Madridban teszteltük a hidrogén hatótávnövelős Mercedes-Benz eCitaro G fuel cellt

Annak ellenére, hogy az elmúlt években hatalmas fejlődésen ment keresztül mind az akkutechnológia, mind pedig az akkumulátoros buszok szegmense, az elektromos hajtású autóbuszokkal kapcsolatos problémahalmaz két leglényegesebb eleme a mai napig még mindig a hajtásmód sebezhetőségét jelentő hatótávolság, valamint a töltési idők kérdése. Ezekre, a buszgyártókat kihívásként érintő megoldandó problémákra válaszul fejlesztette ki és dobta piacra tavaly a Daimler Buses az akkumulátoros és hidrogén technológiák előnyeit ötvöző csuklós eCitaro fuel cellt, melynek időközben már elkészült a szóló 12 méteres változata is. (Az eCitaro G fuel cell részletes bemutatója itt olvasható).

A típus, melynek egy csuklós példányát Madridban, a Jarama versenypályán tesztelhettünk, két, közel egyenértékű zéró emissziós hajtásrendszert hordoz magában; ezek egymástól függetlenül, külön-külön is tölthetők, ezáltal a busz tisztán akkumulátoros üzemmódban és hidrogénhajtású autóbuszként is képes üzemelni. Tehát az eCitaro fuel cell esetében alapvetően egy akkumulátoros meghajtású járműről beszélhetünk, amelyben a hajtásrendszer kiegészül egy kisebb és nem elsődleges energiaforrásként szolgáló üzemanyagcellával is, ami a jármű tetején tárolt hidrogéngázt felhasználva hatótávnövelő funkciót biztosít. A cellamodul által előállított villamos energiát a busz rendszere a vontatási akkumulátorok menet közbeni töltésére fordítja, növelve ezzel a napi futásteljesítményt. A konstrukciót a Daimler két fő gazdasági szemponttal magyarázza; egyrészt a hálózatból felvett elektromos töltőáram jóval olcsóbb a zöld forrásból származó hidrogéngáznál, másrészt a nagyobb pufferakkumulátoroknak köszönhetően hatékonyabban lehet a fékezések során visszanyert energiát eltárolni. A gyártó szerint ezért ésszerűbb a hidrogén üzemanyagcellát egyedüli energiaforrás helyett inkább a busz hatótávolságának növelésére használni.

A gyári adatok alapján a fuel cell verzió ezzel a megoldással akár 400 kilométert is képes megtenni egyhuzamban, így közel 100%-os útvonal-lefedettségével egy az egyben ki tud áltani egy hagyományos, dízelmotoros hajtású városi autóbuszt. Az eCitaro fuel cell üzemeltetése során lehet választani, hogy a rendszer az akkumulátorokban tárolt energiát, vagy a hidrogéngázt használja fel először, de emellett van lehetőség mindkét üzemmód párhuzamos alkalmazására is.

A kiegészítő hidrogénhajtás lelkét a Toyota második generációs, 60 kW csúcsteljesítményű, protoncsere-membrános (PEM) TFCM2-F-60 hidrogén tüzelőanyag-cellája adja, amely skálázható – szóló változatnál legfeljebb 294, a csuklós kivitelben pedig legfeljebb 392 kWh összkapacitású – lítium-nikkel-mangán-kobalt-oxid (NMC 3) vontatási akkupakkal párosítható. A japán főegység 50%-ot meghaladó hatásfokkal működik, becsült élettartama 40 000 üzemóra, azaz hatékonysága csak 7-10 év eltelte után kezd el csökkenni. A Daimler a hajtásmódok ezen kombinációjánál, normál üzemeltetési körülmények között, a két működési mód teljes kihasználása mellett a szóló eCitaro változatnál 400, a csuklósnál pedig 350 kilométeres autonómiát ígér.

Az üzemanyagcellát és a hidrogéntartályokat a tetőn a mellső tengely felett, illetve az első túlnyúlásban kell keresni. A szóló változat kiviteltől függően öt vagy hat, a csuklós pedig hat vagy hét darab, egyenként 5-5 kg hidrogéngáz befogadására alkalmas, karbonszálas erősítésű tartállyal rendelhető. Az üzemanyag-utántöltés  optimális körülmények között 10-15 percet vehet igénybe, az akkupakk újratöltése pedig  1,5-2 óra között változhat a maximális 150 kW-os töltési teljesítmény kihasználása esetén.

A jármű a próbakörök tapasztalatai alapján a vezetés szempontjából nem különbözik észrevehetően a tisztán elektromos hajtású változattól. Arra, hogy egy hidrogénhajtású buszról van szó, csak egy, a műszerfalon százalékos feltöltöttségi értéket mutató műszer emlékeztet. A méretei ellenére a 18 méteres monstrum simán gyorsult még enyhe pedálhasználat mellett is,  teljesítményleadása fokozatos és egyenletes volt, s alapvetően jól vette a versenypálya kihívásait. A kanyarokba nagy sebességgel belépve viszont a magasabb súlypont hatása érezhető volt, annak ellenére is, hogy a billegés- és bólintáscsillapítási rendszer kompenzálta a magas súlypontból eredő instabilitást. Sík terepen a  jármű érzékenysége és könnyedsége elfeledtette velünk, hogy üresen egy 20 tonnás csuklósban ülünk, viszont a nagyobb emelkedőket, amelyekre a hat darab Type 4-es hidrogéntartállyal és ehhez mérten nagy, 2,5 tonna súlyú beépített NMC akkukapacitással (392 kWh, ez a típushoz kérhető maximum), valamint a 240 kg-os üzemanyagcellával szerelt kocsi a vártnál egy picit lomhábban tudott csak felkapaszkodni. A regeneratív fékrendszernek köszönhetően csak ritkán kellett  használni az üzemi fékeket, a jármű lassulására már a gázpedál felengedésével sor kerül. Emellett a regeneratív fékezéssel sokkal finomabban lehet lassítani járművet, és a fékút is jelentősen csökkenthető.

A típus 2023 óta szerepel a Daimler Buses kínálatában, sorozatgyártása 2023 nyarán kezdődött meg Mannheimben. Az új termékvonal a piaci bevezetés előtt számtalan funkcionális és tartóssági teszten esett át. A hidrogéntartályok teljesítik a 2024-től kötelező érvényű ENSZ-EGB 134-es előírás tűzvédelemre, hőállóságra, vegyi és mechanikus behatással szembeni ellenállóképességre vonatkozó követelményeit, a tetőn elhelyezett tartályegység rögzítőrendszerét pedig rezgés-, valamint ütközésvizsgálatnak, úgynevezett szánkó próbának vetették alá, melynek során jelentős lassulást, ütközést szimuláltak. A üzemanyagcella által előállított hulladékhőt hasznosító, új fejlesztésű termomenedzsment rendszer is valamennyi, extrém hőmérsékleten végzett nyúzópróbát sikeresen teljesítette.