مشغل الأسطول يقطع وقت توقف الشحن بنسبة 42% باستخدام أكوام الشحن بقدرة 60 كيلو وات و80 كيلو وات بالتيار المستمر

قام مشغل أسطول كهربائي إقليمي باستبدال إعداد شحن التيار المتردد الفاشل بـ 16 كومة شحن Soutya بقدرة 60 كيلو وات و80 كيلو وات بالتيار المستمر. وانخفض وقت الشحن لكل مركبة من 9.2 ساعة إلى 55 دقيقة، وارتفع وقت تشغيل الشاحن إلى 99.1%، وانخفض العمل الإضافي المرتبط بالشحن بمقدار 99000 دولار سنويًا.

خلفية العملاء

يدير العميل عملية توصيل تجارية ومكوكية من ثلاثة مستودعات في الغرب الأوسط الأمريكي. يغطي الأسطول 110 مركبة: 96 شاحنة شحن كهربائية مزودة ببطاريات بقدرة 60 إلى 75 كيلووات في الساعة و14 حافلة مكوكية كهربائية بقدرة 210 كيلووات في الساعة. يعمل ما يقرب من 240 سائقًا على نوبتين، ويخدم المستودع الرئيسي دائرة نصف قطرها 180 ميلًا مع رحلات مغادرة مجدولة في الساعة 05:00 و14:00.

أضاف عقدان جديدان لتوزيع التجزئة مسارات ليلية في أوائل عام 2023، مما أدى إلى زيادة عدد الأميال اليومية لكل شاحنة من 92 إلى 131 ميلاً. يتطلب هدف كهربة أسطول الولاية تشغيل 60% من العملية بالكهرباء بحلول عام 2027، وتبلغ نسبة المستودعات 38%. يعتمد تحقيق هذا الهدف دون إضافة مركبات أو سائقين على إنتاجية الشحن.

ما الذي أعاق خطة كهربة الأسطول؟

يحتوي المستودع على 18 شاحن تيار متردد من المستوى 2 بقدرة 7.2 كيلووات، موزعة على 40 منطقة محددة. استغرقت عملية تعبئة 65 كيلووات في الساعة 9.2 ساعة، لذلك تم توصيل الشاحنات بالكهرباء في الساعة 18:30 وظلت متوقفة حتى الساعة 04:00. فقط 18 من أصل 40 مكانًا كان بها شاحن، مما أدى إلى إنشاء طابور ليلي وأجبر السائقين على تبديل المركبات بين الخلجان. كان من المستحيل إعادة تعبئة الحافلات في منتصف النهار لأن وحدات التكييف لم تكن قادرة على توفير طاقة كافية خلال نافذة مدتها 90 دقيقة.

الموثوقية جعلت الوضع أسوأ. جاءت الوحدات الـ 18 من بائعين اثنين وتم تشغيلها على ثلاثة تطبيقات إدارة منفصلة. يقوم السائقون بإعادة ضبط الأخطاء يدويًا، الأمر الذي يستغرق من 40 إلى 90 دقيقة لكل حادث، وأظهر سجل الصيانة 31 مكالمة خدمة متعلقة بالشحن في الأشهر الستة التي سبقت الترقية. أصبح بدء المسار المفقود أمرًا روتينيًا، وأنفق المستودع 9400 دولارًا شهريًا على العمل الإضافي للسائق والتعاقد من الباطن مع شركة النقل الخارجية لتغطية الفجوات.

ما الذي حاوله المشغل قبل التبديل؟

• إضافة المزيد من وحدات التيار المتردد بقدرة 7.2 كيلو وات.هبطت النفقات الرأسمالية عند 3,200 دولار أمريكي لكل كشك بالإضافة إلى 6,100 دولار أمريكي لكل عملية حفر خنادق وقناة. لم يتغير وقت الشحن، واستمرت مشكلة قائمة الانتظار.
• ترقية صف واحد إلى 19.2 كيلو واط تيار متردد.قام طيار مكون من ستة أكشاك بخفض وقت الشحن إلى 3.5 ساعة. لقد أدى ذلك إلى حل مشكلة الشحن بين عشية وضحاها، لكنه لم يترك أي طريق للتحول في منتصف النهار لحافلات النقل المكوكية.
• تأجير أربع وحدات تيار مباشر بقدرة 30 كيلووات من شركتين مصنعتين.تم شحن الشاحنات بشكل مقبول، لكن الحافلات التي تحتوي على 210 كيلووات في الساعة تسحب طاقة أكبر مما يمكن للوحدات توفيره لفترة طويلة، ولم تكشف منصة البائع عن بيانات على مستوى الموصل من خلال واجهة قياسية. لم يتمكن إرسال الأسطول من معرفة أي مركبة تم توصيلها بالمكان.

بعد عامين وحوالي 214 ألف دولار من شحن الأجهزة والأعمال المدنية، تم إنتاج مستودع لا يزال غير قادر على دعم هدف 2027.

