Soluções de Carregamento Elétrico para Frotas: Guia de Carregamento no Depósito e Noturno

Quando os veículos de serviço, a frota comercial, as carrinhas de distribuição ou os carros dos colaboradores de uma empresa passam a elétricos, a questão mais crítica deixa de ser «que veículo comprar» para passar a ser «onde, quando e como carregar estes veículos». O carregamento de frotas é um problema de engenharia muito diferente da wallbox de parede de uma única casa: no mesmo local, vários veículos querem carregar partilhando uma potência elétrica limitada, muitas vezes às mesmas horas.

Este guia explica, passo a passo, porque é que o carregamento AC feito no depósito e durante a noite é a espinha dorsal da frota, quando entra em ação o reforço DC durante o dia, de quantos equipamentos e de quanta potência se vai precisar (dimensionamento), porque é que a gestão de carga se torna obrigatória num local com vários veículos e como se configuram a autorização e os relatórios por condutor/veículo através do OCPP.

Porque é que o carregamento de frotas é diferente do carregamento doméstico?

Numa casa existe um único veículo, que fica ligado à tomada durante toda a noite, com tempo de sobra até de manhã. Numa frota, o cenário muda: o número de veículos aumenta, cada um tem uma janela de estacionamento diferente, alguns veículos estão no terreno durante o dia e a potência contratada pode não conseguir alimentar todos os equipamentos em simultâneo à potência máxima.

Por isso, no carregamento de frotas destacam-se três aspetos: (1) o tipo e o número certos de equipamentos, (2) a partilha inteligente da potência total do local, (3) a medição da energia consumida por cada veículo/condutor. Sem resolver os três em conjunto, a transição da frota não será sustentável.

Carregamento no depósito e noturno: o AC como espinha dorsal da frota

Os veículos de frota ficam, na maioria dos casos, estacionados durante a noite nas instalações, no depósito ou no parque de estacionamento. Esta é a janela de carregamento mais longa e mais barata. Como os veículos podem ficar ligados durante 8-12 horas, não é necessária potência elevada; as wallbox AC estão no centro deste cenário.

No carregamento AC, a conversão é feita pelo carregador de bordo (onboard charger), a unidade de carregamento integrada no veículo: o posto entrega ao veículo a corrente alternada da rede e o veículo converte-a na corrente contínua adequada à sua bateria. Por isso, os equipamentos AC são mais simples, mais económicos e adequados para serem instalados em muitos lugares de estacionamento.

A família de wallbox AC da Bemis E-V Charge oferece, na gama de potência de 3,7-22 kW, modelos com tomada Type 2; o Type 2 é a tomada padrão do carregamento AC na Turquia e na Europa. Este carregamento noturno, lento mas ininterrupto, é a forma mais fiável e económica de garantir que a frota sai carregada todas as manhãs.

A regra básica da eletrificação de frotas é simples: conceber o carregamento dos veículos não para os encher depressa durante o dia, mas para os carregar de forma barata e silenciosa durante a noite.

Reforço DC durante o dia: quando é necessário?

Nem todas as frotas cabem na janela noturna. Em operações por turnos, com quilometragem elevada durante o dia, intervalos curtos entre os regressos ao depósito ou veículos usados de forma rotativa 24 horas por dia, é necessário um reforço rápido durante o dia. É aqui que entra o carregamento rápido DC CCS2.

No carregamento DC, a conversão não é feita no veículo, mas no posto; assim, a corrente contínua é entregue diretamente ao veículo a alta potência e o tempo de carregamento encurta de forma significativa. O CCS2 é a tomada padrão do carregamento rápido DC na Turquia e na Europa. As unidades DC CCS2 da Bemis E-V Charge são usadas para dar ao veículo um «reforço de energia» rápido em janelas curtas, como pausas ou intervalos entre entregas.

Na prática, a solução é geralmente híbrida: muitas wallbox AC cobrem a noite, enquanto um pequeno número de unidades DC CCS2 assume o reforço urgente/crítico durante o dia. Assim, o investimento mantém-se equilibrado e a flexibilidade operacional é preservada.

