Estreno en Helsinki: MAN Lion's CityBus urbano híbrido de la última generación
- Prolongados ensayos prácticos prueban un ahorro de consumo de un 20% a un 25% en comparación con la propulsión diesel usual
- Aplicación económica gracias a la propulsión híbrida serial con supercondensadores
- Concepto de prototipo próximo a la serie
En vista de los costes de energía crecientes en todo el mundo por un lado y cada vez más exigencias respecto a un mejor comportamiento de emisiones del vehículo por otro lado, la técnica híbrida encuentra también en aplicación de bus urbana cada vez más consideración en la MAN Nutzfahrzeuge AG. Los sistemas híbridos dieseleléctricos queman menos combustibles fósiles y contribuyen así a una solución de la problemática de CO2. Las propulsiones híbridas además pueden combinarse muy bien con combustibles y accionamientos alternativos. MAN pertenece a los pioneros de estos conceptos de propulsión – sus técnicos trabajan ya desde los años 70 en las diferentes tecnologías de acumulación y aprovechamiento de la energía de frenado. Se están probando acumuladores hidráulicos, acumuladores de volante mecánicos y finalmente la transformación en energía eléctrica y su acumulación eficiente. Estas tecnologías caras, sin embargo, hasta la fecha no han permitido una aplicación justificablemente económica.
Con el nuevo autobús de piso bajo MAN Lion's City híbrido, que representa un claro paso hacia el producto de serie, los desarrolladores de MAN abren un nuevo capítulo. "Nuestro vehículo de concepto marcha ya con muchos componentes probados", explica Eberhard Hipp, jefe del departamento de prototipos del Grupo MAN Nutzfahrzeuge, "también prestamos mucha atención a los costes, con el fin de ofrecer a nuestros clientes a plazo medio un vehículo económico, que se puede amortizar en pocos años." En el congreso mundial de las empresas de tráfico UITP en Helsinki, el Grupo NEOMAN Bus como división de buses de la MAN Nutzfahrzeuge AG presenta este concepto de vehículos por primera vez al público internacional. A partir de 2010 se prevé la producción de serie de una primera flota pequeña.
Acelerar con energía de frenado – ahorrar combustible
El servicio de stop-and-go de los autobuses urbanos presenta las condiciones ideales para el aprovechamiento de la energía de frenado. Los vehículos con un peso de generalmente 18 toneladas se conducen con velocidades mayormente bajas, aceleran un sinfín de veces, para volver a decelerar hasta parar poco después. Los autobuses convencionales transforman su energía cinética sobre todo en calor no aprovechado, mientras que el Lion's City híbrido acelera en las paradas por medios puramente eléctricos con la energía de frenado acumulada. Los autobuses urbanos pasan casi un 45% de su tiempo de servicio en las paradas, donde una automática de parada/arranque reduce el consumo del caro combustible. MAN apuesta con el Lion's City híbrido por un paquete completo de medidas que permite un ahorro considerable. Dr. Stefan Kerschl, desarrollador de vehículos y jefe del proyecto, habla de "un 20% a un 25% de combustible ahorrado según estimaciones conservativas" y valores de emisión claramente reducidos.
Esto lo confirmaron también los resultados de más de 30.000 kms recorridos soberanamente por el vehículo predecesor en el servicio de línea regular de la VAG Nuremberg. Datos exactos se obtuvieron de las últimas marchas de comparación del 2005 con vehículos de referencia convencionales, dotados de datos de potencia y de capacidad de pasajeros similares.
Híbrido de serie con diesel de servicio optimizado
El nuevo autobús de piso bajo híbrido de MAN se basa igual que su predecesor en la tecnología híbrida de serie. Un motor de seis cilindros casi de serie MAN D0836 LOH con calidad de gases de escape EEV conforme a la tecnología libre de aditivos MAN PUREdiesel suministra la energía para un generador de alta potencia, el cual entrega la energía a dos motores eléctricos. Estos accionan, en combinación con onduladores, a través de un cambio sumador, el eje pórtico de piso bajo con neumáticos superanchos. Una electrónica de potencia une la propulsión con el sistema de acumulación de energía en el techo. El sistema de acumulación mismo consiste de 12 módulos Ultracap (condensadores de alta potencia), que acumulan la energía de frenado obtenida de forma muy eficiente, ideal para la aplicación urbana.
Los motores de marcha se pueden alimentar con el motor diesel / generador plús acumulador de energía o con el acumulador de energía sólo. Así, el Lion's City híbrido sale de la parada por medios puramente eléctricos y libre de emisiones y activa el diesel recién al necesitar más potencia, una ventaja importante sobre todo en estaciones de bus con salidas continuas y las emisiones correspondientes. Bajas potencias, necesitadas por ejemplo para la alimentación de los grupos adicionales o de la red de a bordo, se pueden cubrir generalmente sólo con el acumulador de energía Ultracap. La parada y el arranque automáticos del motor diesel son realizados por la gestión de energía altamente desarrollada.
Durante la marcha, el diesel no sólo suministra la potencia de propulsión necesitada, sino también, según estado de carga del acumulador de energía, la corriente requerida para los grupos adicionales eléctricos. El compresor de climatización y la bomba de dirección auxiliar son propulsados, diferente a la versión de serie, puramente por medios eléctricos. El motor de seis cilindros MAN pobre en emisiones siempre es accionado en su punto de servicio óptimo. "Además, rápidos cambios de carga son compensados brevemente a través del acumulador de energía, lo que lleva al así llamado servicio flegmatizado del motor diesel", declara Stefan Kerschl. Esto permite en la suma un bajo consumo de combustible y emisiones ejemplarmente reducidas.
