Capacidade, potência de saída, janelas de segurança do SOC, volume de reabastecimento e cenários operacionais adequados
À medida que os veículos de passageiros elétricos, as frotas comerciais e os equipamentos industriais elétricos continuam a expandir-se,O planeamento da infraestrutura de carregamento não é mais apenas uma questão de quantos carregadores de veículos eléctricos devem ser instalados.
No que diz respeito à assistência rodoviária, apoio em terra em aeroportos, parques de logística, canteiros de obras temporários, portos e carregamento de emergência da frota, os veículos podem não ser capazes de viajar para uma estação de carregamento fixa.Em outros casos, o local pode não ter capacidade de rede suficiente para suportar carregadores adicionais de alta potência.
É por isso que os sistemas de carregador móvel de veículos elétricos com armazenamento de energia integrado estão a tornar-se um complemento importante da infraestrutura de carregamento de veículos elétricos fixos convencionais.
No entanto, a diferença é mais complexa do que um carregador que pode se mover versus um carregador que não pode se mover.Um sistema móvel de armazenamento de energia também integra baterias, um sistema de gestão de baterias, gestão térmica, módulos de carga, comunicações e controles operacionais.
Do ponto de vista operacional, funciona mais como uma central de energia móvel despachável.
As empresas que comparam estas duas abordagens devem, portanto, olhar para além da potência nominal: capacidade de armazenamento, estado de carga utilizável, energia entregue por missão, tempo de reabastecimento,A rotatividade diária das missões e o tempo de inatividade dos veículos são igualmente importantes.
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Em um modelo convencional de carregamento fixo, o veículo deve viajar até uma plataforma de carregamento designada.
Um carregador fixo padrão normalmente não armazenará uma grande quantidade de electricidade.Número de conectores de carregamento e volume de circulação de vagas de estacionamento.
Um carregador móvel de veículos elétricos com armazenamento de energia integrado segue um modelo operacional diferente: ele armazena energia antecipadamente e transporta essa energia para o veículo ou área de operação quando necessário.O seu objectivo não é substituir todos os carregadores fixos, mas para resolver os requisitos de cobrança que a infra-estrutura fixa não pode facilmente atingir.
Um carregador de veículos elétricos fixo geralmente inclui uma entrada AC, módulos de conversão de energia, conectores de carregamento, medição, hardware de controle e um sistema de comunicação.
A sua potência pode ser limitada por:
O portfólio de carregamento fixo da Door Energy abrange diferentes requisitos de potência.Portas Energy C SeriesO sistema de carregamento de corrente contínua de 20 kW, 30 kW e 40 kW, enquanto o sistema de carregamento de corrente contínua deSérie D de portas de energiaabrange carregamento rápido de 60 kW, 80 kW, 120 kW e 160 kW DC.
Estes carregadores fixos são adequados para projetos em que a procura de carregamento é estável, os veículos podem viajar para baías dedicadas e um fornecimento elétrico contínuo está disponível.
ACarregador de energia móvel para veículos eléctricosPode combinar armazenamento de energia, monitorização BMS, gestão térmica, módulos de carregamento de CC, conectividade CCS1 ou CCS2, comunicações OCPP e controlo de equipamento inteligente numa única plataforma.
Uma missão típica pode seguir esta sequência:
Solicitação recebida -> Localização do veículo confirmada -> Unidade móvel despachada -> Conexão de carregamento estabelecida -> Energia entregue -> Unidade devolvida ou enviada para a próxima missão
Este modelo operacional aborda mais do que a velocidade de carregamento. Pode ajudar as empresas a gerir veículos encalhados, estações de carregamento insuficientes,calendários longos de atualização da rede e áreas de trabalho temporárias que mudam frequentemente.
