L'operatore della flotta riduce i tempi di inattività della ricarica del 42% con pile di ricarica CC da 60 kW e 80 kW

Un operatore regionale di flotte elettriche ha sostituito una configurazione di ricarica AC guasta con 16 pile di ricarica DC Soutya da 60KW e 80KW. Il tempo di ricarica per veicolo è sceso da 9,2 ore a 55 minuti, il tempo di attività del caricabatterie è salito al 99,1% e gli straordinari legati alla ricarica sono diminuiti di 99.000 dollari all’anno.

Sfondo del cliente

Il cliente gestisce un'operazione di consegna commerciale e navetta da tre depositi nel Midwest degli Stati Uniti. La flotta comprende 110 veicoli: 96 furgoni elettrici con pacchi batterie da 60 a 75 kWh e 14 bus navetta elettrici con pacchi batteria da 210 kWh. Circa 240 autisti lavorano su due turni e il deposito principale serve un raggio di consegna di 180 miglia con partenze programmate alle 05:00 e alle 14:00.

Due nuovi contratti di distribuzione al dettaglio hanno aggiunto rotte notturne all’inizio del 2023, spingendo il chilometraggio giornaliero per furgone da 92 a 131 miglia. Un obiettivo di elettrificazione della flotta statale richiede che il 60% delle operazioni funzioni elettricamente entro il 2027, e il deposito si trova al 38%. Raggiungere tale obiettivo senza aggiungere veicoli o conducenti dipende dalla velocità di ricarica.

Cosa stava bloccando il piano di elettrificazione della flotta?

Il deposito disponeva di 18 caricabatterie CA di livello 2 da 7,2 kW, distribuiti su 40 alloggiamenti contrassegnati. Un rifornimento di 65 kWh ha richiesto 9,2 ore, quindi i furgoni hanno collegato la presa alle 18:30 e sono rimasti parcheggiati fino alle 04:00. Solo 18 dei 40 parcheggi avevano un caricabatterie, il che creava una coda notturna e costringeva gli autisti a spostare i veicoli tra i parcheggi. Le ricariche di mezzogiorno per gli autobus erano impossibili perché le unità AC non potevano fornire energia sufficiente in una finestra di 90 minuti.

L'affidabilità ha peggiorato la situazione. Le 18 unità provenivano da due fornitori e funzionavano su tre app di gestione separate. Gli autisti ripristinavano i guasti manualmente, impiegando dai 40 ai 90 minuti per incidente, e il registro di manutenzione mostrava 31 chiamate di servizio relative agli addebiti nei sei mesi precedenti l'aggiornamento. Le partenze mancate sono diventate routine e il deposito ha speso 9.400 dollari al mese in straordinari per gli autisti e subappalti a vettori terzi per coprire le lacune.

Cosa ha provato l'operatore prima di cambiare?

• Aggiunta di altre unità AC da 7,2 kW.Il Capex è arrivato a 3.200 dollari per stallo più 6.100 dollari per corsa in scavi e condutture. Il tempo di ricarica non è cambiato e il problema della coda persisteva.
• Aggiornamento di una fila a 19,2 kW CA.Un pilota di sei bancarelle ha ridotto il tempo di ricarica a 3,5 ore. Ciò ha risolto il problema della tariffazione notturna, ma non ha lasciato alcuna possibilità di inversione di rotta a mezzogiorno per i bus navetta.
• Noleggio di quattro unità CC da 30 kW di due produttori.I furgoni si caricavano in modo accettabile, ma gli autobus con pacchi da 210 kWh assorbivano più energia di quella che le unità potevano fornire per un periodo prolungato, e nessuna delle piattaforme dei fornitori esponeva i dati a livello di connettore attraverso un'interfaccia standard. L'invio della flotta non è riuscito a vedere quale veicolo era collegato e dove.

Due anni e circa 214.000 dollari spesi per l’addebito di hardware e lavori civili hanno prodotto un deposito che ancora non riusciva a sostenere l’obiettivo del 2027.

