2-րդ մակարդակի AC և 3-րդ մակարդակի DC լիցքավորիչների համեմատություն մասշտաբային ենթակառուցվածքների համար

Էլեկտրամոբիլության ապագայի նավարկություն. Համապարփակ տեխնիկական և առևտրային ուղեցույց՝ 2-րդ մակարդակի AC և 3-րդ մակարդակի DC արագ լիցքավորիչների համեմատության համար՝ մասշտաբային ենթակառուցվածքների, ցանցային ինտեգրման և առավելագույն ROI-ի համար:

Գլուխ 1. Ներածություն. Էլեկտրական մեքենաների հեղափոխությունը և լիցքավորման ենթակառուցվածքների կարևորագույն դերը

Էլեկտրական շարժունակությանը համաշխարհային անցումը այլևս երկրորդական միտում չէ. այն տրանսպորտի մոդելի հիմնարար փոփոխություն է: Քանի որ երկրները պարտավորվում են ագրեսիվ ապաածխածնացման նպատակներին հասնել, իսկ ավտոարտադրողները իրենց ամբողջ արտադրական գծերը վերածում են մարտկոցային էլեկտրական մեքենաների (BEV), ուշադրությունը տեղափոխվել է մեքենաներից դեպի դրանք պահող ենթակառուցվածքները: Այս անցման հաջողությունը կախված է ամուր, հուսալի և խելացիորեն պլանավորված լիցքավորման ցանցից:

Այս ենթակառուցվածքային պլանավորման հիմքում ընկած է կարևորագույն ընտրություն՝ 2-րդ մակարդակի (L2) փոփոխական հոսանքի լիցքավորում ընդդեմ 3-րդ մակարդակի (L3) մշտական ​​հոսանքի արագ լիցքավորման: Չնայած երկուսն էլ ծառայում են նույն վերջնական նպատակին՝ տրանսպորտային միջոցի մարտկոցի լիցքավորմանը, դրանք ներկայացնում են բոլորովին տարբեր տեխնոլոգիական մոտեցումներ, ներդրումային պրոֆիլներ և գործառնական փիլիսոփայություններ: Առևտրային կառուցապատողների, քաղաքային պլանավորողների և ավտոպարկի կառավարիչների համար այս երկու մակարդակների միջև եղած նրբությունները հասկանալը ոչ միայն տեխնիկական պահանջ է, այլև ռազմավարական անհրաժեշտություն:

2-րդ մակարդակի լիցքավորումը, որը գործում է փոփոխական հոսանքով (AC), դարձել է «նպատակակետային լիցքավորման» հիմքը: Այն ամենուրեք հանդիպող լուծում է, որը կարելի է գտնել տներում, աշխատավայրերում, հյուրանոցներում և առևտրի կենտրոններում՝ վայրերում, որտեղ տրանսպորտային միջոցները մի քանի ժամ անշարժ են մնում: Ի տարբերություն դրա, 3-րդ մակարդակի DC արագ լիցքավորումը (DCFC) բարձր օկտանային լուծում է «ճանապարհին լիցքավորման» համար: Շրջանցելով տրանսպորտային միջոցի ներկառուցված լիցքավորիչը և բարձր լարման հաստատուն հոսանքը (DC) ուղղակիորեն մարտկոցին մատակարարելով՝ DCFC-ն հնարավորություն է տալիս երկար հեռավորությունների ճանապարհորդել և արագ շրջադարձ կատարել առևտրային նավատորմերի համար:

Սակայն, L2-ի և L3-ի միջև ընտրությունը հազվադեպ է լինում երկուական։ Ամենաարդյունավետ լիցքավորման ցանցերը բազմաշերտ են, որոնք օգտագործում են L2-ի ծախսարդյունավետությունը երկարատև սցենարների համար և L3-ի արագությունը բարձր թողունակության պահանջների համար։ Այս հոդվածը ներկայացնում է երկու մակարդակների սպառիչ տեխնիկական և առևտրային վերլուծություն՝ առաջարկելով որոշումների կայացման շրջանակ նրանց համար, ովքեր պատասխանատու են մեր ապագա քաղաքների էլեկտրական երակների կառուցման համար։

Գլուխ 2. Տեխնիկական հիմունքներ. AC (մակարդակ 2) vs. DC (մակարդակ 3) լիցքավորման մեխանիզմների հասկացումը