| Comparação | Carregador de veículos eléctricos fixo | Sistema móvel de carga de armazenamento de energia | Significado operacional |
| Fonte de energia | Extrai eletricidade da rede em tempo real | Armazenar eletricidade antes de entregá-la sob demanda | A energia pode ser despachada para além de um ponto de ligação fixo |
| Armazenamento integrado | Normalmente não incluído | Inclui uma capacidade de bateria definida | Planeamento da capacidade torna-se essencial |
| Modelo de serviço | Viagem do veículo até ao carregador | Viagem do carregador até ao veículo ou área de funcionamento | O movimento do veículo e o tempo de inatividade podem ser reduzidos |
| Principais restrições | Capacidade da rede, estacionamentos e infraestruturas de distribuição | Energia utilizável, janela SOC e volume de negócios de reabastecimento | Os diferentes activos exigem diferentes KPI |
| Aplicações típicas | Casas, locais de trabalho, hotéis, estacionamentos públicos e depósitos de frotas | Serviços de salvamento rodoviário, aeroportos, portos, construção civil e apoio a emergências | A mobilidade é mais valiosa quando a procura é dispersa |
| Método de expansão | Adicionar carregadores e aumentar a capacidade de energia do local | Adicionar unidades móveis ou centros regionais de reabastecimento | A escala pode basear-se em missões em vez de baías |
Por conseguinte, a distinção básica pode ser resumida do seguinte modo: um carregador fixo para veículos eléctricos liga o veículo à rede, enquanto um sistema móvel de armazenamento de energia fornece energia utilizável ao veículo.
Os quilowatts-hora e quilowatts são frequentemente confundidos durante a selecção dos equipamentos, mas medem características completamente diferentes.
Um quilowatt-hora, ou kWh, representa a quantidade de energia que pode ser armazenada ou fornecida.representa a rapidez com que essa energia pode ser entregue em um momento específicoÉ comparável à taxa de fluxo através de um tubo.
Um carregador convencional fixo de 60 kW para veículos eléctricos de corrente contínua pode, em teoria, continuar a obter energia da rede enquanto a fonte de alimentação elétrica e o equipamento estiverem disponíveis.
Se funcionar a 60 kW durante duas horas, a sua potência teórica é de 120 kWh.O carregador não precisa armazenar essa eletricidade porque recebe um fornecimento contínuo da rede.
A principal questão de planeamento é, portanto, se a rede, o transformador e o sistema de distribuição do local podem sustentar a potência pretendida.
Para um carregador móvel de veículos elétricos com armazenamento de energia integrado, a potência de saída determina a rapidez com que a energia pode ser fornecida,Enquanto a capacidade de armazenamento determina quantas missões podem ser concluídas antes que a unidade deve voltar para reabastecimento.
Uma unidade de alta potência com capacidade de armazenamento insuficiente pode completar uma missão de carregamento rápido, mas não tem energia suficiente para vários trabalhos consecutivos.Uma unidade com uma bateria grande mas com potência de saída limitada pode suportar mais veículos, embora cada veículo pudesse permanecer ligado por mais tempo.
A selecção da carga móvel deve, portanto, responder a duas questões:
1Quantos quilowatts-hora cada veículo precisa?
2Com que rapidez essa energia deve ser entregue?
Para aplicações de alta procura, a Door Energy oferece umaSistema de recarga móvel de armazenamento de energia de 420 kWhque integra um armazenamento de grande capacidade com quatro conectores de carregamento e até 420 kW de potência combinada de CC.
A potência máxima é uma capacidade do sistema, e não uma garantia de que um veículo será carregado continuamente a 420 kW. A potência de carregamento real permanece sujeita à aceitação do veículo, SOC,temperatura da bateria, configurações de compatibilidade de tensão e distribuição de energia.
A capacidade nominal da bateria de um sistema de carregamento móvel não é a mesma que a energia que pode ser fornecida aos veículos durante cada ciclo de funcionamento.A energia utilizável real deve ter em conta a janela de funcionamento do SOC, perdas de conversão, consumo auxiliar e reservas de emergência.
Energia entregue = Capacidade nominal x Percentagem de SOC utilizável x Eficiência de ponta a ponta
Suponha que um sistema móvel tenha uma capacidade nominal de 200 kWh, um intervalo de funcionamento entre 10% e 90% SOC e uma eficiência estimada de entrega de ponta a ponta de 90%.
200 kWh x 80% x 90% = 144 kWh
Se for esperado que cada missão de assistência rodoviária produza 40 kWh, o sistema poderia, teoricamente, completar aproximadamente três missões, mantendo uma reserva operacional limitada.
Este é um cálculo ilustrativo e não uma garantia de desempenho universal.curvas de potência de carregamento e demanda de gestão térmica.
