Рішення для заряджання автопарку: посібник із заряджання на базі та вночі

Коли службові автомобілі компанії, автопарк відділу продажів, розвізні фургони чи автомобілі для персоналу переходять на електрику, найважливішим стає вже не питання «який автомобіль купити», а «де, коли і як ми заряджатимемо ці автомобілі». Заряджання автопарку є зовсім іншою інженерною задачею, ніж настінний пристрій в одному будинку: на одному об’єкті кілька автомобілів хочуть зарядитися, ділячи обмежену електричну потужність, і часто в ті самі години.

Цей посібник крок за кроком пояснює, чому AC-заряджання на базі та вночі є основою автопарку, коли в роботу вступає денне DC-підживлення, скільки пристроїв і яка потужність вам знадобляться (sizing), чому на об’єкті з багатьма автомобілями керування навантаженням стає обов’язковим і як через OCPP налаштовують авторизацію та звітність за водієм і автомобілем.

Чим заряджання автопарку відрізняється від домашнього?

У будинку один автомобіль, він усю ніч підключений до розетки, і часу до ранку вдосталь. В автопарку картина змінюється: автомобілів більше, у кожного своє вікно стоянки, частина автомобілів удень працює на виїзді, а потужності електричного підключення може не вистачити, щоб живити всі пристрої одночасно на повній потужності.

Тому в заряджанні автопарку на перший план виходять три питання: (1) правильний тип і кількість пристроїв, (2) розумний розподіл загальної потужності об’єкта, (3) облік того, скільки енергії споживає кожен автомобіль чи водій. Поки всі три не розв’язано разом, перехід автопарку не буде сталим.

Заряджання на базі та вночі: AC як основа автопарку

Автомобілі автопарку здебільшого стоять уночі на об’єкті, у депо чи на парковці. Це найдовше й найдешевше вікно для заряджання. Оскільки автомобілі можуть бути підключені 8–12 годин, висока потужність не потрібна; настінні зарядні станції AC (wallbox) перебувають у самому центрі цього сценарію.

Під час AC-заряджання перетворення виконує бортовий зарядний пристрій (onboard charger) автомобіля: станція передає автомобілю змінний струм мережі, а автомобіль перетворює його на постійний струм, придатний для батареї. Тому пристрої AC простіші, економніші та добре підходять для розгортання на багатьох паркомісцях.

Сімейство настінних зарядних станцій AC від Bemis E-V Charge пропонує в діапазоні потужності 3,7–22 кВт моделі з роз’ємом Type 2; Type 2 є стандартним роз’ємом для AC-заряджання в Туреччині та Європі. Таке повільне, але безперервне нічне заряджання є найнадійнішим і найвигіднішим способом забезпечити, щоб автопарк щоранку виїжджав повністю зарядженим.

Основне правило електрифікації автопарку просте: плануйте заряджання автомобілів не швидко вдень, а дешево й тихо вночі.

Денне DC-підживлення: коли воно потрібне?

Не кожен автопарк вкладається в ніч. В операціях зі змінною роботою, з великим денним пробігом, з короткими інтервалами між поверненнями на базу або там, де автомобілі використовують позмінно 24 години на добу, потрібне швидке підживлення вдень. Саме тут у роботу вступає швидке DC-заряджання CCS2.

Під час DC-заряджання перетворення відбувається не в автомобілі, а в станції; завдяки цьому автомобіль отримує постійний струм високої потужності напряму, і час заряджання помітно скорочується. CCS2 є стандартним роз’ємом для швидкого DC-заряджання в Туреччині та Європі. DC-установки CCS2 від Bemis E-V Charge використовують для швидкого «підживлення енергією» автомобіля в короткі вікна, наприклад під час перерви чи між доставками.

На практиці схема здебільшого гібридна: багато настінних станцій AC покривають ніч, а невелика кількість DC-установок CCS2 бере на себе термінове чи критичне підживлення вдень. Так і інвестиції залишаються збалансованими, і операційна гнучкість зберігається.