L2-ի և L3-ի միջև եղած տարբերությունները գնահատելու համար նախ պետք է հասկանալ էլեկտրաէներգիայի ցանցից էլեկտրական մեքենայի մարտկոցին փոխանցման հիմնարար ֆիզիկան։

Ներկառուցված լիցքավորիչի (OBC) դերը

Բոլոր մարտկոցները էներգիան կուտակում են որպես հաստատուն հոսանք (DC): Այնուամենայնիվ, էլեկտրական ցանցը հիմնականում բաշխում է էներգիան որպես փոփոխական հոսանք (AC): Հետևաբար, պետք է տեղի ունենա փոխակերպման գործընթաց: 1-ին և 2-րդ մակարդակի լիցքավորման դեպքում այս փոխակերպումը տեղի է ունենում:ներսումտրանսպորտային միջոցը։ Էլեկտրական մեքենան հագեցած է Onboard Charger (OBC) կոչվող բաղադրիչով։ OBC-ն լիցքավորման կայանից վերցնում է փոփոխական հոսանքը, այն վերածում հաստատուն հոսանքի և կառավարում է մարտկոցի բջիջների մեջ հոսքը։

L2 լիցքավորման սահմանափակումը հաճախ ոչ թե կայանը (EVSE) է, այլ մեքենայի OBC-ի հզորությունը: Ժամանակակից էլեկտրական մեքենաների մեծ մասն ունի 7 կՎտ-ից մինչև 11 կՎտ հզորությամբ OBC-ներ, որոշ շքեղ կամ բարձրակարգ մոդելներ հասնում են 19.2 կՎտ կամ 22 կՎտ հզորության: Անկախ նրանից, թե որքան հզորություն կարող է ապահովել L2 կայանը, լիցքավորման արագությունը սահմանափակվում է մեքենայի ներքին սարքավորումների կարողություններով:

Շշի վզի շրջանցում. DC արագ լիցքավորում

3-րդ մակարդակի DC արագ լիցքավորումը փոխում է ճարտարապետությունը։ AC-ից DC փոխակերպումը տեղափոխվում էդրսումտրանսպորտային միջոցը և ինտեգրված է լիցքավորման կայանի մեջ։ Այս կայանները հսկայական էլեկտրական պահարաններ են, որոնք բարձր լարման փոփոխական հոսանքը վերցնում են ցանցից, փոխակերպում այն ​​բարձր լարման հաստատուն հոսանքի (սովորաբար 400 Վ կամ 800 Վ) և անմիջապես մատակարարում մարտկոցին։

Քանի որ կայանը անմիջականորեն կապվում է մեքենայի մարտկոցի կառավարման համակարգի (BMS) հետ, այն կարող է ապահովել զգալիորեն ավելի բարձր հոսանքներ՝ 50 կՎտ-ից մինչև 350 կՎտ և ավելի։ OBC խցանման կետը վերացնելով՝ DCFC-ն կարող է մարտկոցի 80%-ը լիցքավորել 15-45 րոպեում, ի տարբերություն 2-րդ մակարդակի համար անհրաժեշտ 4-10 ժամվա։

Արդյունավետություն և ջերմային կառավարում

Փոխակերպումը ջերմություն է առաջացնում: L2 լիցքավորման դեպքում ջերմությունը առաջանում է մեքենայի ներսում, ինչը պահանջում է մեքենայի ներքին սառեցման համակարգի աշխատանք: L3 լիցքավորման դեպքում AC-ից DC փոխակերպման ընթացքում առաջացող հսկայական ջերմությունը կառավարվում է լիցքավորման կայանի սեփական հեղուկային կամ օդային սառեցման համակարգերի կողմից: Ավելին, բարձր արագությամբ DC լիցքավորումը պահանջում է մասնագիտացված հեղուկային սառեցմամբ մալուխներ՝ ծայրահեղ հոսանքի բեռների (հաճախ 350A-ից 500A) տակ հալվելը կանխելու համար:

Գլուխ 3. 2-րդ մակարդակի լիցքավորում. տեխնիկական բնութագրեր, առավելություններ և նպատակակետի տրամաբանություն

2-րդ մակարդակի լիցքավորումը սահմանվում է 208 Վ-ից մինչև 240 Վ փոփոխական հոսանքի օգտագործմամբ: Այն սովորաբար աշխատում է 16 Ա-ից մինչև 80 Ա ամպերաժների միջակայքում: Ամենատարածված առևտրային L2 կայանքները ապահովում են 7.2 կՎտ-ից մինչև 9.6 կՎտ հզորություն, չնայած 19.2 կՎտ հզորությամբ սարքերը ավելի տարածված են դառնում պրեմիում կիրառությունների համար:

