Ônibus elétrico Mercedes-Benz eCitaro recebe novas baterias NMC 3

Lançado em 2018, o eCitaro é baseado no Citaro com motor a combustão e combina a versatilidade do modelo tradicional com o motor elétrico de última geração. Na atual versão com baterias de íons de lítio de terceira geração (NMC 3), o ônibus urbano elétrico de piso baixo representa um novo passo a eletromobilidade. O que o torna distinto é a combinação comprovada da plataforma do Citaro e uma bateria modular, carregamento e tecnologia de sistema de acionamento, além do visual funcional. Como resultado, o Mercedes-Benz eCitaro, registrou em 2022, a comercialização de 300 novos veículos apenas na Alemanha – quase metade de todos os novos ônibus elétricos com mais de oito toneladas. Atualmente, há 700 ônibus eCitaro sendo operados por empresas de transporte público alemãs, sendo quase um quarto deles ônibus articulados.

Novas baterias NMC 3

O ônibus urbano de piso baixo Mercedes-Benz eCitaro com baterias NMC 3 está disponível desde o final de 2022. Por trás da abreviatura NMC 3 está uma nova geração de baterias de alto desempenho com química celular aprimorada. O projeto modular do conjunto da bateria também é novo.

A geração de baterias de íons de lítio com um novo cátodo NMC de alta energia (NMC: óxido de lítio, níquel e manganês, cobalto), um eletrólito fluido e um ânodo de grafite avançado. Uma vantagem notável é a sua grande capacidade, que permite um longo alcance sem carga de oportunidade.

As células cilíndricas compactas com sua química de célula de alta energia, combinadas com uma bateria otimizada, resultam em um aumento da densidade de energia gravimétrica e volumétrica total da bateria. A capacidade de 4,93 Ah por célula de bateria resulta em um aumento considerável na capacidade de cerca de 50% com o mesmo peso.

Ao todo 600 células de bateria são instaladas dentro de cada módulo. Eles foram incluídos no circuito de resfriamento para garantir a temperatura operacional ideal da bateria em torno de 25 graus Celsius. O controle de temperatura fornece vida útil máxima e carregamento eficiente. Nove módulos de bateria se combinam para formar uma bateria com 5.400 células. Isso resulta em uma energia nominal de 98 kWh por bateria.

Longo alcance, configuração de bateria individual, grande capacidade

Tanto para o modelo eCitaro bem como na versão articulado eCitaro G, diferentes versões da configuração da bateria são possíveis de acordo com o perfil de implantação individual. O ônibus eCitaro está disponível com no mínimo quatro e no máximo seis baterias NMC 3 com uma capacidade combinada de até 588 kWh. Estes são divididos em três ou quatro pacotes no teto e dois pacotes no que são alocados no compartimento que antes era ocupado pelo motor a combustão. O ônibus articulado eCitaro possui no mínimo quatro e no máximo sete baterias com capacidade combinada de até 686 kWh. Até cinco pacotes são acomodados na seção dianteira e, dependendo da configuração do ônibus, um na seção traseira e outro no antigo compartimento do motor.

Em condições médias, a configuração máxima da bateria garante um alcance confiável de 280 km para o ônibus eCitaro e 220 km para o articulado eCitaro G durante toda a vida útil da bateria. Isto significa que os ônibus eCitaro cobrem a maioria dos requisitos em termos de desempenho de condução diária dos modelos urbanos. Em condições favoráveis, o alcance é superior a 300 km. A distribuição das baterias resulta em uma repartição de peso bem pensada até o último detalhe. Garante um número adequado de assentos de passageiros, mesmo com um grande número de baterias. A isso se soma a vantagem de peso resultante da alta densidade energética da nova geração de baterias: Dependendo da configuração do veículo, o eCitaro com as novas baterias oferece uma autonomia consideravelmente maior com o mesmo peso e o mesmo número de assentos de passageiros.

Potência de carregamento ampliado

Devido à sua alta capacidade energética, o eCitaro com a nova geração de baterias também é perfeitamente adequado para viagens longas e subsequente carregamento de tomada no depósito com uma potência de carregamento de até 150 kW. As posições familiares estão disponíveis à esquerda e à direita acima do eixo dianteiro e atrás. São possíveis no máximo duas posições de soquete por veículo.

