動態充電無軌電車

動態充電無軌電車（英語：In-Motion Charging electric bus，簡稱IMC無軌電車），亦稱雙源無軌電車或電池無軌電車，是一種由電力驅動的公共交通工具。這種車輛主要通過集電杆從架空電纜獲取電力，同時配備有大容量的牽引電池。其核心技術在於動態充電（In-Motion Charging，IMC），即車輛在架空線下行駛時，既可以獲取動力驅動電機，又能同時為車載電池充電。這使得車輛能夠在沒有架空線的路段像純電動巴士一樣獨立運行。

這一概念是傳統無軌電車的延伸發展。早期的無軌電車僅配備用於緊急挪車的小型輔助動力裝置（如柴油機或小容量電池），而現代IMC無軌電車則能夠脫線自主行駛相當長的距離（通常在15至70公里（9至43英里）之間）。

現代的In-Motion Charging（IMC）無軌電車系統相比完全電池巴士網絡具有顯著的成本優勢。研究表明，將現有的電纜升級為IMC可使車輛採購的資本支出降低約50%，營運費用在15年生命周期內約降低20%，相比購買全新的電池巴士^[1]。如果從零建設部分電纜的IMC系統，由於減少了電池容量需求和車輛規模，資本支出仍可比完全電池系統低約10%^[2]。

術語

動態充電（In-Motion Charging，IMC）這一術語最早由Vossloh Kiepe（現為Kiepe Electric）的埃里克·倫茨（Erik Lenz）於2014年在漢堡舉行的「trolley:motion」會議上作為品牌概念提出^[3]。該術語旨在改善公眾對無軌電車的刻板印象，強調其相對於靜態充電電動巴士的主要優勢：能夠在運送乘客的同時補充電能，無需在站點停車充電。

在中國大陸，這類車輛通常被稱為雙源無軌電車（指線網電源和電池電源）或增程式無軌電車。

在俄羅斯和獨聯體國家，這類車輛通常被稱為具有延長自主運行能力的無軌電車（Троллейбус с увеличенным автономным ходом，縮寫為TUAH）。

發展歷史

早期脫線動力探索

北京無軌電車司機正在調整集電杆。現代IMC車輛通常具備自動升降杆功能，無需人工干預。

無軌電車脫離線網運行的概念可以追溯到20世紀初。儘管維爾納·馮·西門子早在1882年就展示了早期的電動車輛，但現代無軌電車長期依賴滑動式集電裝置。

在美國，新澤西公共服務公司（Public Service Company of New Jersey）與黃色客車製造公司（Yellow Coach）在1935年至1948年間開發了「全服務車輛」（All Service Vehicles）。這些車輛屬於無軌電車，但在脫線時可以作為汽油-電力巴士運行。

從1980年代開始，包括三藩市的Muni、溫哥華的TransLink以及北京巴士在內的系統，開始購買配備輔助電池或柴油引擎的無軌電車，以便在脫線情況下低速行駛或繞過障礙物。

雙模式巴士

在鋰離子電池技術成熟之前，雙模式巴士（Dual-mode bus）更為常見。這些車輛使用架空線進行電力驅動，並配備一台獨立的柴油引擎用於脫線行駛。

• 西雅圖：金縣巴士（King County Metro）曾在1990年至2005年間，在西雅圖市中心巴士隧道中使用特製的Breda鉸接式雙模式巴士。
• 波士頓：馬薩諸塞灣交通局（MBTA）曾在銀線（Silver Line）濱水區路線上使用雙模式巴士，直到2023年被柴油混合動力和電池電動巴士取代。^[4]

轉向IMC技術

近年來，隨着電池技術（特別是鋰離子電池）的發展，重點已從柴油輔助動力轉向純電動的自主運行能力。2006年，上海開始嘗試使用「電容蓄能」式電動車（在車站快速充電）。2010年代，中歐啟動了「TROLLEY項目」，旨在推廣可持續的無軌電車戰略，這促進了動態充電技術的廣泛採用，使得城市無需鋪設新的架空線即可延長無軌電車路線。

技術特點

日內瓦街頭的Van Hool ExquiCity雙源無軌電車

IMC無軌電車配備了容量與其路線需求相適應的牽引電池。車輛通常採用混合運行模式（例如：60%的路程在網行駛，40%的路程使用電池）。

• 充電方式：充電是在車輛於架空線下行駛時動態進行的。電流傳輸功率可達500千瓦（例如Kiepe Electric的IMC500系統）。^[5]
• 續航里程：現代車型在脫線狀態下可行駛相當長的距離，通常超過15公里。^[6]
• 優勢：與靜態充電的電動巴士（夜間充電或機會充電）不同，IMC不需要在終點站進行長時間充電，也不佔用公共空間建設專用充電站。它允許通過利用現有的無軌電車線網來電氣化延伸的巴士路線。