J1772 և 2-րդ տիպի ստանդարտները

Հյուսիսային Ամերիկայում J1772 միակցիչը 2-րդ մակարդակի լիցքավորման ստանդարտն է: Այն հինգ ցցանի միակցիչ է, որը ներառում է երկու էլեկտրահաղորդման գիծ, ​​հողանցում և երկու կապի ցցեր (կառավարման օդաչու և մոտիկության օդաչու): Եվրոպայում Mennekes (2-րդ տիպի) միակցիչը ստանդարտ է, որը աջակցում է ինչպես միաֆազ, այնպես էլ եռաֆազ AC լիցքավորմանը:

«Նպատակակետ» բիզնես տրամաբանությունը

2-րդ մակարդակի լիցքավորման հիմնական տրամաբանությունը հիմնված է «մնալու ժամանակի» վրա: Եթե վարորդը աշխատանքի վայրում է ութ ժամ, ապա չկա որևէ տեխնիկական կամ տնտեսական պատճառ իր մեքենան 20 րոպեում լիցքավորելու համար: 7 կՎտ հզորությամբ էներգիայի դանդաղ, կայուն կաթիլը բավարար է օրական ճանապարհորդության էներգիայի պաշարը (սովորաբար 30-50 մղոն) ընդամենը մի քանի ժամվա ընթացքում լրացնելու համար:

Բիզնեսների համար L2 լիցքավորիչները մի քանի առավելություններ են առաջարկում.

1. Ավելի ցածր ենթակառուցվածքային արժեքL2 լիցքավորիչները շատ դեպքերում չեն պահանջում տրանսֆորմատորի զանգվածային արդիականացումներ։
2. Տեղադրման հեշտությունըԴրանք հաճախ կարող են ինտեգրվել առկա 240 Վ էլեկտրական վահանակների մեջ։
3. Հաճախորդների պահպանումՄանրածախ առևտրի միջավայրերի համար ավելի դանդաղ վճարը խրախուսում է ավելի երկար մնալը, մեծացնելով հաճախորդների ծախսերի հավանականությունը։
4. Բեռի հավասարակշռումԺամանակակից L2 ցանցային լիցքավորիչները կարող են «կիսվել» մեկ շղթայով՝ դինամիկ կերպով կարգավորելով մի քանի մեքենաների հզորությունը՝ շենքի գագաթնակետային պահանջարկը գերազանցելուց խուսափելու համար։

L2-ի տեխնիկական սահմանափակումները

Հիմնական սահմանափակումը, իհարկե, արագությունն է: L2-ը հարմար չէ մայրուղում կանգառների կամ արտակարգ իրավիճակների համար: Ավելին, մարտկոցների չափսերի մեծացմանը զուգընթաց (քանի որ Ford F-150 Lightning-ը կամ Hummer EV-ն ունեն 130 կՎտժ+ հզորությամբ մարտկոցներ), ստանդարտ 7.2 կՎտ հզորությամբ L2 լիցքավորիչը դատարկ լիցքից լիցքավորելու համար կարող է պահանջվել մոտ 20 ժամ, ինչը ընդլայնում է «գիշերային» լիցքավորման տրամաբանության սահմանները:

Գլուխ 4. 3-րդ մակարդակի DC արագ լիցքավորում. Ճանապարհային լիցքավորման և բարձր արագության լոգիստիկայի հզորությունը

3-րդ մակարդակը, կամ DC արագ լիցքավորումը (DCFC), էլեկտրական մեքենաների դարաշրջանի «բենզալցակայանի» համարժեքն է։ Այն դասակարգվում է ոչ միայն լարման, այլև հզորության մակարդակներով, քանի որ վերջին գերարագ տարբերակներում ելքային հզորությունը կարող է տատանվել 50 կՎտ-ից մինչև ապշեցուցիչ 400 կՎտ։

