mały|Van Hool Exqui.City z technologią IMC pod siecią trakcyjną w Genewie. mały|Trolza-5265 „Megapolis” w trybie zasilania bateryjnego.
Trolejbus bateryjny (ang. battery trolleybus), znany również jako trolejbus hybrydowy lub autobus elektryczny z ładowaniem w ruchu (ang. In-Motion Charging, w skrócie IMC) – zasilany elektrycznie środek transportu publicznego, który podczas jazdy pobiera energię z sieci trakcyjnej za pomocą odbieraków prądu (pałąków), podobnie jak tradycyjne trolejbusy, jednocześnie ładując zainstalowane na pokładzie akumulatory trakcyjne. Na odcinkach pozbawionych sieci trakcyjnej pojazd może funkcjonować jako autobus bateryjny. W przeciwieństwie do pojazdów z niewielkimi agregatami pomocniczymi lub małymi bateriami, spotykanych w tradycyjnych systemach trolejbusowych do celów awaryjnych lub pokonywania krótkich przerw w sieci, trolejbusy bateryjne mogą pokonywać znaczne dystanse – często od 15 do 70 km – bez zasilania z sieci.
Systemy IMC są aktywnie wdrażane przez duże metropolie (np. Pekin, Petersburg, Meksyk) oraz w sieciach transportowych mniejszych miast w krajach takich jak Szwajcaria, Niemcy czy Holandia. Nowoczesne systemy ładowania w ruchu mogą oferować znaczące korzyści kosztowe w porównaniu z sieciami opartymi wyłącznie na autobusach bateryjnych.
Badania pokazują, że modernizacja istniejącej infrastruktury trolejbusowej do standardu IMC może obniżyć koszty inwestycyjne w tabor o około 50% oraz koszty operacyjne w 15-letnim cyklu życia o około 20% w porównaniu z nowymi flotami autobusów bateryjnych. Przy tworzeniu nowego systemu IMC z częściową siecią trakcyjną wydatki inwestycyjne mogą być również niższe niż w przypadku systemu w pełni bateryjnego, dzięki mniejszej pojemności akumulatorów, mniejszej flocie oraz eliminacji czasu przestoju na ładowanie.
Terminologia Termin In-Motion Charging (IMC) został wprowadzony jako koncepcja marketingowa w 2014 roku przez Erika Lenza z firmy Kiepe Electric podczas konferencji trolley:motion w Hamburgu. Terminologia ta miała na celu poprawę publicznego wizerunku trolejbusów poprzez podkreślenie ich głównej przewagi nad autobusami elektrycznymi ładowanymi stacjonarnie: zdolności do ładowania akumulatorów podczas przewozu pasażerów, co eliminuje przestoje na ładowanie.
W Niemczech niektórzy operatorzy, jak w Solingen, używają terminu BOB (Batterie-Oberleitungs-Bus). W Arnhem (Holandia) koncepcja ta jest często nazywana Trolley 2.0.
W Rosji i krajach WNP pojazdy te określa się jako trolejbusy o zwiększonym zasięgu autonomicznym lub autobusy elektryczne z ładowaniem dynamicznym.
Historia Duobusy z silnikiem spalinowym mały|Duobus w trybie trolejbusowym w tunelu Downtown Seattle Transit Tunnel w 1990 roku. Koncepcja trolejbusu zdolnego do poruszania się poza siecią trakcyjną sięga początków XX wieku. Choć termin trolejbus pochodzi z 1882 roku, kiedy to Werner von Siemens zaprezentował wczesny pojazd z napędem elektrycznym, idea niezależności od sieci trakcyjnej rozwijała się w celu zapewnienia większej elastyczności.
W Stanach Zjednoczonych firma Public Service Company of New Jersey we współpracy z Yellow Coach w latach 1935–1948 rozwijała tzw. „All Service Vehicles” (ASV). Były to wczesne trolejbusy, które w razie potrzeby mogły kursować jako autobusy spalinowo-elektryczne bez zasilania z sieci.
Zanim dojrzała technologia wydajnych akumulatorów litowych (umożliwiająca nowoczesne ładowanie w ruchu), termin duobus był używany w odniesieniu do pojazdów, które wykorzystywały zarówno sieć trakcyjną do napędu elektrycznego, jak i pełnowymiarowy silnik Diesla do jazdy po drogach. Znaczące przykłady to: Seattle: King County Metro w latach 1990–2005 wykorzystywało specjalnie zbudowane autobusy przegubowe firmy Breda w tunelu Downtown Seattle Transit Tunnel. Pojazdy te jeździły pod ziemią jako trolejbusy, aby unikać emisji spalin w tunelu, a na ulicach przełączały się na silniki Diesla. Boston: Massachusetts Bay Transportation Authority (MBTA) w latach 2004–2023 eksploatowała duobusy na linii Silver Line (Waterfront). Podobnie jak w Seattle, tryb elektryczny był używany w celu zapewnienia jakości powietrza w tunelach systemu. Ostatecznie zostały one zastąpione przez hybrydy spalinowo-elektryczne i autobusy bateryjne.
