Whatsapp
Magazyny flotowe, stacje w korytarzach autostrad i miejskie węzły ładowania stoją przed tym samym podstawowym ograniczeniem: dostępność połączeń z lokalną siecią jest ograniczona, a zapotrzebowanie na szybkie ładowanie stale rośnie. Wielofunkcyjne ładowarki prądu stałego stanowią bezpośrednią odpowiedź na to ograniczenie. Zamiast instalować kilka niezależnych szybkich ładowarek prądu stałego, z których każda wymaga własnej szafy konwersji mocy, zabezpieczenia obwodu i awarii sieci, system obejmujący wiele pistoletów centralizuje konwersję mocy i rozdziela moc wyjściową prądu stałego do wielu dystrybutorów. Architektura ta zmniejsza powierzchnię, obniża koszty instalacji i umożliwia bardziej inteligentne wykorzystanie dostępnej wydajności sieci.
AMPPALskoncentrował swoje wysiłki inżynieryjne na budowaniu platform wielodziałowych, które będą łatwe w obsłudze, proste w integracji i wystarczająco elastyczne, aby obsługiwać mieszane floty pojazdów elektrycznych. Poniższy przegląd techniczny wyjaśnia podstawowe parametry, zakres modeli, logikę zarządzania energią, opcje złączy i typowe pytania operatorów.
Konwencjonalna szybka ładowarka prądu stałego ma jedną szafę zasilającą i jeden dystrybutor z jednym lub dwoma kablami, które obsługują jedno miejsce parkingowe. Ładowarka prądu stałego z wieloma pistoletami wykorzystuje jedną centralną szafę zasilającą i wiele zdalnych lub zintegrowanych dystrybutorów, każdy z własnym złączem ładowania. Szafka centralna zawiera moduły mocy, które można ustawiać jeden na drugim, które przekształcają energię z sieci prądu przemiennego na prąd stały. Następnie system kieruje prąd stały do dowolnego używanego dystrybutora. Oznacza to, że w jednym miejscu można obsługiwać dwa, trzy lub cztery pojazdy jednocześnie, bez duplikowania całego łańcucha konwersji mocy.
W przypadku operatorów pobierających opłaty różnica pojawia się w nakładach inwestycyjnych i kosztach operacyjnych. Mniej szaf oznacza mniej pracy betonowej, mniej wykopów, mniej połączeń rozdzielnic i mniej punktów awarii. Moduły zasilania wewnątrz szafy można dzielić na złącza, więc gdy jeden pojazd zmniejsza prędkość ładowania, zwolniona pojemność jest ponownie przydzielana do innego złącza. Takie dynamiczne wykorzystanie jest trudne do osiągnięcia w przypadku całkowicie niezależnych ładowarek.
Arkusz specyfikacji ładowarki prądu stałego do wielu pistoletów należy czytać jako dokument na poziomie systemu, a nie tylko parametry pojedynczej ładowarki. AMPPAL publikuje następujące parametry swojego obecnego asortymentu broni wielodziałowej. Wartości dotyczą konfiguracji standardowych; wymagania sieci regionalnej mogą mieć wpływ na napięcie wejściowe i częstotliwość.
Parametry te odzwierciedlają cały system, a nie pojedynczy port ładowania. Operatorzy powinni zwrócić szczególną uwagę na zakres napięcia wyjściowego i ograniczenia prądu, ponieważ wartości te określają rzeczywistą prędkość sesji dla różnych modeli pojazdów elektrycznych.
Linia produktów AMPPAL jest zorganizowana według maksymalnej wydajności szafki i liczby podłączonych dystrybutorów. Poniższa tabela podsumowuje konfiguracje standardowe. Do zastosowań w dużych flotach dostępne są niestandardowe zestawy pistoletów i typy złączy.