Միակցիչների պատերազմներ և ներդաշնակեցում

DCFC-ի լանդշաֆտը պատմականորեն մասնատված է եղել։

• CCS (համակցված լիցքավորման համակարգ)Եվրոպայում և Հյուսիսային Ամերիկայում գերիշխող ստանդարտը (մինչև վերջերս): Այն AC միակցիչի ներքևի մասում ավելացնում է երկու մեծ հաստատուն հոսանքի միացումներ:
• ՉԱդեՄՈՃապոնական ժառանգական ստանդարտը, որը դեռևս հանդիպում է Nissan LEAF-ի վրա, բայց աստիճանաբար հանվել է այլ արտադրողների մեծ մասի կողմից։
• NACS (Հյուսիսային Ամերիկայի լիցքավորման ստանդարտ)Tesla-ի սեփական միակցիչը, որն այժմ ընդունվել է Հյուսիսային Ամերիկայի գրեթե բոլոր խոշոր ավտոարտադրողների կողմից (Ford, GM, Rivian, Volvo և այլն) որպես ապագայի ստանդարտ։

Արագ լիցքավորման ֆիզիկան. Լիցքավորման կորը

Տարածված սխալ կարծիք կա, որ 150 կՎտ հզորությամբ լիցքավորիչը ամբողջ սեանսի ընթացքում ապահովում է 150 կՎտ հզորություն: Իրականում լիցքավորման արագությունը հետևում է «կորի»: Երբ մարտկոցը գրեթե դատարկ է (օրինակ՝ 10%), այն կարող է ընդունել բարձր հզորություն: Երբ այն լցվում է և ներքին դիմադրությունը մեծանում է, BMS համակարգը հրահանգում է լիցքավորիչին դանդաղեցնել՝ լիթիում-իոնային մարտկոցներին վնաս հասցնելը կանխելու համար: Ահա թե ինչու «մինչև 80% ժամանակը» արդյունաբերության չափանիշն է. վերջին 20%-ը հաճախ կարող է տևել նույնքան ժամանակ, որքան առաջին 80%-ը:

Հզոր էլեկտրոնիկայի ճարտարապետություն

DCFC կայանը բաղկացած է մի քանի հզորության մոդուլներից: Եթե մեկ մոդուլը խափանվի, կայանը հաճախ կարող է շարունակել աշխատել նվազեցված հզորությամբ, ինչը որոշակի չափով ապահովում է ավելորդություն: Բարձր հզորության բլոկները (150 կՎտ-ից բարձր) հաճախ օգտագործում են «բաժանված» ճարտարապետություն, որտեղ կենտրոնական հզորության պահարանը սնուցում է մի քանի դիսպենսերներ, ինչը թույլ է տալիս ավելի լավ օգտագործել տարածքը և կիսել ծախսերը:

«Ճանապարհին» բիզնես տրամաբանությունը

DCFC-ն պայմանավորված է արագության անհրաժեշտությամբ։ Դրա հիմնական օգտագործման դեպքերն են՝

1. Մայրուղային միջանցքներԵրկար հեռավորությունների ճանապարհային ճանապարհորդությունների հնարավորություն։
2. Քաղաքային կենտրոններՍպասարկում է բնակարանների բնակիչներին, ովքեր տան լիցքավորման համակարգ չունեն։
3. Առևտրային նավատորմԱռաքման միկրոավտոբուսներ և տաքսիներ, որոնք պետք է նվազագույնի հասցնեն հերթափոխերի միջև ընկած ժամանակահատվածը։
4. Արտակարգ իրավիճակների և հանրային ծառայությանԱպահովել, որ տրանսպորտային միջոցները միշտ պատրաստ լինեն տեղակայման համար։

Այս արագության դիմաց փոխհատուցումը բարդության և արժեքի զգալի աճն է, որը մենք կուսումնասիրենք հաջորդ գլուխներում։

Գլուխ 5. Համեմատական ​​վերլուծություն. Լիցքավորման արագություններ, միակցիչների տեսակներ և տրանսպորտային միջոցի համատեղելիություն

2-րդ և 3-րդ մակարդակները գնահատելիս համեմատության ամենաանմիջական չափանիշը ժամանակը է։ Սակայն ժամանակը միակ փոփոխականը չէ. արդյունավետությունը, համատեղելիությունը և օգտագործողի փորձը հավասարապես կարևոր դեր են խաղում։

Արագություն և լիցքավորման հեռավորություն ժամում

Լիցքավորման արագությունը սովորաբար չափվում է «լիցքավորման ժամում ավելացված հեռավորության մղոններով» (RPH):