Quando se configura uma solução de carregador de veículos elétricos móveis Door Energy, o planeamento da capacidade deve, por conseguinte, considerar a energia por missão, o volume diário de missão,raio de funcionamento e janelas de reabastecimento disponíveis - não apenas a potência máxima impressa numa ficha de especificações.
Para sistemas móveis e carregadores fixos de veículos elétricos, a potência nominal do carregador não é necessariamente a potência recebida pelo veículo durante toda a sessão de carregamento.
Dependendo da configuração selecionada, as soluções do Door Energy Mobile EV Charger podem fornecer uma saída de corrente contínua de alta potência, com uma capacidade máxima do sistema que atinge 420kW.Este valor não significa que todos os veículos ligados possam carregar continuamente a 420 kW.
A potência de carga real é normalmente limitada pelo valor mais baixo aplicável entre:
Por exemplo, se um veículo aceitar um máximo de 100 kW de corrente contínua, conectá-lo a um sistema de maior potência não aumentará a sua taxa de carregamento para além do limite do veículo.
Além disso, quando o veículo se aproxima de um SOC elevado, o seu BMS reduz normalmente a potência de carregamento para gerir a temperatura da célula e a tensão eletroquímica.um carregador raramente mantém a sua potência nominal máxima durante toda uma sessão de 0-100% de carregamento.
| Fator de influência | Impacto sobre um carregador fixo de veículos eléctricos | Impacto sobre um sistema de carregamento móvel |
| Limite de aceitação do veículo | Limita a velocidade de carregamento real | Limita a velocidade de carregamento real |
| SOC do veículo | A potência de carregamento geralmente diminui em SOC elevado | A mesma curva de carga deve ser seguida |
| Capacidade da rede | Pode restringir diretamente a saída do carregador | Menos relevante durante a entrega de energia |
| Unidade móvel SOC | Geralmente não aplicável | Pode afetar a potência disponível e as missões subsequentes |
| Temperatura ambiente | Afeta o carregador e o arrefecimento do veículo | Afeta tanto a bateria de armazenamento como a bateria do veículo |
| Conectores múltiplos | Requer a distribuição da potência total do local | Requer tanto a distribuição de energia como a alocação de energia armazenada |
No que respeita à assistência rodoviária, às operações aeroportuárias, aos portos e à construção, o objetivo da cobrança não é sempre o de levar um veículo a 100% de SOC.
Um veículo de passageiros encalhado pode precisar apenas de energia suficiente para chegar à estação de carregamento mais próxima com segurança.- Sim, também., um veículo de logística pode precisar de um breve reabastecimento antes de iniciar outra rota.
Nestas situações, a alta potência cria valor aumentando a quantidade de energia útil fornecida por minuto.
Por conseguinte, a Door Energy apoia uma abordagem de carregamento baseada na missão.Ajudando a reduzir o tempo de ligação e a aumentar o número de missões que uma unidade móvel pode realizar diariamente.
SOC, ou Estado de Carga, descreve a quantidade de energia restante numa bateria em percentagem da sua capacidade total.
Com um carregador fixo, o operador monitora principalmente o SOC do veículo a carregar.O SOC da bateria interna da unidade móvel e o SOC do veículo que recebe energia.
A utilização repetida de um sistema de carga móvel próximo de 0% pode criar vários problemas práticos:
Da mesma forma, manter a bateria perto de 100% por longos períodos pode contribuir para o estresse do envelhecimento do calendário.Um sistema móvel deve, portanto, operar dentro de uma janela SOC definida em vez de seguir uma janela sempre cheia.É uma estratégia sempre vazia.
Diferentes aplicações exigem diferentes estratégias de reserva.
| Aplicação | Prioridade da estratégia do SOC | Razão principal |
| Assistência rodoviária | Manter uma reserva de emergência relativamente elevada | A localização e a necessidade de energia da próxima chamada podem ser imprevisíveis |
| Depósito fixo da frota | Use uma janela de operação mais previsível | Números de veículos, rotas e turnos são mais fáceis de prever |
| Apoio em terra aeroportuário | Energia de reserva para equipamentos críticos | Os horários de voo tornam os atrasos operacionais dispendiosos |
| Localização da construção | Contabilidade de cargas pesadas e mudança de localização | As áreas de trabalho podem mudar à medida que o projeto se desenvolve |
| Operação portuária ou mineira | Coordenação do SOC com turnos e cargas de alta potência | Os veículos geralmente operam continuamente durante longos períodos |
| Resposta às catástrofes | Manter uma reserva conservadora | Disponibilidade da rede e reabastecimento futuro podem ser incertos |
Os sistemas Door Energy utilizam monitoramento BMS, gestão térmica e lógica de controlo para rastrear tensão, corrente, temperatura e SOC.Os operadores podem estabelecer limiares de alerta precoce, SOC de expedição mínima e condições de devolução automática.