| Model | Maksymalna moc wyjściowa | Liczba broni | Prąd ciągły na pistolet | Napięcie wejściowe | Ocena obudowy | Wymiary (szer.×gł.×wys.) | Temperatura pracy |
| MG30-2 | 60 kW | 2 | 150 A | 480 V AC / 400 V AC | IP55/IP54 | 700×600×1850 mm | -30°C do 55°C |
| MG60-3 | 120 kW | 3 | 200 A | 480 V AC / 400 V AC | IP55/IP54 | 800×700×1950 mm | -30°C do 55°C |
| MG120-4 | 240 kW | 4 | 250 A | 480 V AC / 400 V AC | IP55/IP54 | 1200×800×2000 mm | -35°C do 60°C |
| MG180-4 | 360 kW | 4 | 500 A z chłodzeniem cieczą | 480 V AC / 400 V AC | Opcjonalnie IP55 / IP65 | 1400×900×2100 mm | -35°C do 60°C |
Każdy model wykorzystuje ten sam modułowy stopień mocy, więc szafę o mocy 120 kW można zmodernizować w terenie, instalując dodatkowe moduły o mocy 30 kW lub 40 kW. Ta modułowość upraszcza również magazynowanie części zamiennych dla operatorów zarządzających wieloma lokalizacjami AMPPAL.
Najważniejszą funkcją oprogramowania ładowarki prądu stałego z wieloma pistoletami jest dynamiczne dzielenie mocy. Stały podział mocy powoduje równy podział mocy szafy pomiędzy złączami, co powoduje marnowanie pojemności, gdy jeden lub więcej pojazdów zmniejsza szybkość ładowania. Dynamiczny podział mocy stale odczytuje żądane napięcie i prąd każdego pojazdu, a następnie ponownie przydziela dostępną moc prądu stałego w czasie rzeczywistym.
W systemie AMPPAL sterownik centralny próbkuje każdy podłączony pojazd w odstępach 100 ms. Jeśli pojazd przejdzie w tryb stałego napięcia i zacznie zmniejszać pobór prądu, kontroler udostępni niewykorzystaną moc innym aktywnym sesjom. Jest to szczególnie cenne w magazynach flotowych, gdzie ładują się obok siebie różne modele pojazdów elektrycznych o różnych napięciach akumulatorów. AMPPAL MG120-4 o mocy 240 kW może dostarczyć pełne 240 kW do jednego złącza, gdy pozostałe trzy są bezczynne, lub inteligentnie podzielić je na cztery pojazdy w miarę zmiany zapotrzebowania.
System obsługuje również zaplanowane limity mocy i integrację odpowiedzi na zapotrzebowanie. Operatorzy mogą ograniczyć całkowitą moc obiektu w okresach szczytowych stawek za media lub pozwolić ładowarce na automatyczne zmniejszanie obciążenia, gdy system zarządzania budynkiem wyśle sygnał odpowiedzi na zapotrzebowanie. Ta funkcja pomaga uniknąć kosztownych opłat za żądanie i utrzymuje miejsce ładowania w granicach połączeń z siecią.
Ładowarki prądu stałego z wieloma pistoletami są tak przydatne, jak ich zestaw złączy. AMPPAL produkuje każdy pistolet na zamówienie ze złączami CCS1, CCS2, CHAdeMO lub GB/T. W Ameryce Północnej najpopularniejszą konfiguracją jest CCS1 dla pojazdów lekkich oraz opcjonalne CHAdeMO dla starszych modeli. Operatorzy w Europie i regionie Azji i Pacyfiku często wybierają wyłącznie CCS2 lub połączenie CCS2 i CHAdeMO. Konfiguracje GB/T są dostępne dla rynków, które ich wymagają.
Chłodzenie kabli stało się kluczową zmienną, ponieważ producenci samochodów podnoszą napięcie pakietu do 800 V, a prędkość ładowania do 350 kW. Kable chłodzone powietrzem są lżejsze i prostsze w utrzymaniu, ale stają się grube i ciężkie przy obciążeniu ciągłym przekraczającym 200 A. Zespoły kabli chłodzone cieczą pozwalają na prąd ciągły do 500 A, zachowując jednocześnie odpowiednią średnicę kabla. AMPPAL oferuje dozowniki chłodzone cieczą w modelu MG180-4 oraz jako opcjonalną aktualizację w modelach o niższej mocy, w których problemem jest zapewnienie przyszłości.
Każdy dozownik jest dostępny ze zintegrowanym systemem zarządzania kablami, obejmującym zwijane zawieszenie linki lub mocowanie na ramieniu wahadłowym. Zmniejsza to zużycie kabla i zapewnia kierowcom wolną przestrzeń do ładowania.