• Մակարդակ 2Ավելացնում է մոտավորապես 20-35 մղոն ժամում անցնելու հեռավորությունը։ Ամեն օր 40 մղոն ճանապարհ անցնող վարորդի համար գրասենյակում L2 լիցքավորման երկու ժամը բավարար է։
• 3-րդ մակարդակ (50 կՎտ)Ավելացնում է մոտավորապես 150-200 մղոն հեռահարություն ժամում։
• Մակարդակ 3 (Գերարագ 350 կՎտ)Կարող է ավելացնել մինչև 20 մղոն հեռահարությունմեկ րոպեում, հնարավոր է՝ 200 մղոն ավելացնի 10-15 րոպեում, եթե մեքենան կարողանա դիմանալ նման բարձր հզորության։

Տրանսպորտային միջոցների ընդունման գներ

Կարևոր տեխնիկական սահմանափակում է մեքենայի առավելագույն հաստատուն հոսանքի լիցքավորման արագությունը: Մինչդեռ լիցքավորիչը կարող է նախատեսված լինել 350 կՎտ հզորության համար, Chevy Bolt-ի նման մեքենայի հզորությունը սահմանափակված է 55 կՎտ-ով, իսկ Tesla Model 3 Long Range-ին՝ 250 կՎտ-ով: Գերարագ L3 լիցքավորիչներում ներդրում կատարելը իմաստ ունի միայն այն դեպքում, եթե տեղական մեքենաների ժողովրդագրական խումբը կարողանա իրականում օգտագործել այդ հզորությունը: Ի տարբերություն դրա, L2 լիցքավորումը գրեթե համընդհանուր է, քանի որ ճանապարհին գտնվող գրեթե յուրաքանչյուր էլեկտրական մեքենա կարող է առավելագույնի հասցնել ստանդարտ 7.2 կՎտ L2 լիցքավորիչը:

Միակցիչի էվոլյուցիան և Տեսլայի էֆեկտը

Արդյունաբերությունն այժմ փոփոխության մեջ է միակցիչների հարցում: NACS-ին (Հյուսիսային Ամերիկայի լիցքավորման ստանդարտ) անցումը ներկայացնում է խոշոր տեղաշարժ դեպի համախմբում: Կայքերի հոսթինգի համար սա նշանակում է, որ «երկակի մալուխով» լիցքավորիչների կամ ադապտերների (օրինակ՝ Magic Dock-ի) անհրաժեշտությունը ժամանակավոր, բայց անհրաժեշտ բարդություն է: 2-րդ մակարդակի սարքավորումները նույնպես ականատես են լինում այս փոփոխությանը, քանի որ նոր L2 միավորները առաջարկում են NACS մալուխներ՝ Tesla-ի աճող և ապագա NACS-հարակից նավատորմը սպասարկելու համար:

800V ճարտարապետության դերը

Ավելի նոր էլեկտրական մեքենաները (Hyundai Ioniq 5, Kia EV6, Porsche Taycan, Lucid Air) օգտագործում են 800 վոլտանոց մարտկոցային ճարտարապետություն։ Այս մեքենաները կարող են պահպանել բարձր լիցքավորման արագություն ավելի երկար ժամանակահատվածներում՝ համեմատած 400 Վ համակարգերի հետ։ Այս մեքենաները սպասարկելու համար 3-րդ մակարդակի լիցքավորիչները պետք է կարողանան արտադրել մինչև 920 Վ կամ 1000 Վ լարում։ Ստանդարտ 2-րդ մակարդակի լիցքավորիչները անտարբեր են մարտկոցի լարման նկատմամբ, քանի որ OBC-ն ներքին կերպով կառավարում է լարման բարձրացումը։

Գլուխ 6. Ռազմավարական օգտագործման դեպքերի քարտեզագրում. Նպատակակետային լիցքավորումն ընդդեմ ճանապարհային լիցքավորման բիզնես մոդելներ

L2-ի և L3-ի միջև «ընտրությունը» հազվադեպ է կապված այն բանի հետ, թե որն է «ավելի լավը» վակուումում, այլ այն բանի հետ, թե որն է համապատասխանում կայքի բիզնես մոդելին։

