Cercetătorii de la Universitatea Politehnica Timișoara propun un sistem revoluționar de transport public urban, fără baterii

Un nou concept de transport public urban, electric și extrem de eficient energetic, este propus de cercetătorii de la Universitatea Politehnica Timișoara. Soluția vizează eliminarea bateriilor clasice și utilizarea supercondensatoarelor, capabile să se încarce complet în mai puțin de un minut, direct în stații.

Proiectul a fost dezvoltat în cadrul Centrului de Cercetare pentru Conversia Energiei și Controlul Stocării (CICSE) și a primit recent Premiul „Constantin Budeanu” al Academiei Române, la Secțiunea de Științe Tehnice.

Distincția a fost acordată șefului de lucrări dr. ing. Adrian-Daniel Martin și dr. ing. Liviu-Dănuț Vitan, cadru didactic asociat, pentru grupul de lucrări intitulat „Contribuții la modelarea și testarea acționărilor motoarelor și generatoarelor electrice în vederea îmbunătățirii performanței”. Premiul confirmă nivelul ridicat al cercetării realizate la UPT și relevanța sa internațională.

Autobuz electric fără baterii, cu încărcare ultra-rapidă

Ideea centrală a cercetării constă într-o configurație de propulsie electrică pentru un microbuz urban, în care energia este stocată în supercondensatoare, nu în baterii litiu-ion. Datorită densității mari de putere, supercondensatoarele permit încărcări extrem de rapide, sub un minut, exact în timpul opririlor în stații.

Soluția a fost analizată prin simulări numerice la scară reală și prin experimente de laborator la scară 1:20, pe un stand special conceput. Pentru validarea în condiții reale, cercetarea a inclus un studiu de caz realizat pe traseul liniei de troleibuz 16 din Timișoara, folosind profile reale de viteză, accelerație, trafic și încărcare cu pasageri. Datele constructive au fost preluate de la un microbuz Mercedes Sprinter City 75.

Rezultatele arată că energia stocată în supercondensatoare este suficientă pentru parcurgerea întregului traseu fără reîncărcări intermediare, fiind necesară alimentarea doar la capetele de linie, folosind infrastructura existentă de curent continuu de 50 kW.

O soluție tehnologică viabilă din punct de vedere economic

Pe lângă performanța tehnică, cercetătorii UPT au realizat și o analiză economico-financiară comparativă. Studiul indică o reducere a costurilor totale de exploatare cu aproximativ 35% față de soluțiile bazate pe baterii litiu-ion, chiar și după aplicarea coeficienților de risc și a prețurilor actuale de piață.

Singurul compromis este o ușoară scădere a capacității de transport, de la 27 la 24 de pasageri, cauzată de masa mai mare a supercondensatoarelor. Cercetătorii consideră însă acest compromis acceptabil, raportat la avantajele energetice și economice obținute.

Inovații în motorizare și electronică de putere

Pentru tracțiunea electrică, proiectul propune un motor sincron inovator, cu magneți permanenți interiori de tip bonded NdFeB și bariere de flux. Acesta oferă costuri de fabricație mai reduse, pierderi mai mici, un factor de putere crescut și posibilitatea cuplării directe la transmisia microbuzului, fără cutie de viteze.

Motorul a fost realizat în România, la ICPE București, iar convertorul bidirecțional necesar transferului de energie între supercondensatoare și invertor a fost proiectat și fabricat în laboratorul Universității Politehnica Timișoara. Sistemul integrează strategii avansate de control, recuperare eficientă a energiei la frânare și utilizare optimizată a capacității de stocare.

Proiectul ECON-BUS, de la cercetare la aplicații reale

Lucrarea premiată este rezultatul proiectului experimental ECON-BUS – „Sistem de conversie a energiei pentru un autobuz/microbuz electric pentru transport urban, cu stocare în supercondensatoare şi acţionare electrică cu densitate foarte mare de putere”.

Proiectul a fost finanțat de la bugetul de stat cu 599.900 de lei și s-a derulat pe o perioadă de 18 luni.

ECON-BUS integrează motorizare electrică de înaltă densitate de putere, electronică de putere avansată bazată pe tehnologii SiC și GaN, convertoare hibride și soluții de management inteligent al energiei, adaptate cerințelor transportului urban modern.

Mobilitate urbană sustenabilă, direcție strategică pentru viitor

Echipa de cercetare din cadrul CICSE și UPT urmărește extinderea acestui concept către sisteme de tracțiune ultra-eficiente, integrarea pe scară largă a electronicii de putere de tip wide bandgap, management energetic hibrid inteligent și soluții de digitalizare și mentenanță predictivă.

Prin aceste direcții de dezvoltare, Universitatea Politehnica Timișoara își consolidează rolul de actor important în tranziția către o mobilitate urbană sustenabilă și eficientă energetic, cu impact direct asupra reducerii amprentei de carbon și a costurilor de operare în transportul public.