Кількість пристроїв і планування потужності (sizing)

Вибір правильної кількості пристроїв є найважливішим кроком проєкту автопарку. Замало пристроїв означає черги й незаряджені автомобілі; потужність понад потребу означає зайві витрати на інфраструктуру. Під час планування треба відповісти на такі запитання:

• Скільки автомобілів в автопарку і скільки кілометрів вони в середньому проїжджають за день?
• Яке вікно стоянки автомобілів на об’єкті (скільки годин уночі вони можуть бути підключені)?
• Чи всі вони повертаються одночасно, чи позмінно або в різний час?
• Яку потужність може споживати електричне підключення об’єкта (наявна потужність трансформатора чи щита)?
• Яка потужність бортового зарядного пристрою автомобілів (наприклад, чи приймають вони однофазне чи трифазне живлення)?
• Чи зростатиме автопарк найближчим часом (потреба в масштабованості)?

Ключова відмінність тут між кВт (потужність, тобто швидкість заряджання) і кВт·год (енергія, тобто загальна кількість, передана автомобілю). Ви розраховуєте з денного пробігу, «скільки енергії» (кВт·год) автомобіль має отримати вночі, ділите її на кількість годин вікна стоянки та отримуєте потрібну «потужність» (кВт). Для більшості автопарків численні точки AC низької потужності ефективніші за кілька точок високої потужності.

Логіка вікна стоянки

Якщо автомобіль буде підключений уночі 10 годин, намагатися зарядити його за 1 годину немає сенсу. Розподіл енергії на довший час дає змогу і працювати з пристроями меншої потужності (а отже, економнішими), і ділити загальну потужність об’єкта між більшою кількістю автомобілів. У плануванні автопарку визначальним є правило «що довше вікно, то менша потрібна потужність».

Чому на об’єкті з багатьма автомобілями керування навантаженням обов’язкове?

Припустімо, на об’єкті 10 пристроїв AC по 22 кВт. Якщо всі вони одночасно працюватимуть на повній потужності, виникне миттєвий попит у 220 кВт; проте підключення об’єкта може його не витримати. Саме тут у роботу вступає керування навантаженням (load management, динамічний розподіл потужності).

Керування навантаженням розумно розподіляє наявну загальну потужність між автомобілями, підключеними в цей момент. Якщо підключено мало автомобілів, кожен отримує більше потужності; якщо одночасно заряджається багато автомобілів, потужність ділиться справедливо, без перевантаження головного запобіжника чи трансформатора об’єкта. Так ви можете встановити більше пристроїв без дорогого збільшення потужності підключення чи інвестицій у трансформатор.

• Статичний розподіл: загальна потужність ділиться між пристроями у фіксованих пропорціях.
• Динамічний розподіл: потужність, що залишається для заряджання, розподіляється в реальному часі відповідно до миттєвого споживання об’єкта.
• Пріоритезація: можна надати пріоритет критичним автомобілям (наприклад, службовому автомобілю, що виїжджає рано вранці).

Керування навантаженням у схемі автопарку є не «розкішшю», а практичною необхідністю, адже потужність об’єкта зазвичай нижча за сумарну номінальну потужність усіх пристроїв.

Авторизація за водієм і автомобілем: RFID та OCPP

В автопарку відповідь на питання «хто, яким автомобілем і скільки заряджав» критично важлива і з операційного, і з фінансового погляду. Тут виділяються два поняття: авторизація (хто може почати заряджання) і звітність (скільки енергії спожито).

RFID-картки присвоюють ідентифікатор кожному водієві чи автомобілю; заряджання не почнеться, доки картку не прикладуть до пристрою. Це і запобігає несанкціонованому використанню, і прив’язує кожен сеанс заряджання до конкретного користувача. OCPP (Open Charge Point Protocol) натомість є відкритим протоколом, що дає пристроям змогу обмінюватися даними з центральним програмним забезпеченням керування (CSMS).

Сумісні з OCPP моделі Bemis E-V Charge дають змогу віддаленого моніторингу та розумного керування: ви бачите пристрої на одній панелі, формуєте звіти за сеансами, налаштовуєте права користувачів і розділяєте споживання енергії за автомобілем або водієм. Докладніше про OCPP читайте в нашому відповідному посібнику.