Aplicación económica con Ultracaps
El sistema de acumulación Ultracap obtiene su energía de acumulación del proceso de frenado. El freno eléctrico es impulsado a través del pedal de freno con hasta 150 kW y actúa hasta la aplicación necesaria del freno de servicio como decelerador único para frenados más fuertes. Los motores de marcha sirven aquí como generadores y transforman la energía de frenado en energía eléctrica para el próximo proceso de arranque.
Los Ultracaps se distinguen, por regla general, de otros acumuladores de energía, como p.ej. baterías, por su densidad y toma de potencia especialmente elevada, su fiabilidad y su alto rendimiento. La falta de piezas móviles y la libertad total de mantenimiento contribuyen además a una economía ya hoy considerable. La solución de condensadores es ventajosa también respecto al balance de peso en comparación con las soluciones de batería – el autobús de piso bajo Ultracap se ahorra el pesado paquete de baterías y tiene aproximadamente el mismo peso que un autobús urbano con motor de gas natural. "Las baterías se deben accionar hoy en una ventana de estado de carga estrecha", declara Kerschl y vé los Ultracaps mucho menos sensibles que baterías para el trabajo de todos los días. Reduciendo aún más la resistencia interior ha sido posible minimizar drásticamente las pérdidas de acumulación del sistema Ultracap y aumentar claramente el rendimiento de los acumuladores. No en último lugar la mejora de la refrigeración de aire activa hace que la durabilidad de los condensadores de alto rendimiento se adapta a la del vehículo de serie.
En la aplicación el Lion's City híbrido complace a su propietario con su elevado valor útil conocido. Sus rendimientos de marcha cumplen incluso exigencias considerables. Esto no sorprende en vista del mejor valor de par de giro de hasta 800 Nm, proporcionado por ambos motores eléctricos al arrancar. En el transporte público de todos los días sólo pocos compromisos son necesarios, pues el compartimiento interior corresponde casi del todo al vehículo básico. Con el fin de concentrar todos los componentes híbridos en el techo, la torre de motor de serie se amplió. Así, las tuberías de líquido refrigerante y los cableados de potencia muy cortos tienen un efecto positivo en el rendimiento de la cadena cinemática. La colocación de los componentes limita al cliente sólo poco y se seguirá adaptando para una versión de serie. El cliente sólo tiene que desistir de dos asientos. Gracias al tipo de construcción, el propietario puede elegir entre dos y tres puertas.
Proyecto IDEAS del Ministerio Federal de Economía
La MAN Nutzfahrzeuge AG desarrolla en cooperación con Siemens A&D, dentro del margen del proyecto IDEAS (Innovativer diesel-elektrischer Hybrid-Antrieb für Stadtbusse = propulsión dieseleléctrica innovadora para autobuses urbanos), sistemas de propulsión híbridos con motores diesel para la aplicación en urbes. Los vehículos construidos para este proyecto se aplican en el servicio de prueba real de la VAG Nuremberg. Un aspecto esencial de las comprobaciones se refiere a los efectos para el propietario del bus - posibles cambios de los costes de inversión, de explotación y de mantenimiento. El proyecto es fomentado por el Ministerio Federal de Economía y Tecnología y forma parte del programa de investigación Movilidad y Tráfico.
MAN Lion's City híbrido
| Datos técnicos | |
|---|---|
| Dimensiones y pesos | |
| Longitud x ancho x altura | 11.950 x 2.500 x 3.150 mm |
| Distancia entre ejes | 5.875 mm |
| Peso en vacío | 12.460 kg |
| Peso total admisible | 18.000 kg |
| Motor diesel | Motor de seis cilindros en línea MAN D0836 LOH EEV, montado en posición vertical a la izquierda en la popa (construcción de torre en combinación con neumáticos superanchos en el eje trasero), turbosobrealimentación doble e intercooling con refrigeración intermedia, inyección directa Common Rail, técnica de 4 válvulas, pobre en gases de escape conforme a EEV con filtro de partículas de regulación electrónica CRTec®. |
| Cilindrada | 6.871 cm³ |
| Potencia nominal | 191 kW (260 CV) a 2.300 r.p.m. |
| Par máx. | 1.050 Nm a 1.200 – 1.800 r.p.m. |
| Generador | Generador sincrónico PSM con 150 kW de potencia de salida |
| Motores de marcha | 2 electromotores asincrónicos con 75 kW de potencia c.u., accionamiento a través de un cambio sumador en el eje trasero |
| Sistema de acumulación | 12 módulos Ultracap refrigerados por aire con 24 elementos c.u., 200 kW de potencia máx. de carga / descarga, máx. 500 A de corriente, ámbito de tensión de 400 V a 630 V, contenido de energía aprox. 0,4 kWh |
| Ondulador | Ondulador por impulsos en técnica IGBT |
| Grupos adicionales | Transformador de red de a bordo DC/DC montado en la torre de motor, compresor de climatización puramente eléctrico y bomba de dirección auxiliar |
Helsinki, 22. mayo 2007
