Решения за зареждане на автопаркове: ръководство за зареждане в депото и през нощта

Когато служебните автомобили, търговският автопарк, бусовете за доставки или колите на персонала на една компания преминат на електрическо задвижване, най-важният въпрос вече не е „кой автомобил да купим“, а „къде, кога и как ще зареждаме тези автомобили“. Зареждането на автопарк е съвсем различна инженерна задача от стенната зарядна станция на едно домакинство: в един и същ обект няколко автомобила искат да се заредят, като си поделят ограничена електрическа мощност, и то често в едни и същи часове.

Това ръководство обяснява стъпка по стъпка защо AC зареждането в депото и през нощта е гръбнакът на автопарка, кога се включва DC допълването през деня, колко устройства и каква мощност ще ви трябват (оразмеряване), защо управлението на натоварването става задължително в обект с много автомобили и как се изграждат оторизацията и отчетите по водач и по автомобил чрез OCPP.

Защо зареждането на автопарк се различава от домашното зареждане?

У дома има един автомобил, той остава включен цяла нощ и до сутринта има достатъчно време. При автопарка картината се променя: автомобилите стават повече, всеки има различен прозорец за паркиране, част от тях са на терен през деня, а мощността на електрическото присъединяване може да не стига, за да захрани всички устройства едновременно на пълна мощност.

Затова при зареждането на автопарк на преден план излизат три въпроса: (1) правилният тип и брой устройства, (2) разумното разпределение на общата мощност на обекта, (3) измерването на това колко енергия консумира всеки автомобил или водач. Докато и трите не бъдат решени заедно, преходът на автопарка няма да е устойчив.

Зареждане в депото и през нощта: AC като гръбнак на автопарка

Автомобилите от автопарка през нощта обикновено стоят паркирани в обекта, депото или паркинга. Това е най-дългият и най-евтиният прозорец за зареждане. Тъй като автомобилите могат да останат включени 8-12 часа, висока мощност не е нужна; AC стенните зарядни станции са в самия център на този сценарий.

При AC зареждането преобразуването се извършва от вграденото в автомобила зарядно устройство (onboard charger); станцията подава променливия ток от мрежата към автомобила, а той го преобразува в постоянен ток, подходящ за батерията. Затова AC устройствата са по-прости, по-икономични и подходящи за масово разполагане на много паркоместа.

Семейството AC стенни зарядни станции на Bemis E-V Charge предлага модели с гнездо Type 2 в диапазона 3,7-22 kW; Type 2 е стандартният конектор за AC зареждане в Турция и Европа. Това бавно, но непрекъснато нощно зареждане е най-надеждният и най-изгодният начин автопаркът да тръгва всяка сутрин напълно зареден.

Основното правило при електрификацията на автопарк е просто: проектирайте зареждането на автомобилите не бързо през деня, а евтино и тихо през нощта.

DC допълване през деня: кога е необходимо?

Не всеки автопарк се побира в нощните часове. При работа на смени, при голям пробег през деня, при кратки интервали между връщанията в депото или когато автомобилите се използват на ротационен принцип 24 часа в денонощието, е нужно бързо допълване през деня. Тук се включва бързото DC зареждане CCS2.

При DC зареждането преобразуването се извършва не в автомобила, а в станцията; така към автомобила директно се подава постоянен ток с висока мощност и времето за зареждане значително намалява. CCS2 е стандартният конектор за бързо DC зареждане в Турция и Европа. DC модулите CCS2 на Bemis E-V Charge се използват за бързо „енергийно допълване“ в кратки прозорци като почивки или паузи между доставките.

Практичната схема обикновено е смесена: много AC стенни зарядни станции покриват нощта, а малък брой DC модули CCS2 поемат спешното или критично допълване през деня. Така инвестицията остава балансирана, а оперативната гъвкавост се запазва.