Բազմաբնակարան շենքերի (MUD) մարտահրավերը

Բնակարանների և կոնդոմինիումների համար 2-րդ մակարդակը միանշանակ հաղթող է։ Նպատակը գիշերային լիցքավորումն է։ Սակայն այստեղ բիզնես տրամաբանությունը բարդ է։ Արդյո՞ք լիցքավորիչները պետք է լինեն HOA-ի սեփականությունը։ Արդյո՞ք դրանք պետք է կառավարվեն երրորդ կողմի օպերատորի կողմից։ MUD-ների հիմնական մարտահրավերը ոչ թե լիցքավորիչներն են, այլ «վահանակի հզորությունը»։ Հին շենքերում քսան L2 լիցքավորիչ ավելացնելը կարող է պահանջել բազմահարյուր հազարավոր դոլարների արժողությամբ էլեկտրական ծառայության արդիականացում։ Ահա թե որտեղ է «խելացի լիցքավորումը» կամ բեռի կառավարման ծրագիրը դառնում է անհրաժեշտ, որը թույլ է տալիս լիցքավորիչներին պտտվել կամ դանդաղեցնել գագաթնակետային ժամերին՝ անվտանգ էլեկտրական սահմաններում մնալու համար։

Մանրածախ առևտուր և հյուրընկալություն. Բնակության ժամանակի արժեքը

Հյուրանոցները, հանգստավայրերը և ռեստորանները իդեալական են 2-րդ մակարդակի համար: Լիցքավորիչը հարմարություն է, որը գրավում է բարձրակարգ հաճախորդներին: Եթե հյուրը մնում է հյուրանոցում, նա ակնկալում է արթնանալ 100% լիցքավորված մարտկոցով: Այս դեպքում թանկարժեք DCFC-ի տեղադրումը իրականում հակաարդյունավետ կլինի. դա կպահանջի, որ հյուրը տեղաշարժի իր մեքենան 30 րոպե անց, ինչը կստեղծի լարվածություն նրա մնալու ընթացքում:

Քաղաքային արագ լիցքավորման կենտրոն

Խիտ քաղաքային միջավայրերում (Նյու Յորք, Լոնդոն, Տոկիո) շատ վարորդներ չունեն նշանակված կայանատեղի կամ տան լիցքավորման համակարգ։ Նրանք ապավինում են «հանրային լիցքավորմանը»։ Չնայած L2 լիցքավորումը հնարավոր է, այն հաճախ բավարար չէ մեծ վազքուղի օգտագործողների համար, ինչպիսիք են Uber-ի և Lyft-ի վարորդները։ «Urban Hub» մոդելը օգտագործում է 50 կՎտ-ից մինչև 150 կՎտ հզորությամբ DCFC կայաններ, որոնք տեղակայված են մթերային խանութների կայանատեղիներում կամ նվիրված կենտրոններում։ Տրամաբանությունն է՝ «Լիցքավորեք գնումներ կատարելիս/ուտելիս»։ Սա անհրաժեշտ ծառայություն է մատուցում քաղաքային բնակիչների 40%-ին, ովքեր չեն կարող լիցքավորել տանը։

Ավտոտնակի շահագործում. Դեպոների լիցքավորում ընդդեմ օպորտունիստական ​​լիցքավորման

Առաքման ավտոպարկերի (Amazon, UPS, FedEx) համար մոդելը սովորաբար 2-րդ մակարդակի լիցքավորումն է: Ֆուրգոնները կայանված են լինում ամեն գիշեր 10-12 ժամ, ինչը հնարավորություն է տալիս իրականացնել էժան, դանդաղ լիցքավորում: Այնուամենայնիվ, երկարատև բեռնափոխադրումների կամ ծանր բեռնատար ավտոբուսների համար երթուղու վերջում բարձր հզորության DCFC-ի միջոցով (հաճախ՝ վերգետնյա պանտոգրաֆների միջոցով) «հնարավորության լիցքավորումը» անհրաժեշտ է օրվա ընթացքում աշխատանքը պահպանելու համար:

Գլուխ 7. Ցանցի վրա ազդեցությունը և հզորության պլանավորումը. Տրանսֆորմատորներ, բեռի կառավարում և կոմունալ ծառայությունների փոխկապակցում

Մարդ պարզապես չի «միացնում» 350 կՎտ հզորությամբ հաստատուն հոսանքի արագ լիցքավորիչը։ Ցանցի հետ կապված հետևանքները խորն են։

Պիկ պահանջարկի ըմբռնումը

Կոմունալ ծառայությունները վճար են գանձում առևտրային հաճախորդներից՝ հիմնվելով երկու չափանիշի վրա՝ սպառված ընդհանուր էներգիան (կՎտ/ժ) և գագաթնակետային պահանջարկը (կՎտ): 15 րոպե օգտագործվող մեկ 350 կՎտ հզորությամբ լիցքավորիչը կարող է առաջացնել «պահանջարկի վճար», որը ամբողջ ամսվա էլեկտրաէներգիայի հաշիվը կդարձնի աստղաբաշխական:

