同樣也能透過「全面啟動入口網」單獨購買。至於電池保固狀態服務則是免費的功能,可以提供電池保固狀態資訊,並防止潛在的保固違規狀況;而未來「全面啟動」將針對新推出的電動版因圖羅提供無線軟體更新,不用到維修廠就能更新軟體。

總結而言,透過選配全新的數位雙向遠端控制服務,採用「全面啟動」系統的電動公車業者可以獲得更多對車輛操作的準備服務,例如電動版西塔羅就能進行遠端充電控制,這意味著客運業者可以進行簡單且精確的充電與預先調整,讓出車時可以保持在最佳狀態,包含冷暖器功能。而數位遠端服務本身不需要依賴任何基礎設施,卻能有助於提升車輛的續航力與電池壽命,還可以設定最大充電水準來保護電池,並定義每輛車的預定出車時間,確保營運時都有足夠使用的電量。

沒意外的話,賓士也已經把氫燃料的雙節公車開上阿爾卑斯山了。
© Daimler Truck AG

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