Брой устройства и планиране на мощността (оразмеряване)

Изборът на правилния брой устройства е най-важната стъпка в проекта за автопарк. Твърде малко устройства означават опашки и незаредени автомобили; повече мощност от необходимото означава излишни разходи за инфраструктура. При планирането трябва да се отговори на следните въпроси:

• Колко автомобила има в автопарка и колко километра изминават средно на ден?
• Какъв е прозорецът за паркиране на автомобилите в обекта (колко часа могат да останат включени през нощта)?
• Връщат ли се всички по едно и също време, или работят на смени и пристигат разпръснато?
• Каква мощност позволява електрическото присъединяване на обекта (капацитет на съществуващия трансформатор и табло)?
• Каква е мощността на вграденото зарядно устройство на автомобилите (например приемат ли монофазно или трифазно зареждане)?
• Ще расте ли автопаркът в близко бъдеще (нужда от мащабируемост)?

Основното разграничение тук е между kW (мощност, т.е. скорост на зареждане) и kWh (енергия, т.е. общото количество, прехвърлено към автомобила). Изчислявате „колко енергия“ (kWh) е нужна на автомобила за нощта от дневния пробег, разделяте я на броя часове в прозореца за паркиране и получавате необходимата „мощност“ (kW). За повечето автопаркове много AC точки с по-ниска мощност са по-ефективни от малко точки с висока мощност.

Логиката на прозореца за паркиране

Ако един автомобил ще остане включен 10 часа през нощта, излишно е да се опитвате да го заредите за 1 час. Разпределянето на енергията във времето позволява както работа с устройства с по-ниска (и следователно по-икономична) мощност, така и поделяне на общата мощност на обекта между повече автомобили. При планирането на автопарк решаващо е правилото „колкото по-дълъг е прозорецът, толкова по-ниска е необходимата мощност“.

Защо управлението на натоварването е задължително в обект с много автомобили?

Да приемем, че в един обект има 10 AC устройства по 22 kW. Ако всички работят едновременно на пълна мощност, възниква моментно търсене от 220 kW; присъединяването на обекта обаче може да не го понесе. Тук се включва управлението на натоварването (load management / динамично разпределение на мощността).

Управлението на натоварването разпределя интелигентно наличната обща мощност между автомобилите, включени в момента. Ако са включени малко автомобили, всеки получава повече мощност; ако много автомобили се зареждат едновременно, мощността се разделя справедливо и главният предпазител или трансформаторът на обекта не се претоварва. Така можете да инсталирате повече устройства без скъпо увеличение на присъединената мощност или инвестиция в трансформатор.

• Статично разпределение: общата мощност се разделя между устройствата във фиксирани съотношения.
• Динамично разпределение: мощността, оставаща за зареждане, се разпределя в реално време според моментното потребление на обекта.
• Приоритизиране: може да се даде предимство на критични автомобили (например служебен автомобил, който тръгва рано сутрин).

Управлението на натоварването не е „лукс“ в схемата за автопарк, а практическа необходимост, защото мощността на един обект обикновено е по-ниска от сумата на номиналните мощности на всички устройства.

Оторизация по водач и по автомобил: RFID и OCPP

В автопарка отговорът на въпроса „кой, с кой автомобил и колко е заредил“ е критичен както оперативно, така и финансово. Тук на преден план излизат две понятия: оторизация (кой може да стартира зареждане) и отчети (колко енергия е консумирана).

RFID картите присвояват идентичност на всеки водач или автомобил; зареждането не започва, докато картата не бъде прочетена от устройството. Това едновременно предотвратява неразрешеното използване и свързва всяка сесия на зареждане с конкретен потребител. OCPP (Open Charge Point Protocol) пък е отвореният протокол, който позволява на устройствата да комуникират с централен софтуер за управление (CSMS).

OCPP съвместимите модели на Bemis E-V Charge позволяват дистанционно наблюдение и интелигентно управление: можете да виждате устройствата от един панел, да изготвяте отчети за сесиите, да управлявате правата на потребителите и да разпределяте потреблението на енергия по автомобил или водач. За по-задълбочена информация за OCPP можете да прегледате съответното ни ръководство.

