전기 버스는 전기로 작동하는 버스입니다.

전기 버스는 선상에 전기를 저장할 수 있거나 외부 소스에서 계속 공급할 수 있습니다. 전기를 저장하는 버스는 주요하게 배터리 전기 버스이며, 플라이휠 에너지 저장 장치를 사용하는 자이로 부스 (jyrobus)와 같이 전기 모터가 온보드 배터리에서 에너지를 얻습니다. 두 번째 경우에는 외부 전원과의 접촉으로 전기가 공급됩니다. 예를 들어 온라인 전차에서 볼 수 있듯이 트롤리 버스의 경우와 같은 오버 헤드 전선이나 지상의 비접촉 도체의 경우. 이 기사는 주로 전기를 저장하는 버스를 다루고 있습니다.

2017 년 현재 99 %의 전기 버스가 중국에 배치되었으며, 385,000 대 이상의 버스가 중국 총 버스 함대의 17 %를 차지합니다.

역사
전기 자동차는 19 세기부터 주변에 있습니다. 19 세기 초 헝가리, 네덜란드, 미국의 연구자들은 배터리 구동 차량에 대한 아이디어를 연구하기 시작했습니다. 이전에는 전동차로 구동되는 전동식 객차, 전동식 전동기로 동력을 얻는 말없는 객차가있었습니다. 그러나 사람들이보다 쉽고 빠르게 돌아 다니기를 원했기 때문에 자동차는 말이 끄는 마차보다 더 빠르고 합리적인 대안이되었습니다.

1835 년 미국의 토마스 대븐 포트 (Thomas Davenport)는 최초의 실용적인 전기 차량 인 소형 기관차를 제작했다고합니다. 그는 밧줄의 짧은 구간에서 소형 모델 자동차를 작동시키는 데 사용되는 배터리로 구동되는 전기 모터를 개발했습니다.

최초의 성공적인 전기 자동차는 1890 년 미국에서 제작되었습니다. 아이오와 주 디모 인 (Des Moines)의 윌리엄 모리슨 (William Morrison)은 최대 6 명의 승객을 수용 할 수 있고 시간당 6 ~ 12 마일에 달하는 전기 자동차를 만들었습니다. 1890 모리슨 전기의 사양에는 앞 좌석 아래에 장착 된 24 개의 축전지 셀이 포함됩니다. 차량은 충전이 필요하기 전에 100 마일 범위 내에서 주행 할 수 있습니다.

이 초기 발명은 전기 자동차에 대한 관심을 불러 일으켰으며 자동차 제조업체는 전 세계에 자체 버전을 구축하기 시작했습니다. 극단적 인 갑작스러운 관심 때문에, 전기 자동차는 1900 년까지 최고 인기를 얻었으며 도로의 모든 차량의 대부분을 차지했습니다.

현재 전기 자동차가 선호되는 차량이었습니다. 가솔린 구동 차량은 변속기에서 핸드 크랭크로 엔진을 시동하는 것까지뿐만 아니라 강하고 불쾌한 배기 가스와 같은 다른 단점까지 운전할 때 많은 노력이 필요했습니다.

그러나, 전기 자동차가 약간의 기세를 잃게했던 가솔린 – powered하게 된 차에 개선이하게되었다. 손 크랭크는 곧 전기 시동 장치로 교체되었으며 가솔린 구동 차량은 더욱 저렴 해졌습니다. 가솔린 자동차는 곧 전기 자동차의 인기를 극복했습니다.

1935 년에는 전기 자동차가 거의 사라졌습니다. 가스 가격이 치 솟아서 전기 자동차가 시장에 다시 진입 한 것은 1970 년대 가스 부족 사태 때였습니다. 가솔린 구동 자동차는 성능과 신뢰성이 향상되어 여전히 인기가 높았습니다.

1990 년대에는 환경에 대한 사회적 관심이 높아지면서 전기 자동차가 대중화되었습니다. 21 세기의 시작에서, 전기 자동차의 기술은 Toyota Prius, 최초의 주요 제조 전기 자동차의 출시로 어느 때보다도 유망 해 보였습니다. 오늘날 전기 자동차는 점점 더 많은 미국인들이보다 효율적이고 환경 친화적 인 자동차를 요구함에 따라 계속 증가하고 있습니다.