لماذا تختار كومة الشحن Soutya 60KW / 80KW DC؟

قام المشغل بتقييم خيارات 50 كيلووات، و60 كيلووات، و80 كيلووات، و120 كيلووات. تتطلب مواصفات 120 كيلوواط ترقية للمحول بسعر 96000 دولار بالإضافة إلى مهلة مدتها 14 أسبوعًا، وهو ما لم يتمكن الجدول الزمني من استيعابه. يتوافق الطرازان بقدرة 60 كيلووات و80 كيلووات مع الإرتفاع المتاح للموقع.

أربع نقاط فنية قررت الشراء:

• مخرج مسدس مزدوج مع مشاركة ديناميكية للطاقة.توفر كل وحدة بقدرة 80 كيلووات 80 كيلووات لمركبة واحدة أو تقسم الحمل عبر موصلين. يتشارك خليجان في خزانة واحدة، مما يقلل عدد الأكشاك والكابلات اللازمة.
• نطاق إدخال واسع ثلاثي المراحل.تقبل الوحدات إدخال تيار متردد من 380 إلى 480 فولت، وبالتالي فإن المحول الحالي بقدرة 500 كيلو فولت أمبير يخدم التثبيت دون تغيير الخدمة.
• فتح دعم البروتوكول.أتاح تكامل OCPP 1.6J للمشغل دمج جميع الوحدات الـ 16 في لوحة تحكم إرسال واحدة بدلاً من ثلاث بوابات للبائعين.
• تسليم التكلفة لكل كشك.جاء تصميم Soutya بسعر 16800 دولار لكل كشك. قام اقتراح DC منافس بتسعير نفس العدد بمبلغ 24.500 دولارًا أمريكيًا لكل كشك، أي بفارق 123.000 دولارًا أمريكيًا عبر المشروع.

إن تصنيف العلبة، وإدارة الكابلات، ونطاق التشغيل من -30 درجة مئوية إلى +55 درجة مئوية، وخيارات الموصل CCS1/CCS2 مع توفر CHAdeMO غطت الأسطول المختلط وظروف الشتاء في الغرب الأوسط.

كيف تم نشر موقع الشحن بقدرة 60 كيلو وات / 80 كيلو وات بالتيار المستمر؟

استغرق المشروع 11 أسبوعًا من أمر الشراء إلى التشغيل الكامل.

1. دراسة الحمل ومراجعة الطاقة (الأسابيع 1-2).سجل الفريق الهندسي ذروة الطلب على المستودع عند 268 كيلووات مقابل محول بقدرة 500 كيلو فولت أمبير، مما يترك 232 كيلووات من الإرتفاع. كان من الممكن أن يتجاوز هذا الرقم ستة عشر موصلاً للتيار المباشر عند إخراج اللوحة الكاملة، لذا تضمن التصميم غطاء طاقة على مستوى الموقع.
2. مواصفات التخطيط والكابل (الأسابيع 3-4).تم وضع أجهزة الشحن بحيث تصل كل فتحة محددة إلى موصل بدون امتداد. تم تحديد كابلات إخراج التيار المستمر وفقًا لمعيار كابل الشحن EN 50620، وتتبع الموصلات سلسلة الواجهة IEC 62196.
3. الأعمال المدنية والتركيب (الأسابيع 5-8).تم إدخال منصات خرسانية وحواجز وحوامل كابلات وأربع خزانات بقدرة 80 كيلووات بالإضافة إلى اثنتي عشرة وحدة بقدرة 60 كيلووات دون مقاطعة المغادرة الليلية.
4. التشغيل وتكامل OCPP (الأسابيع 9-10).تم تعيين جميع الوحدات الـ 16 إلى منصة الإرسال، مع مصادقة RFID للسائق وإعداد تقارير عن الجلسة لكل مركبة.
5. اختبار التحمل لإدارة الأحمال (الأسبوع 11).قام الفريق بتشغيل ذروة مسائية كاملة للخليج مع تفعيل سقف الموقع والتحقق من عدم انخفاض أي مركبة عن حالة الشحن المستهدفة قبل المغادرة.