• 2-րդ մակարդակի ազդեցություն: Ցածր։ 7 կՎտ հզորությամբ լիցքավորիչը համարժեք է մեծ օդորակիչի։ Մի քանի սարքեր կարելի է կառավարել ծրագրաշարի միջոցով։
• 3-րդ մակարդակի ազդեցությունԲարձր։ Չորս 150 կՎտ հզորությամբ լիցքավորիչներով տարածքը կարող է ունենալ 600 կՎտ պոտենցիալ գագաթնակետային բեռ, որը մոտավորապես համարժեք է միջին չափի գրասենյակային շենքի։

Կոմունալ ծառայությունների փոխկապակցման գործընթացը

DCFC-ի տեղադրումը հաճախ պահանջում է նոր տրանսֆորմատոր, հատուկ բաշխիչ սարքավորում և հնարավոր է՝ էլեկտրաէներգիայի մատակարարման գծերի արդիականացում: Այս գործընթացը կարող է տևել 6 ամսից մինչև 2 տարի: «Տեղանքի հյուրընկալման» պատշաճ պլանավորումը ենթադրում է էլեկտրաէներգիայի մատակարարման (EDC) հնարավորինս շուտ ներգրավումը՝ շղթայի վրա «պահուստային հզորություն» ունեցող տեղամասերը բացահայտելու համար:

Բեռնվածության կառավարում և բուֆերային մարտկոցներ

Ցանցի վրա ազդեցությունը մեղմելու համար, շատ ժամանակակից L3 կայանքներ ներառում են մարտկոցային էներգիայի կուտակման համակարգեր (BESS): BESS-ը «կաթիլային լիցքավորվում է» ցանցից ցածր արագությամբ, ապա արագ լիցքաթափվում է՝ ապահովելու համար բարձր արագությամբ տրանսպորտային միջոցի լիցքավորումը: Սա թույլ է տալիս բարձր արագությամբ լիցքավորում իրականացնել այն տարածքներում, որտեղ ցանցը թույլ է, և զգալիորեն նվազեցնում է պահանջարկի վճարները:

Տրանսպորտային միջոցից ցանց (V2G) և V2X

Չնայած դեռևս սկզբնական փուլում է, էլեկտրական մեքենաների՝ որպես ցանցային ակտիվներ գործելու ներուժը զգալի է: 2-րդ մակարդակի լիցքավորիչները ներկայումս V2G-ի հիմնական ուշադրության կենտրոնում են, քանի որ դանդաղ, կանխատեսելի աշխատանքի ժամանակը դրանք իդեալական է դարձնում «պահանջարկի արձագանքման» ծրագրերի համար, որտեղ կոմունալ ծառայությունները վճարում են սեփականատիրոջը՝ գագաթնակետային իրադարձությունների ժամանակ լիցքավորումը դադարեցնելու (կամ ցանցին լիցքաթափելու) համար:

Գլուխ 8. Մասշտաբայնություն և ապագայի համար նախատեսվածություն. բազմաշերտ լիցքավորման ցանցերի նախագծում 2030 թվականի և դրանից հետո

Քանի որ էլեկտրական մեքենաների կիրառումը «վաղ կիրառման» փուլից անցնում է «վաղ մեծամասնության», լիցքավորման ենթակառուցվածքների խտությունը պետք է մեծանա մեծության կարգերով։

«Մոդուլային» մոտեցում ենթակառուցվածքներին

Ապագային դիմակայելը նշանակում է մտածել մալուխների մասիննախքանԲետոնը լցվում է։ Տարածված սխալ է տեղադրել միայն այնքան հզորություն, որքան այսօր անհրաժեշտ է։ Լավագույն փորձը այժմ թելադրում է «Stub-outs»՝ խողովակաշարերի և մեծ չափերի էլեկտրական վահանակների տեղադրում, որոնք կարող են տեղավորել լիցքավորիչների 10-ապատիկ քանակը։

Բազմաշերտ ցանցի նախագծում

Առավել դիմացկուն կայքերը օգտագործում են հետևյալ համադրությունը.