A comunicação OCPP pode também suportar registos de sessões de carregamento, relatórios de estado do equipamento, dados de energia fornecida e monitorização de falhas.Estas funções fornecem uma base de dados operacionais para decisões de expedição e manutenção.
Um intervalo entre 10% e 90% pode ser útil para cálculos preliminares, mas não deve ser tratado como uma definição universal.
A janela SOC correta depende da química da bateria, da temperatura ambiente, das taxas de carga e descarga, da frequência de funcionamento, da estratégia de garantia e dos requisitos de fiabilidade da missão.ambientes de alta temperatura, uma potência de saída contínua elevada e um ciclo diário frequente podem exigir controles mais conservadores.
Por conseguinte, a Door Energy trata a janela SOC como um parâmetro operacional e não apenas como um número numa especificação técnica.Uma gestão eficaz dos SOC cria um equilíbrio entre a energia utilizável por ciclo, duração da bateria e fiabilidade da missão.
A eficiência de um carregador móvel de veículos elétricos não pode ser avaliada apenas pelo número de minutos de carregamento de um veículo.
Request received -> Location and vehicle confirmed -> Unit dispatched -> Connection established -> Energy delivered -> Connection removed -> Unit returned or sent to the next mission -> Mobile battery replenished
Um cálculo simplificado da capacidade diária de missão é:
Missões diárias = Tempo de operação diário efetivo / Tempo total de missão
O tempo total da missão inclui viagens, ligação, carregamento, transição de tarefas e qualquer reabastecimento necessário.
As principais limitações operacionais da infraestrutura de cobrança fixa podem incluir:
As principais limitações para uma unidade móvel são diferentes:
Dependendo da potência de entrada, do SOC remanescente, da temperatura e da configuração final do sistema,Um carregador de veículos elétricos móveis Door Energy pode ser recarregado em aproximadamente uma hora através de uma fonte de CC adequada ou aproximadamente duas horas através de uma caixa de alimentação AC compatível.
Estes tempos devem ser tratados como estimativas dependentes da configuração e não como garantias universais.Se a próxima tarefa requer apenas uma quantidade limitada de energia, a reposição parcial prevista pode reduzir o tempo de inatividade e melhorar a utilização dos activos.
A Door Energy recomenda registar pelo menos as seguintes informações:
Estes indicadores ajudam as empresas a identificar se a restrição real é a capacidade de armazenamento, a potência de carregamento, o encaminhamento, a programação ou a infra-estrutura de reabastecimento.Os operadores podem concluir incorretamente que a solução consiste simplesmente em comprar uma unidade maior.
Os sistemas de carregamento de veículos elétricos fixos e os sistemas de carregamento de veículos elétricos móveis têm limites de funcionamento diferentes.Mas construir uma arquitetura de carregamento híbrida.
A cobrança fixa é geralmente mais adequada quando:
As casas, escritórios, hotéis, estacionamentos comerciais e depósitos de frotas convencionais são aplicações típicas de carregamento fixo.Carregadores da série C ou da série D em função do tempo de permanência, energia necessária e volume de negócios esperado do veículo.
O carregamento móvel é mais adequado quando:
A resposta convencional a um veículo elétrico com uma bateria esgotada é muitas vezes rebocá-lo para uma estação de carregamento.Carregador de energia móvel para veículos eléctricosPodem viajar directamente para o veículo encalhado e fornecer a energia necessária através de uma ligação CCS1 ou CCS2.
Em vez de carregar completamente o veículo à beira da estrada, o sistema pode fornecer energia suficiente para que o veículo chegue a um carregador fixo adequado.ocupação da estrada e tempo de espera do condutor.