Od lat 80. XX wieku przedsiębiorstwa komunikacyjne zaczęły zamawiać trolejbusy z agregatami pomocniczymi (APU) – małymi silnikami Diesla lub bateriami – w celu omijania zatorów na trasie lub pokonywania krótkich odcinków bez sieci trakcyjnej. Do ważnych użytkowników należały Muni w San Francisco, TransLink w Vancouver oraz Pekin. Tego typu pojazdy generalnie nie są uważane za duobusy, ale stanowią prekursorów technologii IMC.
Przejście na technologię IMC Wraz z rozwojem technologii akumulatorów (w szczególności litowo-jonowych) w ostatnich latach, nacisk przeniósł się z agregatów spalinowych na w pełni elektryczną autonomię. W Szanghaju w 2006 roku rozpoczęto eksperymenty z autobusami z „superkondensatorami”, które ładowały się na przystankach. W latach 2010. w Europie Środkowej zainicjowano projekt „TROLLEY”, mający na celu promowanie zrównoważonych strategii trolejbusowych, co doprowadziło do szerokiego rozpowszechnienia ładowania w ruchu w celu wydłużania linii bez budowy dodatkowej sieci trakcyjnej. W 2018 roku Solaris Bus & Coach zaprezentował model „Trollino 24” – 24-metrowy, dwuprzegubowy autobus IMC o dużej pojemności, który wyznaczył standard dla przyszłych elektrycznych systemów transportowych przypominających BRT.
mały|Autobus elektryczny IMC w Dayton, USA.
Technika mały|Baterie IMC są ładowane na przystanku Palmovka w Pradze. Trolejbusy IMC są wyposażone w wydajny akumulator trakcyjny, dostosowany do specyficznych wymagań trasy. Pojazd zazwyczaj porusza się w trybie mieszanym, z zasilaniem z sieci i baterii (np. 60% czasu pod siecią trakcyjną i 40% w trybie bateryjnym).
Ładowanie: Ładowanie odbywa się podczas jazdy pod istniejącą siecią trakcyjną. Przesył mocy może osiągać poziomy do 500 kW. Zasięg: Nowoczesne jednostki mogą pokonywać znaczne dystanse bez sieci trakcyjnej, często ponad 15 km. Zalety: W przeciwieństwie do autobusów elektrycznych ładowanych stacjonarnie (ładowanie okazyjne lub w zajezdni), IMC nie wymaga długich postojów na ładowanie na pętlach ani budowy dedykowanych stacji ładowania w przestrzeni publicznej. Umożliwia to elektryfikację linii autobusowych poprzez wydłużenie istniejących tras trolejbusowych.
Porównanie z innymi autobusami elektrycznymi Cecha Ładowanie w zajezdni (ONC) Ładowanie okazyjne (OC) Ładowanie w ruchu (IMC) Metoda ładowania Wolne ładowanie w zajezdni (przez noc) Szybkie ładowanie na wybranych przystankach Ładowanie podczas jazdy pod siecią trakcyjną Infrastruktura Wymaga przyłączy sieciowych dużej mocy w zajezdniach Wymaga stacji ładowania na przystankach/pętlach Sieć trakcyjna trolejbusowa Czas przestoju 4–10 godzin (w zajezdni) 5–25 minut (na przystankach) Brak (ładowanie podczas jazdy) Rozmiar baterii Duży Średni Średni/Mały Obciążenie sieci Wysokie obciążenie szczytowe w nocy Wysokie szczyty obciążenia podczas szybkiego ładowania Rozłożone obciążenie w ciągu dnia
Automatyczne podłączanie i odłączanie od sieci mały|Naprowadzacze w Zurychu mały|Pierwszy pojazd już połączył się z siecią trakcyjną, podczas gdy drugi czeka na zwolnienie naprowadzaczy (Petersburg). mały|Brak potrzeby ręcznej interwencji kierowcy: pałąki pozycjonują się automatycznie (Petersburg).
Kluczową cechą nowoczesnych systemów IMC jest możliwość przełączania się między zasilaniem z sieci a trybem bateryjnym bez konieczności opuszczania kabiny przez kierowcę. Podczas gdy w starszych systemach odbieraki prądu musiały być obsługiwane ręcznie (za pomocą linek), nowoczesne pojazdy wykorzystują automatyczne systemy.
Odłączanie od sieci: Kierowca może opuścić pałąki w dowolnym miejscu, zwykle podczas jazdy. Systemy pneumatyczne lub hydrauliczne chowają pałąki do zablokowanej pozycji na dachu.
