Solaris Urbino 18 hybrid

Solaris Urbino 18 hybrid (wcześniej jako Solaris Urbino 18 Hybrid) – niskopodłogowy przegubowy autobus miejski z napędem hybrydowym produkowany od 2006 r. przez polskie przedsiębiorstwo Solaris Bus & Coach w Bolechowie-Osiedlu koło Poznania. Autobus konstrukcyjnie należy do rodziny autobusów miejskich Solaris Urbino i jest oparty na III oraz IV generacji modelu napędzanego silnikiem wysokoprężnym Solaris Urbino 18. Autobus był pierwszym w Europie seryjnie produkowanym autobusem miejskim z napędem hybrydowym.

W latach 2006–2017 produkowano autobusy w oparciu o III generację autobusów miejskich z rodziny Urbino. Jako pierwszy do produkcji trafił model z równoległym napędem spalinowo-elektrycznym produkcji Allison Transmission I generacji, od 2008 r. zastąpiony II generacją tego systemu hybrydowego. Od 2010 r. równolegle w ofercie producenta znajdował się model z równoległym napędem Voith DIWAhybrid lub w wersji z szeregowym napędem Vossloh Kiepe. W 2011 r. zaprezentowano z kolei w oparciu o napęd Allison model z nadwoziem w wersji MetroStyle przeznaczony do obsługi systemów BRT. Od 2018 r. dotychczasowe modele zastąpiono modelem opartym na IV generacji Urbino z szeregowym napędem hybrydowym BAE Systems ujednoliconym z 12-metrowym modelem hybrydowym w ofercie producenta. W 2020 r. do oferty włączono kolejny model Solaris Urbino 18 plug-in hybrid również w oparciu o napęd hybrydowy BAE, jednak z możliwością doładowywania baterii przez złącze plug-in.

Do 2020 r. przedsiębiorstwo Solaris wyprodukowało niemal 650 autobusów hybrydowych (łącznie z modelem Urbino 12 hybrid i Urbino 12,9 hybrid). W Polsce Solarisy Urbino 18 hybrid posiadają przewoźnicy z Poznania, Sosnowca, Warszawy, Krakowa, Kielc, Szczecina, Płocka i Swarzędza.

Historia Geneza

left|thumb|Solaris Urbino 18 III generacji (rok prod. 2007) W 1994 r. Krzysztof Olszewski założył spółkę Neoplan Polska, która stała się polskim przedstawicielem niemieckiego producenta autobusów Neoplan. W ofercie przedsiębiorstwa znajdowały się głównie modele niskopodłogowych (co było dużą nowością jak na ówczesny rynek autobusów miejskich w Polsce) autobusów miejskich z rodziny Neoplan Metroliner, m.in. N4016, N4020 i N4021. W 1994 r. Neoplan Polska wygrał przetarg na dostawę 72 autobusów dla MPK Poznań, w związku z czym została podjęta decyzja o budowie w podpoznańskim Bolechowie-Osiedlu fabryki autobusów, którą otwarto w 1996 r. W 1999 r. przedsiębiorstwo rozpoczęło niezależnie produkować autobusy pod marką Solaris. W oparciu o doświadczenie z budowy poprzednich konstrukcji zaprezentowano pierwszy, prototypowy autobus Solaris Urbino 12. Jeszcze w tym samym roku rodzinę autobusów miejskich rozszerzono o model 15-metrowy oraz 18-metrowy. Przedsiębiorstwo Solaris szybko przejęło znaczną część udziału w rynku autobusów miejskich w Polsce. Od 2002 r. produkowano II generację autobusów miejskich z rodziny Urbino, z kolei w 2005 r. do produkcji weszły modele Urbino III generacji.