Os veículos de entrega, os táxis, os veículos alugados e as frotas de empresas podem sofrer escassez de energia inesperada causada por extensões de rotas, alterações de horários ou períodos de carregamento perdidos.
O carregamento móvel Door Energy pode funcionar como uma reserva de energia de emergência num depósito da frota,permitindo que um veículo receba energia suficiente para o seu próximo turno sem ocupar um carregador fixo durante um período prolongado.
Os autocarros elétricos de passageiros, os tractores de bagagem, os tractores de reboque e outros equipamentos de apoio ao solo dos aeroportos operam em várias áreas.
A exigência de que cada unidade volte a uma estação central de carregamento pode aumentar a pressão desnecessária de viagem e de programação.zonas de manutenção ou zonas de espera temporárias.
Os locais de carregamento num canteiro de obras podem mudar à medida que o projecto se desenvolve, enquanto uma grande ligação à rede pode exigir um longo período de aprovação e instalação.
Um carregador móvel de veículos elétricos pode fornecer veículos elétricos e máquinas de construção.
Se todos os veículos tiverem de regressar a uma estação fixa de carregamento, podem desenvolver-se filas concentradas.
O carregamento móvel pode fornecer uma distribuição de energia perto das zonas operacionais e apoiar carregadores fixos durante os períodos de pico.
Para grandes frotas e locais complexos, os carregadores fixos de veículos elétricos podem gerir carregamentos noturnos previsíveis e cargas de base de rotina.zonas de exploração remotas, projectos temporários e apoio ao pico da procura.
Esta combinação pode ajudar as empresas a evitarem o excesso de infraestrutura de recarga fixa apenas para cobrir picos ocasionais da procura, mantendo simultaneamente a flexibilidade de responder a missões inesperadas.
A selecção de um carregador móvel de veículos eléctricos com armazenamento de energia integrado deve envolver mais do que pedir a potência máxima disponível.Requisitos de energia e segurança.
As empresas devem documentar o tipo de veículo, a capacidade da bateria, o conector de carregamento, a potência máxima de carregamento aceita, a distância diária de funcionamento, o SOC típico de chegada e o tempo máximo de inatividade admissível.
Um operador de assistência rodoviária deve também analisar o raio de serviço, o tempo de resposta esperado e a energia alvo por missão de salvamento.Os portos e os operadores de logística devem mapear a procura de veículos em função dos turnos e das janelas operacionais.
Multiplicar a energia esperada por missão pelo número planeado de missões consecutivas e adicionar uma reserva operacional adequada.O cálculo deve utilizar a energia entregue em vez da capacidade nominal da bateria.
Se forem necessárias várias atribuições durante um turno, o operador deve também determinar se é possível uma reposição parcial entre as missões.
Se a maioria dos veículos-alvo aceitar apenas 60-100 kW, a escolha do carregador de potência mais elevado possível pode não reduzir significativamente o tempo de ligação.
No entanto, as configurações de alta potência podem proporcionar um maior valor para veículos comerciais pesados, máquinas de construção elétricas e aplicações críticas em termos de tempo que exigem grandes quantidades de energia.Porta Energia pode combinar módulos de carregamento para plataformas de voltagem do veículo, os requisitos dos conectores CCS e as curvas de carga esperadas.
A estratégia operacional deve definir o SOC mínimo exigido antes da expedição, a reserva de emergência mínima, a energia máxima atribuída a uma missão, a energia reservada para pedidos de alta prioridade,Condições de retorno à base e regras de redução de potência para temperaturas anormais ou condições de falha.
Usando o OCPP e ferramentas de gestão relacionadas, os operadores podem rever o estado do carregador, registos de carregamento, entrega de energia e informações de falha.Estes dados podem ser utilizados para otimizar a ordem da missão, rotas e horários de reabastecimento.
A Door Energy também aplica uma abordagem de projeto modular ao carregamento e aos componentes elétricos.A manutenção modular pode reduzir o tempo de resolução de problemas e limitar o impacto das falhas de componentes individuais na disponibilidade geral do serviço.
As empresas que adotam a recarga móvel pela primeira vez podem começar com um depósito, uma frota ou uma aplicação claramente definida.Energia fornecida por missão, utilização da unidade móvel, frequência de reabastecimento, redução do reboque e redução do tempo de espera e inatividade dos veículos.