Se forem planejadas rotas mais longas, o carregamento intermediário também pode ser realizado usando um pantógrafo ou trilhos de carregamento (carga de oportunidade). Em combinação com trilhos de carregamento, até mesmo a configuração máxima com baterias é atingível. Neste caso, a capacidade de carregamento aumenta para até 300 kW.

Além de sua alta densidade de energia, as baterias NMC também têm outras vantagens: a nova geração já atende aos requisitos de segurança de acordo com a ECE-R 100-3, que não se tornará obrigatória até o outono de 2023 e inclui um grande número de testes e inspeções. A durabilidade com carregamento de depósito suave também é impressionante: o fabricante Akasol assume 4.000 ciclos de carregamento, dependendo de fatores como a profundidade de descarga e os perfis de uso individuais. Com uso diário e carregamento subsequente no depósito, isso corresponderia a uma vida útil de até dez anos.

O gerenciamento térmico reduz o consumo de energia

A capacidade da bateria por si só não diz o suficiente sobre o desempenho e a autonomia de um ônibus urbano totalmente elétrico – o verdadeiro ponto de referência é o consumo de energia. Em um ônibus urbano, o consumo de energia é fortemente influenciado pelas condições climáticas e, portanto, pelo resfriamento e, principalmente, pelo aquecimento do interior do veículo. A Mercedes-Benz, portanto, coloca grande ênfase no gerenciamento térmico. Em comparação com os atuais modelos Citaro equipados com motor a combustão, a necessidade de energia para aquecimento, ventilação e climatização é reduzida em cerca de 40 %. Esta extraordinária eficiência energética estabelece as bases para alcançar uma autonomia viável para o eCitaro, mesmo em condições desfavoráveis.

As baterias NMC são inicialmente reguladas termicamente para uma temperatura ideal de 25 graus Celsius. Isso leva à máxima capacidade de carga, desempenho e vida útil. O habitáculo é aquecido de forma economizadora de energia por uma bomba de calor e é suportado pela resistência de travagem em caso de mudanças significativas de temperatura. O aquecedor frontal está equipado com um trocador de calor duplo. Os componentes de dissipação de calor são interconectados para minimizar a energia necessária para resfriá-los. A potência do sistema de aquecimento e ar-condicionado varia em função da carga do veículo e da temperatura exterior. O sistema de ar-condicionado montado no teto tem uma função de bomba de calor adicional de série e aquece o habitáculo de forma muito eficiente, mesmo com baixas temperaturas exteriores. O CO2 é usado como um refrigerante altamente eficiente e ecológico.

O interior do veículo pode ser pré-condicionado à temperatura desejada enquanto as baterias são carregadas no depósito. Isso significa que a energia para o controle climático necessário não é consumida da bateria no início da viagem, aumentando assim o alcance. Mesmo o supercondicionamento é possível, o que reduz ainda mais o consumo durante a operação. Além disso, com um sistema de ar condicionado elétrico, o desempenho necessário está sempre disponível e não depende da velocidade atual do motor de combustão.

Motores elétricos nos cubos das rodas

A propulsão do novo eCitaro é baseada no comprovado e otimizado eixo portal elétrico ZF AVE 130 com motores elétricos nos cubos das rodas. A potência de pico dos motores é de 2 x 125 kW (170 cv) e o torque é de 2 x 50 m.kgf. Graças à relação de transmissão, um torque de 2 x 1121,7 m.kgf no eixo está totalmente disponível desde o início graças ao sistema e garante uma dinâmica adequada mesmo com ocupação total. No caso dos ônibus articulados, os eixos central e traseiro são motorizados de série.

Cockpit e conceito operacional correspondem ao Citaro com motor convencional

O layout da área de passageiros do eCitaro corresponde ao dos modelos Citaro habituais. O motorista do eCitaro não precisa se adaptar mais do que os passageiros. O cockpit e o conceito operacional correspondem em grande parte à configuração familiar do modelo do motor a combustão. A alavanca seletora de marchas traz o habitual conjunto de botões D-N-R. A operação quase idêntica em comparação com o Citaro com motor de combustão permite a facilidade nas trocas de motoristas.