Urbino III generacji (2006–2017) I generacja napędu hybrydowego Allison thumb|left|Solaris Urbino 18 Hybrid z napędem Allison I generacji w Lipsku (rok prod. 2007) We wrześniu 2006 r. podczas targów IAA w Hanowerze Solaris zaprezentował model przegubowego w pełni niskopodłogowego autobusu miejskiego z napędem hybrydowym Solaris Urbino 18 Hybrid. Pojazd opierał się konstrukcyjnie na modelu Urbino 18 III generacji, jednak zastosowanie napędu elektryczno-spalinowego wymagało wprowadzenia zmian konstrukcyjnych. Całą zabudowę układu napędowego (wraz z silnikiem spalinowym Cummins ISLe4 o pojemności 8,9 l i mocy 250 kW) umieszczono w pierwszym członie w szafie naprzeciwko drugich drzwi. Tym samym zwolniono miejsce na tylnym zwisie pojazdu w członie B, gdzie w Urbino 18 z napędem spalinowym znajduje się kolumna jednostki napędowej. Z kolei osprzęt elektryczny, tj. baterie niklowo-wodorowe układu rekuperacji oraz elementy sterujące pracą silników trakcyjnych, umieszczono na dachu pojazdu w pierwszym członie pod specjalną zabudową. W pojeździe wykorzystano system hybrydowy EP Drive 50 amerykańskiego przedsiębiorstwa Allison Transmission. Podczas hamowania pojazdu, silniki elektryczne zaczynały pracować jak prądnice i służyły do ładowania akumulatorów. Okres eksploatacji baterii miał wynosić ok. 6 lat. Ze względu na inną konfigurację wnętrza oraz wymagania dotyczące dopuszczalnych nacisków na oś (same baterie ważyły 410 kg), Solaris Urbino 18 Hybrid mógł pomieścić mniejszą liczbę pasażerów w stosunku do swojego odpowiednika z napędem konwencjonalnym.

Zaprezentowany w 2006 r. Solaris Urbino 18 Hybrid był pierwszym w Europie autobusem z napędem hybrydowym, który wszedł do seryjnej produkcji. Po jego premierze Krzysztof Olszewski, właściciel Solaris Bus & Coach S.A. powiedział: „Diesel umarł! Niech żyje elektryczność”. Prototypowy egzemplarz Solarisa Urbino 18 Hybrid powstał na zlecenie miejskiego przewoźnika DVB z Drezna. Ponadto Solarisy Urbino 18 Hybrid z I generacją napędu hybrydowego trafiły do odbiorców z Lipska, Bochum oraz Lenzburga. Pomiary w trakcie eksploatacji pojazdu w Dreźnie wykazały następujące zalety autobusu hybrydowego: o ok. 15% niższe zużycie paliwa (przy zużyciu paliwa w standardowym autobusie przegubowym na poziomie 50 l/100 km w trybie miejskim), o połowę niższa emisja hałasu, zmniejszenie emisji cząstek stałych o 97% oraz tlenków azotu NOx o 39%, zwiększenie żywotności elementów układu hamulcowego dzięki zastosowaniu systemu rekuperacji, dwa razy rzadsza konieczność wymiany oleju silnikowego w pojeździe.

Podobnie jak w przypadku innych autobusów z rodziny Solaris Urbino, symbolem modelu stał się zielony jamnik – w tym przypadku z narysowanym podwójnym niebieskim sercem symbolizującym podwójny napęd autobusu – spalinowy i elektryczny.

II generacja napędu hybrydowego Allison

We wrześniu 2008 r., dwa lata po premierze modelu Urbino 18 Hybrid, Solaris zaprezentował II generację autobusów z napędem hybrydowym, także w oparciu o rozwiązania Allison Transmission oraz Cummins. Główną zmianą było zastosowanie mniejszej jednostki napędowej Cummins ISBe5 250B o pojemności 6,7 l i mocy 178 kW. Dzięki temu wszystkie elementy zespołu napędowego zmieszczono w kolumnie silnikowej w członie B, podobnie jak w modelach o napędzie konwencjonalnym. Zastosowanie mniejszej jednostki spalinowej było możliwe dzięki wykorzystaniu sprawniejszego osprzętu elektrycznego. W ten sposób dodatkowo zmniejszono zużycie paliwa oraz emisję spalin w stosunku do autobusów z napędem poprzedniej generacji. Według deklaracji producenta, oszczędności w zużyciu paliwa powinny wynosić ok. 22–24% w stosunku do porównywalnego pojazdu z napędem konwencjonalnym, a emisja spalin być o ok. 78% niższa. Według danych MZA Warszawa oszczędności, w zależności od charakterystyki trasy, wynoszą ok. 27%. W takim układzie baterie trakcyjne oraz przekształtniki mocy wraz z ich układem chłodzenia umieszczono na dachu w zabudowie na członie B pojazdu, natomiast silniki elektryczne umieszczono w miejscu, w którym w Urbino 18 znajduje się automatyczna skrzynia biegów. Dzięki takim zmianom konstrukcyjnym uzyskano pojemność autobusu na poziomie autobusu z napędem konwencjonalnym. Dodatkowo zastosowano system start-stop wyłączający silnik spalinowy podczas postojów. W autobusie zastosowano także baterie o dłuższej żywotności – wg deklaracji producenta jest to ok. 15 lat. Autobusy Solaris Urbino 18 Hybrid z napędem Allison II generacji trafiły do odbiorców m.in. z Monachium, Hanoweru, Barcelony czy La Chaux-de-Fonds a w Polsce m.in. z Poznania (pierwszy w Polsce autobus hybrydowy), Warszawy i Krakowa.