العائق الرئيسي:لا يستطيع المحول دعم أربع خزانات بقدرة 80 كيلو واط بكامل طاقتها في نفس الوقت. بدلاً من تقليل عدد أجهزة الشحن، قام جهاز التكامل بتعيين سقف موقع بقدرة 300 كيلووات في وحدة التحكم في الشاحن. خلال فترة الذروة الساعة 18:30، تعمل كل وحدة بمعدل 62 كيلووات تقريبًا في المتوسط ​​وتنقل الطاقة بين الموصلات مع انتهاء المركبات. لا تزال الشاحنات تصل إلى 80% من حالة الشحن في أقل من ساعة، ولم يتجاوز المحول أبدًا 71% من تصنيفه أثناء الاختبار

ما هي النتائج التي قام الأسطول بقياسها بعد ستة أشهر؟

• وقت الشحن:9.2 ساعة إلى 55 دقيقة لنفس الشحنة البالغة 65 كيلووات في الساعة، أي بتخفيض قدره 90%.
• وقت تشغيل الشاحن:91.4% عبر أسطول أجهزة تكييف الهواء القديم إلى 99.1% عبر أكوام التيار المستمر.
• مكالمات الخدمة من جانب البائع:31 في الأشهر الستة التي سبقت الترقية، و 4 في الأشهر الستة التالية.
• تكلفة العمل الإضافي والتعاقد من الباطن:9,400 دولارًا أمريكيًا شهريًا إلى 1,150 دولارًا أمريكيًا شهريًا، أي توفير سنوي قدره 99,000 دولارًا أمريكيًا.
• تكلفة الطاقة لكل ميل:0.29 دولارًا أمريكيًا إلى 0.19 دولارًا أمريكيًا بعد ربط الجدولة خارج أوقات الذروة بوحدة تحكم إدارة التحميل.
• توفر السيارة عند الساعة 05:00 المغادرة:84% إلى 97%.

وصل التأثير التشغيلي إلى ما هو أبعد من فتحات الشحن. أضافت ديسباتش مسارًا يوميًا ثالثًا لكل شاحنة دون شراء المركبات. أصبحت عمليات تعبئة الحافلات في منتصف النهار أمرًا قياسيًا، مما أدى إلى إزالة حافلة احتياطية تعمل بالديزل كانت تكلف تشغيلها 41 ألف دولار سنويًا. يقوم المستودع الآن بالإبلاغ عن أداء الشحن في نفس المراجعة الأسبوعية مثل اكتمال المسار.

شهادة العميل

قال مدير الأسطول: "كان المستودع يعمل وفقًا لجدول زمني محدد لتوفر الشاحن". "الآن يعمل الجدول الزمني على تشغيل أجهزة الشحن. خلال فصلي الشتاء، كانت مشكلة الشاحن الوحيدة التي أخرجت السيارة من الخدمة هي كابل الموصل التالف بعد الاصطدام في الفناء."

وأضاف قائد الصيانة: "لقد غيرت أربع مكالمات خدمة في ستة أشهر بدلاً من واحد وثلاثين طريقة تخطيط الفريق لأسبوعه. لم يعد أحد يعيد ضبط أجهزة الشحن يدويًا في الساعة 02:00 بعد الآن."

الدروس والتوصيات

• قم بتدقيق مساحة رأس المحول قبل تحديد عدد الشاحن.لم يكلف تصميم الحد الأقصى للموقع وتقاسم الطاقة أي شيء إضافي وتجنب ترقية المرافق بقيمة 96000 دولار. يجب أن يتبع عدد الشاحن دراسة الحمل وليس العكس.
• الدمج في بروتوكول واحد مفتوح منذ اليوم الأول.خلقت ثلاث بوابات البائعين نقاط عمياء في الإرسال. قام دعم OCPP 1.6J بتحويل 16 وحدة إلى عرض واحد.
• جعل معايير الكابلات والموصلات بمثابة بوابة الشراء.أدى الامتثال للمعيارين EN 50620 وIEC 62196 في وثائق المناقصة إلى استبعاد اثنين من الموردين الذين تتمتع كابلات التيار المستمر الخاصة بهم بعمر مرن أقصر في الطقس البارد.
• انعكاس:سيبدأ المشغل الأعمال المدنية قبل أسبوعين ويطلب مجموعة قطع غيار تكفي لمدة 12 شهرًا مع أجهزة الشحن. استغرق كابل الموصل البديل تسعة أيام للوصول في الشتاء الأول.

يمكن لمشغلي الأساطيل الذين يقومون بتقييم أكوام الشحن DC بقدرة 60 كيلو وات أو 80 كيلو وات مراجعة التكوين المستخدم في هذا المشروع علىكومة شحن Soutya 60KW 80KW DC.

معايير الصناعة المشار إليها

• إن 50620:2017- الكابلات الكهربائية لشحن السيارات الكهربائية. يحدد المرونة، ومقاومة الطقس، ومقاومة الزيت، وعلامات الغلاف لشحن كابلات الوبر، مع الفولتية المقدرة بـ AC 450/750V أو DC 0.6/1kV.سين-سينيليك
• سلسلة IEC 62196— المقابس، ومنافذ المقابس، وموصلات المركبات، ومداخل المركبات للشحن الموصلي للمركبات الكهربائية. يغطي الجزء 1 المتطلبات العامة، ويغطي الجزء 2 واجهات التيار المتردد (النوع 1/النوع 2)، ويغطي الجزء 3 واجهات التيار المستمر بما في ذلك CCS وCHAdeMO.متجر IEC الإلكتروني