與其他電動巴士的比較

特徵	夜間充電 (Overnight Charging)	機會充電/快充 (Opportunity Charging)	動態充電 (In-Motion Charging)
充電方式	在車場過夜慢充	在特定站點使用受電弓超快充	在架空線下動態充電
基礎設施	需在車場建設高功率電網接口	需在站點/終點站建設充電樁	利用現有無軌電車線網；延伸路線無需新樁
停機時間	4–10 小時（車場內）	5–25 分鐘（站點）	無（行駛中充電）
電池尺寸	大/重（減少載客量）	中等	中等/小
冬季供暖	常需柴油加熱器輔助	電加熱（受限）	電加熱（由架空線供電）
電網影響	夜間高峰負荷	快充時產生高繁忙負荷	全天負荷分布均勻

全球應用

亞洲

• 中國：中國是採用電池無軌電車（雙源無軌電車）的領導者。
  • 北京：北京巴士營運着龐大的雙源無軌電車車隊。2015年至2016年間，北京將多條巴士快速交通（BRT）路線從柴油車轉換為雙源無軌電車（「油改電」工程），車輛在部分路段利用電池行駛。^[7]
  • 上海：上海巴士歷史悠久，現代車隊中包含了大量配備電池的無軌電車。
  • 保定：2016年推出了完全基於電池雙源無軌電車的系統。
• 沙特阿拉伯：2011年，利雅得的沙特國王大學建立了一個由12輛鉸接式無軌電車組成的系統，用於校園交通。

歐洲

德國埃斯林根的一輛配備IMC技術的Solaris Trollino無軌電車

• 德國：索林根、埃珀斯瓦爾德和埃斯林根等城市積極使用IMC技術（當地稱為BOB項目）。柏林曾在2020年宣布計劃建設擁有190輛電池無軌電車的新系統，但在2023年初轉而決定使用純電池巴士。^[8]
• 瑞士：蘇黎世、日內瓦和琉森營運着廣泛的網絡。例如，Hess生產的「Swiss Trolley Plus」在蘇黎世進行了測試。
• 捷克：布拉格和奧斯特拉瓦等城市已整合電池無軌電車，將路線延伸至沒有架空線的區域。^[9]
• 意大利：萊切於2012年開通了雙模式無軌電車系統。

美洲

• 美國與加拿大：三藩市（Muni）、西雅圖（金縣巴士）和達頓營運着大量具有脫線運行能力的無軌電車（取代了老式的柴油雙模式車輛）。溫哥華也使用該技術。
• 阿根廷：羅薩里奧和科爾多瓦引進了具有自主行駛能力的Trolza車輛。
• 墨西哥：墨西哥城在其更新的車隊中整合了宇通製造的電池無軌電車。^[10]

俄羅斯與白俄羅斯

聖彼得堡街頭的Trolza-5265「Megapolis」雙源無軌電車

該地區大力發展「延長自主行駛里程的無軌電車」（TUAH）。

• 聖彼得堡：2017年啟動了一項重大計劃，旨在不建設新架空線的情況下擴展網絡。截至2023年底，已有超過200輛該類車輛在13條以上的路線上運行，將地鐵站與新住宅區連接起來。^[11]
• 白俄羅斯：製造商BKM Holding和MAZ生產的IMC巴士除在明斯克、戈梅利、維捷布斯克等國內城市使用外，還大量出口。明斯克利用IMC技術恢復了獨立大道全線的無軌電車服務。

主要製造商

主要的IMC巴士及電力推進系統製造商包括：

• Kiepe Electric（德國/美國）：為Van Hool、Hess等底盤製造商提供電氣系統。
• Solaris Bus & Coach（波蘭）：生產 Trollino 系列。
• Hess（瑞士）：生產 lighTram 系列。
• Van Hool（比利時）：生產 Exqui.City 系列（註：該公司於2024年宣布破產）。
• BKM Holding（白俄羅斯）：生產 32100D 和 Olgerd 系列。
• MAZ（白俄羅斯）：生產 MAZ-203T 系列。
• PC Transport Systems（俄羅斯）：生產 Admiral（上將）系列。
• 宇通（中國）：主要的雙源無軌電車出口商。
• Trolza（俄羅斯）：已停產，曾是 Megapolis 系列的主要供應商。

參見

• 無軌電車
• 電動客車
• 純電動汽車
• 混合動力車輛