Прозрачността, която отчетите дават на автопарка

• Месечна разбивка на консумираните kWh за всеки автомобил или водач
• Разпределение на разходите и отнасянето им по отдели или клонове
• Натовареност на зарядните точки (за планиране на капацитета)
• Откриване на неизправни или неизползвани устройства
• Прогноза за допълнителните устройства, които ще са нужни с разрастването на автопарка

Мащабируемост: днес 5 автомобила, утре 50

Електрификацията на автопарка рядко се извършва наведнъж; повечето компании преминават постепенно. Затова проектирането на инфраструктурата с оглед на бъдещето още при първата инсталация спестява пари и време. Когато таблото, окабеляването и разпределението на мощността са планирани от самото начало с мисъл за растеж, добавянето на нови устройства става много по-лесно и по-евтино.

OCPP съвместимите устройства са предимство и в това отношение: новодобавените станции се включват в същата централна система за управление и няма отделни грижи по управлението им. Благодарение на управлението на натоварването наличната мощност също се преразпределя между нарасналия брой устройства.

Гледна точка на общата цена на притежание (TCO)

Когато оценявате инвестиция в зареждане на автопарк, трябва да гледате не само цената на устройството, а общата цена на притежание. При този подход разходите за инсталация не се разглеждат самостоятелно, а заедно със стойността, която ще създадат през целия експлоатационен срок.

• Устройство и инсталация (хардуер + електрическа инфраструктура)
• Експлоатация: оптимизиране на разходите за енергия чрез зареждане в евтини периоди, например по нощна тарифа
• Спестяване от инфраструктура, като благодарение на управлението на натоварването се избягва инвестиция в увеличаване на мощността или в трансформатор
• Отнасяне на разходите на правилното място и откриване на загубите чрез отчетите
• По-евтино добавяне на устройства в бъдеще благодарение на мащабируемата инфраструктура

При правилна схема зареждането на автопарка се превръща в инвестиция, която с времето компенсира първоначалния разход чрез ниски разходи за енергия и оперативна ефективност. (Тъй като точните спестявания и срокът на изплащане зависят от тарифата за електроенергия, броя автомобили, профила на използване и приложимата нормативна уредба, те трябва да се изчислят конкретно за обекта.)

Семейство оборудване, подходящо за автопаркове

В проекта за автопарк работи заедно не един продукт, а цяло семейство оборудване: много AC стенни зарядни станции за нощно зареждане, DC модули CCS2 за допълване през деня, подходящи кабели за зареждане Type 2 за връзка с автомобила и OCPP съвместими модели за дистанционно управление. Bemis E-V Charge предлага всички тези компоненти под един покрив, произведени в собствената ни фабрика в Бурса (Турция).

Изборът на кабел Type 2 също е важен за автопарка; кабел, съобразен с мощността на вграденото зарядно устройство на автомобилите (монофазно/трифазно, 16A/32A), влияе пряко върху скоростта и безопасността на зареждането. За корпоративни проекти за автопаркове на този етап се включва нашият B2B процес, който обхваща заедно планирането, оразмеряването и доставката на устройства.

Обобщение: контролен списък за зареждане на автопарк

• Много AC стенни зарядни станции за нощно зареждане в депото; малък брой DC модули CCS2 за критично допълване през деня.
• Оразмерете броя на устройствата според броя автомобили, дневните километри и прозореца за паркиране.
• Планирайте управлението на натоварването (динамично разпределение на мощността) от самото начало, за да не претоварвате мощността на обекта.
• Изградете оторизация и отчети по водач и по автомобил с RFID + OCPP.
• Проектирайте инфраструктурата така, че да може да се разширява с бъдещия растеж.
• Оценявайте инвестицията по общата цена на притежание, а не по цената на устройството.

Компания, която изгради правилно тези шест точки от самото начало, може да прехвърли автопарка си на електрическо задвижване гладко, мащабируемо и устойчиво от гледна точка на разходите.