Sieci ładowania wymagają niezawodnej komunikacji pomiędzy ładowarką a centralnym systemem zarządzania. Ładowarki prądu stałego AMPPAL z wieloma pistoletami obsługują protokoły OCPP 1.6J i OCPP 2.0.1, co oznacza, że można je podłączyć do większości głównych platform zarządzania siecią ładowania bez niestandardowego oprogramowania pośredniczącego. OCPP 2.0.1 dodaje ulepszone profile bezpieczeństwa, inteligentne polecenia ładowania i obsługę danych transakcyjnych, co ułatwia zarządzanie dużymi flotami.
Ładowarki obsługują także protokół Modbus TCP umożliwiający integrację z lokalnymi systemami zarządzania energią. W magazynie, w którym wspólnie zarządza się wytwarzaniem energii słonecznej, magazynowaniem akumulatorów i obciążeniem budynku, Modbus umożliwia ładowarce otrzymywanie zadanych wartości mocy w czasie rzeczywistym od sterownika obiektu. System może zmniejszyć moc, gdy produkcja energii słonecznej spadnie lub gdy akumulator rozładuje się do zaprogramowanego limitu. Taki poziom integracji jest trudny do osiągnięcia w przypadku ładowarek, które udostępniają jedynie OCPP i nie mają protokołu lokalnego.
Sprzęt do szybkiego ładowania prądem stałym działa przy wysokim napięciu i dużym natężeniu prądu, więc zgodność z wymogami bezpieczeństwa nie podlega negocjacjom. Wielofunkcyjne ładowarki prądu stałego AMPPAL posiadają certyfikaty UL 2202 i UL 2594 dla rynku północnoamerykańskiego, CSA C22.2 nr 346 dla Kanady oraz oznakowanie CE zgodnie z normami IEC 61851-1 i IEC 61851-23 dla Europy. Ścieżka zgodności z normą ISO 15118 umożliwia uwierzytelnianie typu „podłącz i ładuj”, co zmniejsza liczbę kroków, jakie musi wykonać kierowca, aby rozpocząć sesję.
Obudowy są przeznaczone do montażu na zewnątrz w zmiennym klimacie. Stopień ochrony IP55 szafy zasilającej chroni przed kurzem i strumieniami wody pod niskim ciśnieniem z dowolnego kierunku. Opcjonalne dozowniki IP65 zapewniają dodatkową ochronę w obszarach przybrzeżnych, gdzie często występuje mgła solna. Zakres temperatur roboczych od -35°C do 60°C pokrywa większość scenariuszy wdrożeń, a logika sterowania grzałką i wentylatorem zapobiega kondensacji wewnątrz obudowy podczas szybkich zmian temperatury.
Magazyny flotowe najlepiej pasują do architektury wielodziałowej. Samochody dostawcze, autobusy szkolne i pojazdy służb komunalnych często wracają do magazynu o podobnej porze i wymagają szybkiej naprawy. System z czterema pistoletami umożliwia ładowanie wielu pojazdów w ciągu nocy lub podczas krótkiego postoju bez konieczności posiadania własnej szafy z pełnym zasilaniem na każdym stanowisku parkingowym. Centralny kontroler może także ustalać priorytety dla określonych pojazdów na podstawie rozkładów jazdy.
Publiczne korytarze szybkiego ładowania korzystają z tego samego sprzętu. Przystanki postojowe i stacje paliw na autostradzie często mają ograniczoną pojemność elektryczną. Szafka o mocy 360 kW zasilająca cztery dystrybutory oznacza, że czterech kierowców może natychmiast rozpocząć ładowanie, nawet jeśli całkowita moc w obiekcie jest niższa niż suma wymagana przez cztery niezależne ładowarki. Oprogramowanie do dynamicznego podziału mocy zapobiega długim kolejkom i poprawia ogólne wrażenia kierowców, którzy przybywają z różnymi stanami naładowania.