단점
다른 전기 자동차와 마찬가지로 기후 조절과 극한의 추운 날씨는 전기 버스의 성능을 약화시킵니다. 또한 지형은 가공선에서 전력을 끌어 오는 트롤리 버스에 비해 저장된 에너지를 전달하는 전기 자동차를 채택하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 조건이 호의적 일 때라도, 높은 지역 유틸리티 요금 (특히 최대 수요 기간 동안) 및 독점 충전 시스템은 채택에 장벽이됩니다.

배터리 전기 버스
요즘 전기 버스의 가장 인기있는 유형 중 하나는 배터리 전기 버스입니다. 배터리 전기 버스에는 차량의 배터리에 전기가 저장되어 있습니다. 오늘날 이러한 버스는 단 한 번의 요금으로 200km가 넘는 범위를 가질 수 있습니다. 이 버스는 일반적으로 제한된 범위의 특수성으로 인해 도시 버스로 사용됩니다.

도시 운전은 주요하게 가속 및 제동입니다. 이로 인해 배터리 전기 버스는 제동 상황에서 배터리로 대부분의 운동 에너지를 다시 충전 할 수 있기 때문에 디젤 버스보다 우수합니다. 이것은 버스의 브레이크 마모를 줄이고 전기 오버 디젤을 사용하면 도시의 대기 질을 향상시킬 수 있습니다.

도시 내에서 운행 할 때, 버스의 무부하 및 차량 중량을 최소화하는 것이 중요합니다. 이것은 알루미늄을 버스의 주요 건축 자재로 사용함으로써 성취 될 수 있습니다. 복합 패널 및 기타 경량 재료도 사용할 수 있습니다. Linkkebus에 따르면, 알루미늄 버스의 전체 구조는 비교적 현대적인 철제 버스 (무게 9500kg의 연석)보다 약 3000kg 더 가볍습니다. 무게를 줄이면 더 큰 적재 하중이 가능 해지고 브레이크, 타이어 및 조인트와 같은 구성 요소의 마모가 줄어들어 연평균 비용 절감이 가능합니다.

Proterra의 EcoRide BE35 운송 버스는 캘리포니아 주 West Covina에 위치한 Foothill Transit에 의해 Ecoliner라고 불리며, 세계 최초의 강력하고 빠른 충전 배터리 전기 버스입니다. Proterra의 ProDrive 드라이브 시스템은 UQM 모터와 재생 가능한 제동 장치를 사용하여 사용 가능한 에너지의 90 %를 포착하여 TerraVolt 에너지 저장 시스템으로 되돌려 보내고 버스가 31-35 %까지 주행 할 수있는 총 거리를 증가시킵니다. 한 번의 충전으로 30-40 마일을 주행 할 수 있으며 일반 디젤 또는 CNG 버스보다 최고 600 % 더 연료 효율이 높으며 CNG보다 44 % 적은 탄소를 생성합니다.

충전 중
전기 버스 배터리를 충전하는 것은 디젤 엔진에 연료를 공급하는 것만 큼 간단하지 않습니다. 올바른 배터리 유지 관리 및 보관을 보장하면서 충전 프로세스를 최적으로 사용하려면 특별한주의, 모니터링 및 스케줄링이 필요합니다. 일부 사업자는 여분의 버스를 구매하여 이러한 문제를 관리합니다. 이렇게하면 충전은 야간에만 가능합니다. 이 솔루션은 안전한 솔루션이지만 비용이 많이 들고 확장 성도 없습니다. 실제 솔루션은 차량 일일 일정이 전체 일정을 가능한 한 최적에 가깝게 유지하면서 청구해야 할 필요성도 고려하도록하는 것입니다.

오늘날 버스 운영자가 전기 버스 요금 징수 일정을 관리하는 데 도움이되는 다양한 소프트웨어 회사가 있습니다. 이러한 솔루션은 예기치 않은 정차 및 승객의 불편 함없이 버스가 안전하게 계속 작동하도록합니다.

충전기와 전기 버스 사이의 통신을 위해 동일한 ISO 15118 프로토콜이 승용차 충전 용으로 사용됩니다. 유일한 차이점은 충전 전원, 전압 및 커플러에 있습니다.

버스 정류장에서 팬터그래프 및 언더 바디 컬렉터
팬터그래프와 언더 바디 컬렉터가 버스 정류장에 통합되어 전기 버스 재충전 속도가 빨라 버스에서 더 작은 배터리를 사용할 수있게되어 초기 투자 비용과 후속 비용이 감소합니다.