Podłączanie do sieci: Aby ponownie podłączyć pałąki, pojazd zatrzymuje się w wyznaczonym miejscu, wyposażonym w specjalne naprowadzacze. W tym miejscu kierowca automatycznie podnosi pałąki; naprowadzacze kierują ślizgacze na przewody jezdne.
Przykłady działania tej infrastruktury: Solingen: Automatyczne podłączanie odbywa się na określonych przystankach, takich jak Burg Seilbahn i dworzec autobusowy Aufderhöhe, gdzie zainstalowano naprowadzacze, aby umożliwić rozszerzenie sieci bez budowy ciągłej sieci trakcyjnej. Zurych: Pojazdy na liniach takich jak 83 używają naprowadzaczy, aby po przejeździe na baterii przez skomplikowane skrzyżowania, jak Albisriederplatz, ponownie połączyć się z siecią. Neapol: System wykorzystuje urządzenia, lokalnie znane jako tegolini (małe daszki), do naprowadzania pałąków na przewody jezdne po aktywacji automatycznego mechanizmu podnoszenia.
Strategie wdrożeniowe i modele operacyjne Istnieją dwa podstawowe podejścia do wdrażania technologii IMC, w zależności od tego, czy miasto posiada już sieć trolejbusową.
Istniejące sieci trakcyjne Wydłużanie linii Jest to najczęstszy sposób wprowadzania technologii IMC. Przedsiębiorstwa transportowe wykorzystują istniejącą sieć trakcyjną do ładowania pojazdów, a następnie opuszczają pałąki, aby rozszerzyć obsługę na nowe dzielnice, przedmieścia lub osiedla, gdzie instalacja sieci jest trudna lub zbyt kosztowna. Arnhem: W ramach inicjatywy „Trolley 2.0” to holenderskie miasto wykorzystało IMC, aby rozszerzyć swój zasięg regionalnie, bez budowy nowej infrastruktury poza centrum miasta. Bobrujsk: W 2023 roku uruchomiono linię nr 4 z technologią IMC, aby obsłużyć nowe osiedle mieszkaniowe. Trolejbusy ładują się podczas jazdy pod starą siecią miejską, a następnie przełączają się w tryb bateryjny, aby pokonać pętlę bez sieci trakcyjnej na nowym osiedlu. Gdynia: Operator wykorzystał IMC, aby wydłużyć linie do obszarów wcześniej nieosiągalnych dla transportu elektrycznego z powodu braku sieci trakcyjnej.
Zastępowanie autobusów spalinowych W tym modelu operatorzy identyfikują linie autobusowe, których trasy w znacznym stopniu pokrywają się z istniejącą siecią trolejbusową. Przekształcenie tych linii na pojazdy IMC pozwala autobusowi pokonywać wspólny odcinek trasy pod siecią (jednocześnie ładując baterię), a następnie autonomicznie obsługiwać odcinek bez sieci trakcyjnej. Pekin: W latach 2015–2016 kilka linii BRT zostało przekształconych z autobusów spalinowych na trolejbusy dwunapędowe. Mińsk: Miasto systematycznie zastępuje linie autobusów spalinowych trolejbusami IMC, aby wykorzystać swoją rozbudowaną istniejącą infrastrukturę.
Ponowna elektryfikacja i nowe systemy Niektóre miasta, które wcześniej zlikwidowały swoje systemy trolejbusowe, powracają do tej technologii dzięki IMC, ponieważ wymaga ona mniejszej ingerencji wizualnej (mniej sieci trakcyjnej) i niższych kosztów inwestycyjnych niż tradycyjne systemy. Praga: Po likwidacji pierwotnej sieci w 1972 roku, Praga rozpoczęła w 2017 roku ponowną elektryfikację w modelu IMC. Sieć trakcyjna jest instalowana tylko na stromych wzniesieniach (gdzie zużycie energii jest najwyższe) oraz w punktach ładowania, podczas gdy reszta trasy jest pokonywana w trybie bateryjnym. Strategia ta została wykorzystana do elektryfikacji linii autobusowej na lotnisko (linia 59) za pomocą pojemnych, dwuprzegubowych trolejbusów IMC. Şanlıurfa: System otwarty w kwietniu 2023 roku jest częścią nowoczesnych systemów „Trambus” w Turcji, które wykorzystują pojemne autobusy elektryczne z infrastrukturą ładowania za pomocą sieci trakcyjnej.
Bus Rapid Transit (BRT) Technologia IMC jest coraz częściej stosowana w korytarzach o dużej przepustowości i wysokiej częstotliwości kursowania. Połączenie sieci trakcyjnej (dla zapewnienia mocy przy przyspieszaniu i na wzniesieniach) oraz baterii (dla elastyczności) czyni IMC silnym konkurentem dla szybkiego tramwaju.