Napęd Vossloh Kiepe

Po doświadczeniach z zaprezentowanym w 2009 r. modelem Urbino 12 Hybrid w oparciu o szeregowy układ hybrydowy Eaton, w 2010 r. na targach IAA w Hanowerze Solaris zaprezentował model 18-metrowego autobusu z szeregowym układem hybrydowym. Wykorzystano jednostkę spalinową Cummins o pojemności 6,7 l i mocy 210 kW. Osprzęt elektryczny dostarczało niemieckie przedsiębiorstwo Vossloh Kiepe. Silnik elektryczny o mocy 240 kW umieszczono pod podestami w członie B autobusu. Zastosowanie układu szeregowego dało szereg przewag tego pojazdu nad modelami z układem hybrydowym Allison. Zmniejszono udział energii dostarczanej silnikowi elektrycznemu przez generator spalinowy na rzecz baterii trakcyjnych oraz superkondensatorów. W pojeździe zastosowano akumulatory litowo-jonowo-fosforowe służące do gromadzenia energii elektrycznej do wykorzystania po dłuższym czasie, natomiast dla krótkotrwałego szybkiego ładowania (np. podczas hamowania) oraz szybkiego poboru mocy (np. podczas ruszania pojazdu czy podjazdu pod wzniesienie) używanych jest 8 superkondensatorów o napięciu po 125 V. Dodatkowo w autobusach z układem szeregowym istnieje możliwość ładowania baterii przez zewnętrzną ładowarkę plug-in. Zastosowanie takiej technologii pozwala na przejście na niektórych odcinkach w tryb całkowicie bezemisyjny. Bazując tylko na energii zgromadzonej w akumulatorach, autobus może pokonać do 5 km. W pojeździe zastosowano technologię GPS, która na podstawie bieżącej lokalizacji autobusu oraz zaplanowanej dalszej trasy przejazdu pozwala na lepsze gospodarowanie energią elektryczną i zminimalizowanie zużycia paliwa, czy też rozplanowanie stref bezemisyjnych na trasie. Niezwiązanie mechaniczne elementów osprzętu elektrycznego z napędem pozwoliło na inne rozmieszczenie elementów na dachu pojazdu, dzięki czemu uzyskano lepsze rozłożenie nacisków na osie oraz obciążenia szkieletu pojazdu. Zaprojektowano także nowe, opływowe pokrywy osprzętu na dachu autobusu, komponujące się wizualnie z pozostałymi liniami nadwozia. Prototypowy egzemplarz Solarisa Urbino 18 Hybrid z napędem Vossloh Kiepe trafił do MPK Kraków.

Napęd Voith DIWAhybrid

Również w 2010 r. przedsiębiorstwo Solaris wyprodukowało pierwszy egzemplarz modelu Urbino 18 Hybrid z równoległym napędem hybrydowym w oparciu o rozwiązania DIWAhybrid produkcji przedsiębiorstwa Voith, które do tej pory było producentem m.in. automatycznych skrzyń biegów stosowanych w autobusach Solaris z napędem konwencjonalnym. W tej konstrukcji napędu zastosowano do gromadzenia energii elektrycznej w miejsce baterii 5 modułów superkondensatorów o napięciu 125 V mogących zmagazynować 0,5 kWh energii elektrycznej i o łącznej masie 410 kg. W autobusie zastosowano silnik elektryczny o mocy 150 kW, z kolei jako jednostkę spalinową wykorzystano wysokoprężny silnik Cummins o pojemności 6,7 l i mocy 184 kW. Napęd DIWAhybrid nie zapewniał takich możliwości, jak napęd Vossloh Kiepe (tzn. zewnętrznego ładowania plug-in czy większego udziału pracy na bateriach elektrycznych w stosunku do układu Allison), jednak jego główną zaletą była niewielka masa dodatkowych komponentów, która wynosi w tym przypadku ok. 640 kg. Pierwszymi odbiorcami Urbino 18 Hybrid z napędem DIWAhybrid było w 2011 r. przedsiębiorstwo z Bochum oraz miejski przewoźnik z Neuss.

Solaris Urbino 18 Hybrid MetroStyle