자치 (자동 운전) 전기 버스
자율 버스는 12 명 이상의 승객을 운송하는 전기 구동자가 운전 차량입니다. 자율 버스는 차량 내부의 운전자없이 운전되며 대신 카메라, 센서 및 원격 제어 장치를 사용하여 트래픽을 적절하게 조종합니다.

아연 공기 배터리
사전 상업용 배터리 기술을 사용하여 40 피트 (12.2 m)의 순수 전기 버스가 개발되었습니다. Electric Fuel Corporation은 아연 공기 전지와 울트라 커패시터로 작동되는 12.2m의 전기 버스를 개발 및 시연하고 있습니다. 아연 – 공기 에너지 장치 (종종 배터리로 설명 됨)는 버스에 에너지를 공급하는 과정에서 아연을 산화 아연으로 전환시킵니다. 버스는 재충전되지 않습니다. 대신, 산화 아연 카트리지는 새로운 아연 용으로 교환됩니다. 이 버스는 테스트에서 100 마일 (160km) 이상의 범위를 보여 주었으며 네바다 주 라스 베이거스에서 시연되었습니다. 그러나이 기술은 개발 단계에 있으며 여러 주요 장애물을 극복해야 사용할 수있는 연료 보급 인프라 또는 버스 정류장에서의 사용을 비롯하여 운송 차량 용도로 채택 할 수 있습니다.

커패시터 버스
버스는 배터리 대신 축전지를 사용하여 에너지를 저장할 수 있습니다. Ultracapacitors는 리튬 이온 배터리가 동일한 중량으로 유지하는 에너지의 약 5 % 만 저장할 수 있으므로 충전 당 2 마일로 제한됩니다. 그러나 울트라 커패시터는 기존 배터리보다 훨씬 더 빠르게 충전 및 방전 할 수 있습니다. 정상 작동의 일부로서 빈번하게 그리고 예측 가능하게 멈추어야하는 차량의 경우, 울트라 커패시터에만 기반한 에너지 저장 장치가 해결책이 될 수 있습니다.

중국은 커다란 온보드 전기 이중층 커패시터에 저장된 전력을 사용하여 지속적인 오버 헤드 라인없이 작동하는 Capabus라고하는 새로운 형태의 전기 버스를 실험하고 있습니다.이 커패시터는 버스 정류장에서 차량이 정지 할 때마다 재충전됩니다 ( 이른바 전기 우산이라고 불린다.).

2005 년 초 상하이에서 몇 가지 시제품이 테스트되었습니다. 2006 년 두 개의 상업 버스 노선이 전기 이중층 커패시터 버스를 사용하기 시작했습니다. 그들 중 하나는 11 번 루트입니다. 2009 년 버지니아 주 알링턴에 본사를 둔 Sinautec Automobile Technologies와 중국 파트너 인 Shanghai Aowei Technology Development Company는 주요 기술 문제없이 2006 년부터 상하이 지역을 대상으로 한 17 개의 41 개의 Ultracap 버스를 시험하고 있습니다. 내년 초에는 60 와트 버스가 kg 당 10 와트 시간을 공급하는 울트라 커패시터로 공급 될 예정이다.

버스는 매우 예측 가능한 경로가 있으며 정기적으로 3 마일 (4.8km)마다 정차해야하며 신속하게 충전 할 수 있습니다. 그 트릭은 노선을 따라 일부 버스 정류장을 충전소로 바꾸는 것입니다. 이 정거장에서 버스 위쪽의 수집기가 몇 미터 높이 올라가고 오버 헤드 충전 회선에 닿습니다. 몇 분 안에 버스 좌석 아래에 보관 된 울트라 커패시터 뱅크가 완전히 충전됩니다. 버스는 제동시 에너지를 확보 할 수 있으며, 충전소에는 태양 전지 패널을 장착 할 수 있다고한다. 제품의 3 세대는 충전 당 20 마일 (32km) 이상의 거리를 제공합니다. 그런 버스는 9 월 테스트를 위해 2014 년 5 월 불가리아 소피아에서 배달되었습니다. 2 회 요금으로 23km를 커버합니다.