Número de equipamentos e planeamento de potência (dimensionamento)

Escolher o número certo de equipamentos é o passo mais crítico de um projeto de frota. Equipamentos a menos significam filas e veículos que não ficam carregados; potência a mais significa custos de infraestrutura desnecessários. No planeamento, é preciso responder às seguintes perguntas:

• Quantos veículos tem a frota e quantos quilómetros percorrem, em média, por dia?
• Qual é a janela de estacionamento dos veículos nas instalações (quantas horas podem ficar ligados durante a noite)?
• Regressam todos à mesma hora ou de forma escalonada/por turnos?
• Que potência permite o contrato de eletricidade das instalações (capacidade atual do transformador/quadro elétrico)?
• Qual é a potência do carregador de bordo dos veículos (por exemplo, aceita monofásico ou trifásico)?
• A frota vai crescer num futuro próximo (necessidade de escalabilidade)?

A distinção fundamental aqui é entre kW (potência, ou seja, velocidade de carregamento) e kWh (energia, ou seja, a quantidade total transferida para o veículo). Calcula-se a «quantidade de energia» (kWh) de que um veículo precisa durante a noite a partir dos quilómetros diários, divide-se pelo número de horas da janela de estacionamento e obtém-se a «potência» (kW) necessária. Para a maioria das frotas, muitos pontos AC de baixa potência são mais eficientes do que poucos pontos de alta potência.

A lógica da janela de estacionamento

Se um veículo vai ficar ligado 10 horas durante a noite, tentar carregá-lo em 1 hora é desnecessário. Distribuir a energia por um período mais longo permite trabalhar com equipamentos de menor potência (e, por isso, mais económicos) e partilhar a potência total das instalações por mais veículos. No planeamento de frotas, a regra «quanto mais longa a janela, menor a potência necessária» é determinante.

Porque é que a gestão de carga é obrigatória num local com vários veículos?

Imagine-se um local com 10 equipamentos AC de 22 kW. Se todos funcionarem à potência máxima ao mesmo tempo, gera-se uma procura instantânea de 220 kW; no entanto, a potência contratada das instalações pode não a suportar. É aqui que entra a gestão de carga (load management / partilha dinâmica de potência).

A gestão de carga distribui de forma inteligente a potência total disponível pelos veículos ligados nesse momento. Se houver poucos veículos ligados, dá mais potência a cada um; se muitos estiverem a carregar ao mesmo tempo, divide a potência de forma justa e não sobrecarrega o disjuntor geral/transformador das instalações. Assim, é possível instalar mais equipamentos sem um aumento dispendioso da potência contratada nem um investimento num transformador.

• Partilha estática: a potência total é dividida entre os equipamentos em proporções fixas.
• Partilha dinâmica: a potência disponível para carregamento é distribuída em tempo real de acordo com o consumo instantâneo das instalações.
• Priorização: pode ser dada prioridade aos veículos críticos (por exemplo, um veículo de serviço que sai cedo de manhã).

Num projeto de frota, a gestão de carga não é um «luxo», mas uma necessidade prática, porque a potência de umas instalações é, em regra, inferior à soma da potência nominal de todos os equipamentos.

Autorização por condutor e por veículo: RFID e OCPP

Numa frota, a resposta a «quem carregou, com que veículo e quanto» é crítica do ponto de vista operacional e financeiro. Aqui destacam-se dois conceitos: autorização (quem pode iniciar um carregamento) e relatórios (quanta energia foi consumida).

Os cartões RFID atribuem uma identidade a cada condutor ou veículo; o carregamento só começa depois de o cartão ser lido no equipamento. Isto impede a utilização não autorizada e associa cada sessão de carregamento a um utilizador concreto. O OCPP (Open Charge Point Protocol), por sua vez, é o protocolo aberto que permite aos equipamentos comunicar com um software central de gestão (CSMS).

Os modelos compatíveis com OCPP da Bemis E-V Charge permitem monitorização remota e gestão inteligente: é possível ver os equipamentos num único painel, gerar relatórios das sessões, gerir as permissões dos utilizadores e discriminar o consumo de energia por veículo ou por condutor. Para saber mais sobre o OCPP, pode consultar o nosso guia dedicado.