Uma vez que os dados demonstram valor operacional, a empresa pode decidir se deve adicionar mais unidades, expandir o raio de serviço ou ajustar a configuração de armazenamento e energia.
Energia da portaPode utilizar dados pilotos para refinar a capacidade, a potência de carregamento, a configuração dos conectores, as configurações do SOC e os fluxos de trabalho operacionais para a próxima fase de implantação.
A1: Geralmente não, e a substituição completa raramente é necessária. Os carregadores fixos são mais adequados para carregamento estável, frequente e previsível. Os sistemas móveis são mais adequados para assistência na estrada,A utilização de sistemas de carregamento de emergência, áreas de operação remotas, projectos temporários e apoio em períodos de pico é frequentemente mais eficaz se combinados.
R2: Não necessariamente. Uma maior capacidade pode suportar mais missões, mas também pode aumentar o tamanho do equipamento, o custo de aquisição e o tempo de reposição.A capacidade deve ser calculada a partir da energia por missão, volume de missões diárias, distância percorrida e períodos de reabastecimento disponíveis.
A: Não. A figura representa a capacidade máxima de saída de corrente contínua de uma configuração de sistema específica. A potência de carregamento real depende dos limites de aceitação do veículo, SOC, temperatura da bateria,compatibilidade de tensão, status de comunicação e configurações de distribuição de energia.
A4: O sistema deve manter uma reserva de segurança SOC. A energia é também consumida pela conversão de potência, gestão térmica, sistemas de controlo e equipamentos auxiliares.Os cálculos do projecto devem, por conseguinte, utilizar a energia estimada a entregar em vez da capacidade nominal da bateria.
A: O CCS2 suporta a ligação física e a comunicação de carregamento entre o sistema e os veículos compatíveis e é amplamente utilizado na Europa.OCPP suporta a comunicação entre equipamento de carregamento e uma plataforma de gestão, permitindo funções tais como monitorização do estado, registos de carregamento, gestão remota e notificação de falhas.Energia da portaPode também fornecer configurações CCS1 para projectos que servem outros mercados.
A6: A recarga móvel deve ser avaliada quando os veículos sofrem periodicamente paralisações relacionadas com a bateria, não podem viajar para uma estação de recarga fixa ou operar em locais com capacidade limitada da rede,zonas de carga insuficientes ou áreas de trabalho amplamente distribuídasA avaliação financeira deve ter em conta os custos de reboque, espera, filas, tempo de trabalho perdido e de modernização da rede.
Os carregadores fixos de veículos elétricos e os sistemas móveis de armazenamento de energia resolvem diferentes problemas de infraestrutura.
Um carregador fixo utiliza uma ligação estável à rede e um espaço de estacionamento dedicado para atender a uma procura de carregamento previsível a longo prazo.Um sistema móvel utiliza a capacidade de armazenamento e despacho de energia para fornecer eletricidade diretamente a veículos e equipamentos no campo.
A comparação deve, portanto, ir além da potência máxima. A capacidade determina a quantidade de energia que o sistema móvel pode transportar. A potência de saída determina a rapidez com que essa energia pode ser entregue.A janela SOC determina a capacidade utilizávelA rotação de reabastecimento determina a capacidade de serviço diária. Finalmente, o tipo de missão e o custo do tempo de inatividade do veículo determinam se a mobilidade cria valor comercial.
A Door Energy trata cada carregador móvel de veículos elétricos como um ativo de energia despachável, em vez de simplesmente um carregador de veículos elétricos com uma bateria integrada.Comunicações OCPP, monitorização do BMS, gestão térmica e manutenção modular, a Door Energy pode apoiar a assistência rodoviária, frotas, aeroportos, canteiros de obras, portos, minas e aplicações de resposta a emergências.
Para muitas organizações, a estratégia mais prática não é uma escolha absoluta entre carregamento fixo e móvel.enquanto os sistemas móveis de carga de armazenamento de energia da Door Energy cobrem emergências, picos de procura, veículos distribuídos e zonas que a rede não pode facilmente atingir.
Apenas se avaliarem conjuntamente a capacidade, a potência, o SOC e a rotatividade da missão, a infraestrutura de carregamento poderá realmente melhorar a eficiência operacional, em vez de apenas aumentar o número de carregadores instalados.