Perché scegliere la pila di ricarica CC Soutya da 60KW/80KW?

L'operatore ha valutato le opzioni da 50 kW, 60 kW, 80 kW e 120 kW. Una specifica da 120 kW richiedeva un aggiornamento del trasformatore quotato a 96.000 dollari più un tempo di consegna di 14 settimane, che il programma non poteva assorbire. I modelli da 60 kW e 80 kW corrispondevano all'altezza libera disponibile del sito.

Quattro punti tecnici hanno deciso l'acquisto:

• Uscita a doppia pistola con condivisione dinamica della potenza.Ciascuna unità da 80 kW fornisce 80 kW a un singolo veicolo o suddivide il carico su due connettori. Due vani condividono un unico armadio, riducendo così il numero di stalli e i cavi necessari.
• Ampio intervallo di ingresso trifase.Le unità accettano un ingresso CA da 380 a 480 V, quindi il trasformatore esistente da 500 kVA ha servito l'installazione senza modifiche al servizio.
• Supporto del protocollo aperto.L'integrazione di OCPP 1.6J ha consentito all'operatore di consolidare tutte le 16 unità in un unico dashboard di spedizione invece che in tre portali di fornitori.
• Costo consegnato per stallo.La configurazione Soutya è arrivata a $ 16.800 per stallo. Una proposta DC concorrente prevedeva un prezzo per lo stesso numero di baie pari a 24.500 dollari per stallo, una differenza di 123.000 dollari in tutto il progetto.

La classificazione dell'involucro, la gestione dei cavi, un intervallo operativo da -30°C a +55°C e le opzioni dei connettori CCS1/CCS2 con disponibilità CHAdeMO hanno coperto la flotta mista e le condizioni invernali del Midwest.

Come è stato implementato il sito di ricarica CC da 60KW/80KW?

Il progetto è durato 11 settimane dall'ordine di acquisto alla piena operatività.

1. Studio del carico e verifica della potenza (settimane 1-2).Il team di ingegneri ha registrato la domanda di picco del deposito pari a 268 kW a fronte di un trasformatore da 500 kVA, lasciando un margine di 232 kW. Sedici connettori CC con uscita nominale completa avrebbero superato tale cifra, quindi il progetto includeva un limite di alimentazione a livello di sito.
2. Layout e specifiche dei cavi (settimane 3-4).I caricabatterie sono stati posizionati in modo che ogni alloggiamento contrassegnato raggiungesse un connettore senza estensione. I cavi di uscita CC erano conformi allo standard dei cavi di ricarica EN 50620 e i connettori seguivano la serie di interfacce IEC 62196.
3. Opere civili e installazione (settimane 5-8).Piastre di cemento, dissuasori, passerelle portacavi e quattro armadi da 80 kW più dodici unità da 60 kW sono stati inseriti senza interrompere le partenze notturne.
4. Commissioning e integrazione OCPP (settimane 9-10).Tutte le 16 unità sono state mappate sulla piattaforma di spedizione, con autenticazione RFID del conducente e reporting della sessione per veicolo.
5. Test da sforzo di gestione del carico (settimana 11).Il team ha eseguito un picco serale a pieno carico con il tetto massimo attivo e ha verificato che nessun veicolo scendesse al di sotto dello stato di carica previsto prima della partenza.

L'ostacolo principale:il trasformatore non poteva supportare contemporaneamente quattro armadi da 80 kW a piena potenza. Invece di ridurre il numero dei caricatori, l'integratore ha impostato un limite massimo del sito di 300 kW nel controller del caricatore. Durante il picco delle 18:30, ciascuna unità funziona a circa 62 kW in media e sposta la potenza tra i connettori quando i veicoli finiscono. I furgoni raggiungono comunque l'80% dello stato di carica in meno di un'ora e il trasformatore non ha mai superato il 71% della sua potenza durante il test

Quali risultati ha misurato la flotta dopo sei mesi?