Miejsca pracy i punkty sprzedaży detalicznej mogą wykorzystywać mniejsze systemy z wieloma pistoletami, aby zapewnić szybkie ładowanie prądem stałym bez kosztów instalowania pełnowymiarowej stacji publicznej. AMPPAL MG30-2 może obsługiwać dwa miejsca parkingowe, utrzymując koszty instalacji na rozsądnym poziomie dla właścicieli nieruchomości. Ponieważ system ma charakter modułowy, właściciel może później zwiększyć pojemność w miarę wzrostu liczby pracowników korzystających z pojazdów elektrycznych.
Instalacja ładowarki prądu stałego z wieloma pistoletami wymaga więcej planowania niż jednostki z jednym portem, ale całkowity koszt miejsca jest często niższy w przeliczeniu na stanowisko ładowania. Centralną szafę zasilającą należy umieścić jak najbliżej głównej rozdzielnicy, aby zmniejszyć koszt zasilacza prądu przemiennego. Dozowniki można instalować w odległości do 50 m od szafy za pomocą kabli zasilających prądu stałego, w zależności od rozmiaru kabla i obliczeń spadków napięcia. AMPPAL zapewnia narzędzie do planowania terenu, które oblicza przekrój kabla, głębokość rowu i obniżenie parametrów termicznych w oparciu o oczekiwany profil obciążenia.
Każde miejsce parkingowe powinno mieć podkładkę betonową lub nawierzchnię asfaltową dostosowaną do ciężaru dystrybutora i systemu zarządzania kablami. Aby zapobiec uderzeniu pojazdu, zaleca się użycie słupków lub ograniczników kół. Szafa wymaga minimalnego prześwitu wynoszącego 800 mm ze wszystkich stron dostępu serwisowego i 1000 mm przed drzwiami. Jednostki są przeznaczone do wprowadzenia kabli od dołu lub od tyłu, co pozwala ukryć przewody i zmniejszyć ryzyko potknięcia.
AMPPALŁadowarki prądu stałego z wieloma pistoletami są zbudowane z paneli serwisowych dostępnych od przodu i modułowych modułów zasilania, które może wymienić jeden technik przy użyciu standardowych narzędzi. Najczęstsze elementy konserwacji to wymiana filtra powietrza, kontrola kabla, kontrola zużycia styków złącza i aktualizacje oprogramowania sprzętowego. Układy chłodzone cieczą wymagają kontroli poziomu płynu chłodzącego i pompy w odstępach czasu zalecanych w instrukcji serwisowej.
Kontroler ładowarki rejestruje lokalnie wszystkie zdarzenia awaryjne, dane dotyczące temperatury i wskaźniki dostawy energii, a następnie może przekazać je do systemu zarządzania siecią. Dane te pomagają zespołom konserwacyjnym zdalnie diagnozować problemy przed wysłaniem technika. Większość usterek można usunąć zdalnie za pomocą poleceń OCPP lub poprzez ponowne uruchomienie pojedynczego modułu zasilania, co skraca czas przestoju obiektu.
P: Czy dwa lub więcej pojazdów można ładować jednocześnie z pełną prędkością za pomocą jednej ładowarki prądu stałego AMPPAL z wieloma pistoletami?
Odp.: To zależy od parametrów szafki i żądań ładowania pojazdów. System może dostarczyć maksymalną moc do jednego pistoletu, gdy pozostałe są bezczynne. Gdy podłączonych jest wiele pojazdów, dostępna moc jest dzielona dynamicznie. Na przykład model o mocy 240 kW może ładować jeden pojazd mocą 240 kW, dwa pojazdy mocą 120 kW każdy lub cztery pojazdy mocą 60 kW każdy, jeśli wszystkie wymagają tej samej mocy. Jeżeli moc jednego pojazdu spadnie do 40 kW, sterownik natychmiast przydziela uwolnione 20 kW innej aktywnej sesji. Oznacza to, że pojazdy rzadko ładują się do maksymalnego poziomu, gdy szafka jest w pełni zajęta, ale obiekt jako całość wykorzystuje pojemność sieci znacznie wydajniej niż niezależne ładowarki.
P: Jaka jest różnica między dynamicznym podziałem mocy a stałym podziałem mocy?