Яку прозорість звітність дає автопарку

• Щомісячна розбивка спожитих кВт·год для кожного автомобіля чи водія
• Розподіл витрат і їх облік за відділами чи філіями
• Інтенсивність використання точок заряджання (для планування потужностей)
• Виявлення несправних або невикористовуваних пристроїв
• Прогноз додаткових пристроїв, які знадобляться зі зростанням автопарку

Масштабованість: сьогодні 5 автомобілів, завтра 50

Електрифікацію автопарку рідко завершують за один раз; більшість компаній переходить поступово. Тому проєктування інфраструктури із запасом на майбутнє вже під час першої інсталяції заощаджує гроші й час. Коли щит, кабельну розводку та розподіл потужності від початку планують з урахуванням зростання, додавати нові пристрої значно простіше й дешевше.

Сумісні з OCPP пристрої вигідні й у цьому: нові станції підключаються до тієї самої центральної системи керування, тож окремо керувати ними не доводиться. Завдяки керуванню навантаженням наявна потужність також перерозподіляється на зрослу кількість пристроїв.

Погляд через сукупну вартість володіння (TCO)

Оцінюючи інвестиції в заряджання автопарку, варто дивитися не лише на ціну пристрою, а на сукупну вартість володіння. За такого підходу витрати на встановлення розглядають не окремо, а разом із цінністю, яку вони створять протягом усього строку експлуатації.

• Пристрій і встановлення (обладнання та електрична інфраструктура)
• Експлуатація: оптимізація витрат на енергію через заряджання в дешеві вікна, наприклад за нічним тарифом
• Економія на інфраструктурі завдяки керуванню навантаженням, без збільшення потужності підключення чи інвестицій у трансформатор
• Віднесення витрат на правильні статті за допомогою звітності та виявлення втрат
• Дешевше додавання пристроїв у майбутньому завдяки масштабованій інфраструктурі

За правильної схеми заряджання автопарку стає інвестицією, яка з часом компенсує початкові витрати низькими витратами на енергію та операційною ефективністю. (Точну економію та строк окупності слід розраховувати окремо для кожного об’єкта, адже вони залежать від тарифу на електроенергію, кількості автомобілів, профілю використання та чинних нормативів.)

Сімейство обладнання для автопарку

У проєкті автопарку працює не один продукт, а ціле сімейство обладнання: багато настінних станцій AC для нічного заряджання, DC-установки CCS2 для денного підживлення, правильні зарядні кабелі Type 2 для підключення автомобілів і сумісні з OCPP моделі для віддаленого керування. Bemis E-V Charge пропонує всі ці компоненти власного виробництва з одних рук.

В автопарку важливий і вибір кабелю Type 2: кабель, що відповідає потужності бортового зарядного пристрою автомобілів (однофазний чи трифазний, 16 А/32 А), безпосередньо впливає на швидкість і безпеку заряджання. Для корпоративних проєктів автопарків тут у роботу вступає наш B2B-процес, що охоплює планування, sizing і постачання пристроїв.

Підсумок: контрольний список для заряджання автопарку

• Достатньо настінних станцій AC для ночі на базі; невелика кількість DC-установок CCS2 для критичного денного підживлення.
• Визначайте кількість пристроїв за кількістю автомобілів, денним пробігом у км і вікном стоянки (sizing).
• Від початку плануйте керування навантаженням (динамічний розподіл потужності), щоб не перевантажувати потужність об’єкта.
• Налаштуйте авторизацію та звітність за водієм і автомобілем за допомогою RFID і OCPP.
• Проєктуйте інфраструктуру масштабованою з урахуванням майбутнього зростання.
• Оцінюйте інвестицію не за ціною пристрою, а за сукупною вартістю володіння.

Компанія, яка від початку правильно вибудує ці шість пунктів, може перевести свій автопарк на електрику безпроблемно, масштабовано та економічно стало.