Sinautec은 버스 중 하나가 디젤 버스의 에너지 비용의 10 분의 1을 차지하고 평생 비용 200,000 달러를 절약 할 수 있다고 추정합니다. 또한 버스는 전동 트롤리 버스에 비해 전기 사용량이 40 % 적습니다. 주로 가볍고 회생 제동 효과가 있기 때문입니다. 울트라 커패시터는 활성탄으로 만들어졌으며 에너지 밀도는 킬로그램 당 6 와트입니다 (비교를 위해 고성능 리튬 이온 배터리는 킬로그램 당 200 와트 시간을 달성 할 수 있습니다). 그러나 울트라 커패시터 버스는 리튬 이온 배터리 버스는 약 40 % 저렴하고 신뢰성이 훨씬 뛰어납니다.

울트라 캡을 사용하는 플러그인 하이브리드 버전도 있습니다.

향후 개발
Sinautec은 충전을 유지하기 위해 더 많은 표면적을 제공하는 수직 정렬 된 탄소 나노 튜브 구조를 사용하여 높은 에너지 밀도의 초 고용량 콘덴서를 개발하는 것에 대해 MIT의 Schindall과 논의 중이다. 지금까지 그들은 기존의 울트라 커패시터의 2 배의 에너지 밀도를 얻을 수 있었지만 약 5 배의 에너지를 얻으 려합니다. 이것은 리튬 이온 배터리의 에너지 밀도의 4 분의 1을 갖는 초 고용량 커패시터를 생성 할 것이다.

앞으로의 개발에는 오버 헤드 배선을 피하기 위해 유도 충전을 거리 아래에서 사용하는 것이 포함됩니다. 각 버스 정류장 아래 및 길을 따라 각 정류장에있는 패드가 사용됩니다.

통학 버스
2014 년에 첫 번째 생산 모델의 모든 전기 스쿨 버스가 캘리포니아 산 호아킨 밸리의 킹스 캐년 통합 교육구로 전달되었습니다. Class-A 스쿨 버스는 캘리포니아의 포스터 시티 (Foster City)에있는 Motiv Power Systems에서 개발 한 전동 장치 제어 시스템을 사용하여 Trans Tech Bus에서 제작되었습니다. 버스는 4 개의 구역 중 하나였습니다. SST-e 버스의 첫 번째 라운드 (소위 말하는)는 캘리포니아 대기 자원위원회가 관리하는 AB 118 대기 질 개선 프로그램에 의해 부분적으로 지원됩니다.

트랜스 테크 / 모터 차량은 모든 KCUSD 및 캘리포니아 고속도로 순찰 검사 및 인증을 통과했습니다. 일부 디젤 하이브리드가 사용되고 있지만, 이것은 모든 주에서 학생 운송을 승인 한 최초의 현대식 전기 스쿨 버스입니다.

2015 년 이래 캐나다의 라이온스 버스는 전신 스쿨 버스 eLion을 제공합니다. 이 제품은 2016 년 초부터 대량으로 출하되고 판매되는 일반 제품 버전으로 2017 년까지 약 50 대가 판매됩니다.

하이브리드 버스
1990 년대 후반, 전기 기술은 점차 자율 차량에 통합되었습니다. 기존의 디젤 버스보다 깨끗하고 트롤리 버스보다 독립적 인 차량이 개발되었습니다. 이것이 하이브리드 버스의 모습입니다. 이 차량은 전기와 열의 두 가지 엔진을 결합하여 연료를보다 효율적으로 사용할 수 있도록합니다 (10 ~ 30 % 절감). 그러나 전기 주행 및 운동 에너지 회수 기술 (또는 충전식 하이브리드 자동차라고하는 배터리의 에너지 저장을위한 것조차도)을 사용하기는하지만 에너지가 전기 인 전기 버스와 달리 연료 덕분에 작동합니다.

자율 전기 버스
오늘날에는 자치 전기 버스가 개발 중에 있으며 일부 제조업체 (Power Vehicle Innovation, Renault Trucks, …)는 사업자가 제한없이 도시 교통 서비스를 제공 할 수 있도록 충분한 자치권을 제공 할 수 있습니다. 하부 구조. 일부는 2000 년부터 Régie Autonome des Transports Parisiens (RATP)가 운영하는 버스 인 Montmartrobus와 같이 수년 동안 사용되었습니다. 수퍼 커패시터 (제네바의 Tosa 라인)를 사용하는 버스는 라인 비용보다 적은 투자 비용을 나타냅니다 oftrolleybus, Km 당 100 만 유로 정도입니다.