No entanto, a instrumentação atende aos requisitos do acionamento elétrico. Aqui, um display de disponibilidade de energia substitui o tacômetro. Mostra a demanda ou recuperação de energia atual. O motorista também recebe informações sobre o estado de carga das baterias. A partir do display central, o motorista pode acessar a autonomia, a disponibilidade de energia e um indicador de carga. O eCitaro também auxilia o motorista na condução com economia de energia por meio de um controle de aceleração: ao sair de um ponto de ônibus ou semáforo, vazio ou com carga total, o torque é reduzido a um nível confortável. Isso leva a um estilo de direção suave e amigável ao passageiro e, ao mesmo tempo, reduz o consumo de energia.

Em geral, as propriedades de condução são otimizadas para a máxima eficiência sem que o motorista tenha que prestar atenção a grandes diferenças em relação ao Citaro com motor a combustão. Por exemplo, na configuração básica, o ônibus roda com eficiência energética e gira quando o motorista tira o pé do pedal do acelerador. Como alternativa, o motorista pode definir uma desaceleração básica como taxa de recuperação por meio de uma alavanca de freio elétrico em vários estágios.

Design original distinto

O visual característico do eCitaro combina habilmente a aparência familiar do Citaro com elementos funcionais e de desenhos independentes. Isso é particularmente evidente quando se olha para a dianteira do eCitaro. A principal característica é a grande com a estrela Mercedes, da qual irradiam elementos decorativos à esquerda e à direita. A estrela e os elementos decorativos, bem como a insígnia da marca Mercedes-Benz, estão embutidos em uma placa de montagem frontal em preto brilhante. Faróis individuais de LED também foram integrados ao componente. A inscrição do modelo com um “e” azul indica a tecnologia de acionamento totalmente elétrico de forma discreta e inconfundível.

O para-brisa curvo ajusta com as linhas do teto por meio de faixas escuras nos lados esquerdo e direito. Ao centro, no teto há uma “ilha” praticamente flutuante na cor da carroceria. Não é apenas uma característica visual, mas também forma a boca da cobertura do teto. As estruturas do teto do eCitaro estão escondidas atrás de uma elegante elevação de borda que consiste em um perfil de alumínio extrudado de várias peças. O segmento inferior preto brilhante estende o vidro lateral do ônibus. O segmento superior na cor do veículo corre suavemente no pilar A0 na frente e no pilar de canto na traseira e encerra visualmente a lateral.

Os pilares do canto traseiro fluem no topo com uma forte curva na elevação da borda do telhado. Característica são suas formas elegantes, bem como a ilha que também é sugerida aqui como um acabamento para as estruturas do teto junto com as barras pretas como uma conexão entre a janela traseira e o teto. Esses truques visuais dão ao eCitaro suas proporções atraentes e diminuem o peso da carroceria alta.

O eCitaro mantém a estrutura do modelo atual sem nenhuma alteração. Isso torna, por exemplo, a reparação de danos causados por acidentes o mais fácil possível. A porta da bagageira, os faróis traseiros e os para-choques, bem como o para-brisas curvo, são peças sobresselentes que o eCitaro adoptou da atual gama de modelos. A elevação lateral da borda do telhado é segmentada. Ele pode ser removido em partes individuais e, portanto, de fácil manutenção.

A segurança do eCitaro

Nos ônibus Mercedes-Benz, a segurança não baseia-se em um conceito de garantia abrangente e integral. Os assentos, a visibilidade, a ergonomia e o controle climático são exemplares, e o cockpit os comandos estão próximos as mãos do motorista, o que facilita seu acesso e não tire a atenção do trânsito. O chassi confortável e seguro com direção ecológica eletro-hidráulica e controle de inclinação ganhou aprimoramentos.

Um foco de segurança inclui tecnologia de alta tensão com módulos de bateria montados à prova de impacto e cabos de alta tensão bem protegidos. As baterias são testadas e certificadas de acordo com os regulamentos de mercadorias perigosas. Testes de célula, módulo de célula, bateria e grupos de baterias no veículo mostraram que os sistemas de bateria são extremamente seguros.

A segurança ativa do eCitaro é incomparável. O modelo vem equipado de fábrica com o ESP – Controle Eletrônico de Estabilidade. A Mercedes-Benz fornece como opcional ao eCitaro o assistente de curva Sideguard Assist com detecção de pedestres e com o Preventive Brake Assist, o primeiro assistente de frenagem ativo para ônibus urbanos.