Odp.: Stały podział mocy pozwala równomiernie podzielić pojemność szafy na złącza, niezależnie od tego, czy każdy pojazd może z niej korzystać. Dynamiczny podział mocy mierzy w czasie rzeczywistym zapotrzebowanie każdego pojazdu i napięcie akumulatora, a następnie odpowiednio rozdziela pojemność. W systemie AMPPAL sterownik próbkuje każdy podłączony pojazd w odstępach 100 ms. Jeśli pojazd zmniejszy pobór prądu w fazie stałego napięcia, pojemność ta zostanie przeniesiona do innego złącza. Dynamiczne udostępnianie to jedyne podejście, które maksymalizuje wykorzystanie złącza i skraca średni czas sesji bez konieczności stosowania większego połączenia z siecią.
P: Czy ładowarki prądu stałego AMPPAL z wieloma pistoletami są kompatybilne zarówno z pojazdami elektrycznymi o napięciu 400 V, jak i 800 V?
O: Tak. Wszystkie modele ładowarek prądu stałego AMPPAL z wieloma pistoletami generują napięcie w zakresie 150–1000 VDC. Ładowarka automatycznie wykrywa napięcie akumulatora pojazdu i dostosowuje do niego moc wyjściową prądu stałego. Oznacza to, że Tesla Model 3 o napięciu 400 V i Hyundai Ioniq 5 o napięciu 800 V mogą ładować się na tym samym urządzeniu, na różnych pistoletach, w tym samym czasie. System nie wymaga zewnętrznego boostera ani oddzielnych modułów ładujących dla platform wysokiego napięcia.
P: Ile dystrybutorów można podłączyć do jednej centralnej szafy zasilającej AMPPAL?
Odp.: Konfiguracje standardowe obsługują dwa, trzy lub cztery pistolety dozujące na szafkę. MG30-2 i MG60-3 są przeznaczone do kompaktowych obiektów z dwoma lub trzema miejscami parkingowymi. MG120-4 i MG180-4 obsługują cztery działa i są przeznaczone do większych magazynów lub publicznych węzłów szybkiego ładowania. Tam, gdzie potrzebne są dodatkowe wnęki, wiele szaf centralnych może dzielić wspólną szynę DC lub być zarządzane jako grupa przez tego samego kontrolera obiektu. AMPPAL oferuje również opcje dystrybutorów satelitarnych, które wydłużają zatoki ładowania dalej od szafy zasilającej w układach typu drive-thru.
P: Jakiej konserwacji wymaga ładowarka prądu stałego z wieloma pistoletami?
Odp.: Większość wielogunowych ładowarek prądu stałego AMPPAL wymaga czterech rutynowych czynności serwisowych: czyszczenia lub wymiany filtra powietrza co sześć do dwunastu miesięcy, w zależności od narażenia na kurz, wizualnej kontroli kabli i złączy co trzy miesiące, aktualizacji oprogramowania sprzętowego po wydaniu oraz corocznej kontroli momentu obrotowego na zakończeniach elektrycznych. Modele chłodzone cieczą uzupełniają poziom płynu chłodzącego i sprawdzają pompę co najmniej dwa razy w roku. System w sposób ciągły rejestruje dane dotyczące temperatury i usterek, dzięki czemu wiele problemów można zdiagnozować zdalnie przed wysłaniem technika. Ponieważ moduły zasilania można wymieniać podczas pracy, wymiana modułów zajmuje zwykle mniej niż 30 minut i nie wymaga wyłączania innych pistoletów.
P: Czy można zwiększyć pojemność ładowania po zainstalowaniu systemu?
O: Tak. Wielofunkcyjne ładowarki prądu stałego AMPPAL wykorzystują modułowy stopień mocy, więc szafę o mocy 60 kW można rozbudować do 120 kW, szafę o mocy 120 kW do 240 kW, a szafę o mocy 240 kW do 360 kW, dodając moduły mocy. Aktualizacja w terenie wymaga interwencji technika serwisowego i aktualizacji oprogramowania sprzętowego. W niektórych przypadkach należy zwiększyć rozmiar zasilacza prądu przemiennego i zabezpieczenia obwodu, aby zapewnić większą moc, dlatego modernizację należy zaplanować zgodnie z pierwotnym projektem elektrycznym obiektu. Architektura modułowa chroni początkową inwestycję i umożliwia operatorom skalowanie wydajności ładowania w miarę wzrostu ruchu pojazdów elektrycznych.