과학 기술
전기 버스는 열 버스와 동일한 원리로 작동합니다. 즉, 배터리로 구동되는 전기 모터로 작동하는 견인 체인 덕분입니다. (에너지 저장 장치는 연료 대신 축전지를 사용하여 전기에 적응됩니다. 열차의 탱크). 전기 모터로 얻은 출력은 도시 사용에 충분한 속도를 제공합니다 (70km / h 이상).

배터리
에너지 저장의 관점에서, 그것은 본질적으로 연구에서 진화 한 배터리 기술 (특히 비중이 더 높은 리튬 이온 배터리)입니다. 오늘날이 기술은 재래식 운송 차량의 환경 영향에 대한 인식 외에도 현대식 모델의 지속 가능한 사용과 전기 버스의 개발을 가능하게합니다. 배터리가 연료 탱크보다 더 많은 공간을 차지하지만 배터리는 오늘날 우리가 알아 차리지 못할 정도의 적당한 공간을 차지할 수 있습니다.이 자율성은 감속 또는 제동 단계 동안 운동 에너지 회수 시스템을 통해 특히 개선되어 임계 값의 20 % . 디젤 기술에 비해 전기 자동차의 에너지 효율은 가솔린 자동차의 경우 40 %에 비해 전반적으로 약 90 %입니다.

장점

생태 학적 이점
사용시 전기 버스는 온실 가스를 방출하지 않습니다. 전기는 생산 과정에 따라 온실 가스 배출 (이산화탄소와 같은)을 일으킬 수 있습니다. 전기 버스의 탄소 배출량은 0이 아니지만 매우 낮은 수준의 오염으로 이어집니다.

환경 적 이점
전기 버스는 열 버스에 비해 소음이 거의 없으므로 대중 교통 차량의 소음 공해를 줄임으로써 도시 환경의 삶의 질을 향상시키는 것이 일반화 될 수 있습니다.

도시 경관에 대한 적응
생태 및 환경 적 이점을 결합하면 전기 버스가 눈에 잘 띄지 않고 깨끗해질 수 있습니다 (온실 가스 배출이없는 것은 보행자가 자주 찾는 지역의 열 버스처럼 문제가되지 않습니다). 이러한 특징은 종종 도시에서 사용하기 위해 유지되었습니다. 주거 지역의 시내 중심가와 보행자가 자주 이용하는 좁은 거리에 사용되는 많은 소형 전기 버스입니다.

경제적 측면
전기 에너지는 연료보다 사용하기에 저렴하며 소형 전기 버스는 2 유로입니다. 그러나 전기 버스의 비용은 버스의 종류에 따라 크게 달라진다 : 트롤리 버스, 커패시터가있는 버스, 자이로스, 하이브리드. 그러나 일부 연구는 배터리 전기 버스의 비용을 투자 비용을 나타내는 것으로 추정하고 5에서 10 트롤리 버스보다 몇 배 더 큽니다.

단점

자치
자율성은 아직 열차의 중요성만큼 중요하지 않습니다. 그러나 전기 자동차 용 배터리의 낮은 자율성은 개인용 전기 자동차의 사용에 기술적 한계가있는 것처럼 보이지만 버스 여행을위한 전기 자동차의 적용은보다 합리적이다. 따라서 사전 경로 길이, 시작점, 끝점 및 설치 계산을 쉽게 수행 할 수 있습니다. 또한,이 분야에서 수행 된 연구는 첫째, 배터리 수명을 개선하고, 두 번째로 수퍼 커패시터 덕분에 배터리를 빠르게 충전하는 작업을 계속합니다.

하부 구조
전기 자동차의 충전 점은 현재 주유소만큼 광범위하지는 않지만 이러한 인프라는 점점 더 무거워지는 경향이 있습니다

비용
전기 버스는 (TIPP로 인해) 연료 가격이 전반적으로 낮고 에너지 효율이 가장 우수한 전기 소비량 측면에서 절약 할 수 있지만 구매할 투자를 나타냅니다 (열 버스 유형 디젤보다 비쌉니다). 따라서, 비교를 위해, 트롤리 버스 운영 비용 중 적어도 절반은 디젤 버스 비용보다 적은 트램보다 적습니다.