A visibilidade que os relatórios dão à frota

• Discriminação mensal dos kWh consumidos por cada veículo/condutor
• Repartição de custos e imputação por departamento/filial
• Intensidade de utilização dos pontos de carregamento (para o planeamento de capacidade)
• Deteção de equipamentos avariados ou sem utilização
• Previsão dos equipamentos adicionais necessários à medida que a frota cresce

Escalabilidade: 5 veículos hoje, 50 amanhã

A eletrificação de uma frota raramente fica concluída de uma só vez; a maioria das empresas faz a transição de forma gradual. Por isso, conceber a infraestrutura a pensar no futuro logo na primeira instalação poupa tempo e dinheiro. Quando o quadro elétrico, a cablagem e a alocação de potência são planeados desde o início a pensar no crescimento, adicionar novos equipamentos torna-se muito mais fácil e barato.

Os equipamentos compatíveis com OCPP também são vantajosos neste aspeto: os novos postos são integrados no mesmo sistema central de gestão, sem a complicação de os gerir separadamente. Graças à gestão de carga, a potência existente é também redistribuída pelo número crescente de equipamentos.

Perspetiva do custo total de propriedade (TCO)

Ao avaliar um investimento em carregamento de frotas, deve olhar-se não só para o preço do equipamento, mas para o custo total de propriedade. Nesta abordagem, o custo de instalação não é considerado isoladamente, mas em conjunto com o valor que vai gerar ao longo da vida útil.

• Equipamento e instalação (hardware + infraestrutura elétrica)
• Operação: otimizar a fatura de energia carregando em janelas de baixo custo, como a tarifa noturna
• Poupança em infraestrutura ao evitar o aumento da potência contratada ou o investimento num transformador, graças à gestão de carga
• Usar os relatórios para imputar os custos ao local certo e identificar desperdícios
• Tornar mais baratas as futuras adições de equipamentos graças a uma infraestrutura escalável

Com a configuração certa, o carregamento de frotas torna-se um investimento que compensa, ao longo do tempo, o custo inicial com baixos gastos de energia e eficiência operacional. (A poupança exata e o período de retorno variam consoante a tarifa de eletricidade, o número de veículos, o perfil de utilização e a legislação aplicável, pelo que devem ser calculados especificamente para cada instalação.)

Uma família de equipamentos adequada a frotas

Num projeto de frota não trabalha um único produto, mas sim uma família de equipamentos em conjunto: muitas wallbox AC para o carregamento noturno, unidades DC CCS2 para o reforço diurno, os cabos de carregamento Type 2 certos para a ligação ao veículo e modelos compatíveis com OCPP para a gestão remota. A Bemis E-V Charge oferece todos estes componentes sob o mesmo teto, produzidos na sua própria fábrica em Bursa (Turquia).

A escolha do cabo Type 2 também é importante numa frota: um cabo adequado à potência do carregador de bordo dos veículos (monofásico/trifásico, 16A/32A) influencia diretamente a velocidade de carregamento e a segurança. Para projetos de frotas empresariais, é neste ponto que entra o nosso processo B2B, que trata em conjunto o planeamento, o dimensionamento e o fornecimento dos equipamentos.

Resumo: lista de verificação para o carregamento de frotas

• Muitas wallbox AC para o carregamento noturno/no depósito; poucas unidades DC CCS2 para o reforço crítico durante o dia.
• Definir o número de equipamentos de acordo com o número de veículos, os km diários e a janela de estacionamento (dimensionamento).
• Planear desde o início a gestão de carga (partilha dinâmica de potência) para não sobrecarregar a potência das instalações.
• Configurar a autorização e os relatórios por condutor/veículo com RFID + OCPP.
• Conceber a infraestrutura de forma escalável para o crescimento futuro.
• Avaliar o investimento pelo custo total de propriedade, não pelo preço do equipamento.

Uma empresa que configure corretamente estes seis pontos desde o início pode fazer a transição da sua frota para elétrico de forma tranquila, escalável e sustentável em termos de custos.