上个月，梅赛德斯-奔驰首次展示了新型eCitaro燃料电池，这是第一辆配备燃料电池以延长续航里程的定期服务巴士。在开始批量生产之前，eCitaro燃料电池必须通过大量的功能和安全测试。这还包括冬季高山穿越——一次充满挑战的试运行。
寒冷的高山空气包围着这辆黄色的低地板铰接式巴士，让它在南蒂罗尔阿尔卑斯山海拔1795米的PlandeGralba宽阔的停车场中显得像是一个异物。当司机安德烈亚斯·霍夫曼(AndreasHoffmann)急切地刮掉车窗上的冰时，一团白色的蒸汽云从巴士的车顶结构中向上升起——这是一个明显的迹象，表明巴士车顶的燃料电池已经开始工作，正在发电。来自空气中的氢气和氧气——仅排放蒸汽。这辆铰接式巴士是一辆测试车辆，是梅赛德斯-奔驰eCitaro燃料电池的四个原型之一。
第一辆采用燃料电池系统扩展续航里程的电动公交车刚刚经历了一系列测试，并出色地通过了测试：在远低于冰点的温度下度过了一夜后，电力驱动系统和燃料电池顺利启动。
2023年初，梅赛德斯-奔驰测试工程师团队带着eCitaro燃料电池前往阿尔卑斯山，测试其在冬季温度下的冷启动行为，并试用新开发的热管理系统。同时，在海拔1700米以上的运行旨在深入了解燃料电池系统在极端海拔下的功能。新的驱动系统还必须在上坡和下坡坡度高达15%的严苛山口运行中证明其性能。最后但并非最不重要的一点是，在这些充满挑战的条件下，能源消耗引起了人们的极大兴趣。
与电动巴士测试团队一起上路
“在整个旅程中，测试工程师不断监控无数的测量点和数据，”测试经理JonasSteinki解释道。除了电池、燃料电池、发动机和乘客室的温度外，还包括驱动器、加热装置和其他辅助消耗设备的能耗、电池的充电水平和氢气罐的填充水平。测试工程师RainerBickel、StephanLutz和HannesMayer不断在监视器上检查燃料电池系统、驱动、热管理和加热的最重要参数，寻找异常情况并将数据与计算出的目标值进行比较。
试运行持续了几天，首先从新乌尔姆穿越阿尔卑斯山，途经菲森、弗恩山口和雷申山口到达博尔扎诺。电池和氢气的组合设计能够覆盖360公里的路线。然而，很难估计在冰点以下的温度下长而陡的山口的能量消耗将如何发展。为了谨慎起见，团队决定在AllgäuerTor服务站对高压电池进行部分充电。
热管理和高能量回收带来良好的能量平衡
在穿越弗恩山口的途中，我们很快就发现eCitaro燃料电池能够比预期更好地应对要求较高的路线。“尽管存在梯度，燃料电池仍然在20至30kW的最有效功率范围内运行，”RainerBickel指着监视器上的相应值解释道。“此外，新的热管理系统重新利用燃料电池的废热来控制内部温度。因此，几乎不使用电加热，因此所有辅助单元(例如加热、转向和压缩机)的总体能耗保持在非常低的水平。”
eCitaro燃料电池还展示了其在下坡坡度上的优势。制动期间，能量回收增加至285kW。这意味着：两个驱动轴上总共有四个电机现在充当交流发电机，并以高达285kW的功率为电池充电，几乎是快速充电站的两倍。“这已经足够了，”RainerBickel报告道。“为了不给电池带来太大压力，我们将回收输出限制在285kW。”
正能量平衡持续到了在博尔扎诺穿越阿尔卑斯山的目标：在行驶了368公里并以约55kWh的机会充电后，电池充电指示器仍显示56%SoC(充电状态)。氢气罐也仍充满42%。
目的地博尔扎诺是氢热点
事实证明，博尔扎诺是冬季试运行的理想目的地。它拥有欧洲最好的氢气基础设施之一，其公共加氢站紧邻博尔扎诺南高速公路交叉口，另一个氢气加气站位于博尔扎诺Sasa运输公司的仓库。除此之外，这里提供的氢气完全来自可再生能源——主要是利用水力发电进行电解。此外，周围的白云石山脉陡峭的山口和高海拔为燃料电池系统的海拔测试以及在具有挑战性的地形和低温下的进一步测试提供了理想的条件。
eCitaro燃料电池项目经理ShahrukhJaved强调说：“然而，冬季试验只是eCitaro燃料电池在夏季开始批量生产之前必须经过的多项测试之一。”“特别是氢气罐和燃料电池系统已经成功完成了广泛的安全测试，其中一些测试超出了法律要求。”其中包括冲击和振动测试以及模拟事故的紧固系统雪橇测试。为了在高温条件下进行测试，eCitaro燃料电池被送往莱茵兰-普法尔茨州沃尔特卡车同事的卡车气候室。
检测结果始终呈阳性
即便如此，贾维德坚信，尽管气候室配备了滚筒测功机，但仍然需要在真实条件下进行测试：“我们可以从高海拔、陡峭路线和低温中获得许多不同的测量结果和发现。”这次旅行非常宝贵。”项目经理对穿越阿尔卑斯山和在高山山口进行的各种测试运行持积极态度：“eCitaro燃料电池出色地应对了这次高山运行的挑战。得益于新的能源管理系统，燃料电池主要在20至30kW之间的最有效范围内运行，即使在长而陡的斜坡上也是如此。新的热管理系统被证明是能源效率的重要组成部分，通过最佳地利用燃料电池的废热来控制乘客室的温度。在这次严苛的测试旅程中，eCitaro燃料电池在续航里程以及驱动器和燃料电池系统的效率方面超出了我们的预期。”