• Tempo di ricarica:Da 9,2 ore a 55 minuti per lo stesso rabbocco da 65 kWh, una riduzione del 90%.
• Tempo di attività del caricabatterie:Dal 91,4% nella vecchia flotta AC al 99,1% nelle pile DC.
• Chiamate di servizio lato fornitore:31 nei sei mesi precedenti l'aggiornamento, 4 nei sei mesi successivi.
• Costi straordinari e subappalto:Da $ 9.400 al mese a $ 1.150 al mese, un risparmio annuale di $ 99.000.
• Costo energetico per miglio:Da $ 0,29 a $ 0,19 dopo la programmazione non di punta legata al controller di gestione del carico.
• Disponibilità veicolo alle ore 05:00 partenza:Dall'84% al 97%.

L'effetto operativo è arrivato oltre le postazioni di ricarica. Dispatch ha aggiunto una terza tratta giornaliera per furgone senza acquistare veicoli. Le ricariche degli autobus a mezzogiorno sono diventate standard, rimuovendo un pullman di riserva diesel che costava 41.000 dollari all'anno per funzionare. Il deposito ora segnala le prestazioni di ricarica nella stessa revisione settimanale del completamento del percorso.

Testimonianza del cliente

"Il deposito funzionava in base a un programma basato sulla disponibilità dei caricabatterie", ha affermato il direttore della flotta. "Ora il programma gestisce i caricabatterie. Dopo due inverni, l'unico problema del caricabatterie che ha messo fuori servizio un veicolo è stato un cavo di connessione danneggiato dopo una collisione in cantiere. "

Il responsabile della manutenzione ha aggiunto: "Quattro chiamate di servizio in sei mesi invece di trentuno hanno cambiato il modo in cui il team pianifica la settimana. Nessuno resetta più i caricabatterie manualmente alle 02:00".

Lezioni e raccomandazioni

• Controllare l'headroom del trasformatore prima di specificare il conteggio del caricabatterie.Il limite massimo del sito e il design di condivisione dell'energia non costano nulla in più e hanno evitato un aggiornamento dell'utilità da 96.000 dollari. Il conteggio dei caricatori dovrebbe seguire lo studio del carico e non viceversa.
• Consolidare un protocollo aperto fin dal primo giorno.Tre portali di fornitori hanno creato punti ciechi nella spedizione. Il supporto OCPP 1.6J ha trasformato 16 unità in un'unica visualizzazione.
• Rendere gli standard di cavi e connettori un punto di accesso agli appalti.La conformità alle norme EN 50620 e IEC 62196 nei documenti di gara ha eliminato due fornitori i cui cavi CC avevano una durata flessibile più breve in climi freddi.
• Riflessione:l'operatore avrebbe avviato i lavori civili due settimane prima e avrebbe ordinato un kit di pezzi di ricambio per 12 mesi insieme ai caricabatterie. Un singolo cavo connettore sostitutivo ha impiegato nove giorni per arrivare nel primo inverno.

Gli operatori di flotte che valutano pile di ricarica CC da 60KW o 80KW possono rivedere la configurazione utilizzata in questo progetto suPila di ricarica CC Soutya 60KW 80KW.

Standard di settore a cui si fa riferimento

• EN50620:2017— Cavi elettrici per la ricarica di veicoli elettrici. Definisce flessibilità, resistenza agli agenti atmosferici, resistenza all'olio e marcatura della guaina per cavi di ricarica, con tensioni nominali di 450/750 V CA o 0,6/1 kV CC.CEN-CENELEC
• Serie IEC 62196— Spine, prese, connettori per veicoli e prese per veicoli per la ricarica conduttiva dei veicoli elettrici. La Parte 1 copre i requisiti generali, la Parte 2 copre le interfacce CA (Tipo 1/Tipo 2) e la Parte 3 copre le interfacce CC, inclusi CCS e CHAdeMO.Negozio web IEC