• 80% 2-րդ մակարդակԱշխատակիցների, բնակիչների կամ երկարաժամկետ այցելուների համար։
• 20% Մակարդակ 3«Արտակարգ» լիցքավորումների, կարճատև այցելողների կամ ավտոպարկի մեքենաների համար։

Այս «խառնուրդը» մաքսիմալացնում է օգտակարությունը և նվազագույնի է հասցնում կապիտալ ծախսերը։

Ծրագրային ապահովումը որպես սոսինձ. Բաց լիցքավորման կետի արձանագրություն (OCPP)

Մասշտաբայնությունն ապահովելու համար սարքավորումները չպետք է «կողպված» լինեն որոշակի ցանցին: OCPP-ն գլոբալ ստանդարտ է, որը թույլ է տալիս լիցքավորիչին (L2 կամ L3) կապ հաստատել ցանկացած կառավարման ծրագրի հետ: Սա կանխում է «անգործունակ ակտիվների» առաջացումը, եթե ցանցային մատակարարը դադարում է գործել կամ բարձրացնում է գները:

Անցումը մեգավատտ լիցքավորման (MCS)

Ծանր բեռնատարների համար նույնիսկ L3 DCFC-ն չափազանց դանդաղ է։ Նորաստեղծ Մեգավատտ լիցքավորման համակարգը (MCS) կիսաբեռնատարներին կմատակարարի ավելի քան 1000 կՎտ (1 ՄՎտ) հզորություն, ինչը թույլ կտա 30 րոպեում լիցքավորել 500 կՎտժ+ հզորությամբ մարտկոցային փաթեթներ։ MCS-ի պլանավորումը պահանջում է բոլորովին այլ ցանցի պլանավորում, որն արդյունավետորեն լիցքավորման կայանը դիտարկում է որպես արդյունաբերական արտադրական գործարան։

Գլուխ 9. Ֆինանսական ճարտարապետություն. կապիտալ ծախսեր, գործառնական ծախսեր, ակտիվների ամորտիզացիա և ներդրումների ներդրումների վերլուծություն

Էլեկտրական մեքենաների լիցքավորման ենթակառուցվածքներում ներդրումներ կատարելը միայն տեխնիկական տեղակայում չէ, այլ երկարաժամկետ կապիտալի ներդրում։ 2-րդ և 3-րդ մակարդակների ֆինանսական պրոֆիլները տրամագծորեն հակառակ են, ինչը պահանջում է կապիտալի բաշխման և ներդրումների եկամտաբերության (ROI) տարբեր ռազմավարություններ։

Կապիտալ ծախսեր (CAPEX). Մուտքի խոչընդոտ

Նախնական ծախսերը ամենակարևոր տարբերակիչ գործոնն են։

• 2-րդ մակարդակ (L2)Առևտրային կարգի L2 լիցքավորիչը սովորաբար արժե 1500-ից 5000 դոլար մեկ միացքի համար: Տեղադրման ծախսերը, ներառյալ հիմնական էլեկտրական աշխատանքները և խողովակաշարը, տատանվում են 2000-ից 10000 դոլար մեկ միացքի համար՝ կախված էլեկտրական վահանակից հեռավորությունից: 10 միացք ունեցող ստանդարտ աշխատավայրի համար նախագծի ընդհանուր արժեքը կարող է կազմել 50,000-ից 100,000 դոլար:
• 3-րդ մակարդակ (DCFC)50 կՎտ հզորությամբ DCFC-ի համար նախատեսված սարքավորումները սկսվում են 20,000 դոլարից, մինչդեռ 150-ից 350 կՎտ հզորությամբ բլոկը կարող է արժենալ 75,000-ից 150,000 դոլար: Այնուամենայնիվ, տեղադրման ժամանակ են ծախսերը իսկապես աճում: Նոր տրանսֆորմատորների, բարձր լարման բաշխիչ սարքավորումների, հսկայական բետոնե հարթակների և լայնածավալ խրամատների անհրաժեշտությունը կարող է տեղադրման ծախսերը հասցնել 100,000-250,000 դոլարի:յուրաքանչյուր կայքի համարՉորս դիսպենսեր ունեցող գերարագ կայքը կարող է հեշտությամբ գերազանցել 500,000 դոլարը ընդհանուր կապիտալ ծախսերի առումով։

Գործառնական ծախսեր (OPEX). Ընթացիկ բեռ

Լիցքավորիչ ունենալը ենթադրում է ոչ միայն էլեկտրաէներգիայի համար վճարելը։

1. Ցանցի վճարներՑանցային լիցքավորիչները պահանջում են բջջային կամ Wi-Fi կապ և ծրագրային հարթակ՝ վճարումները կառավարելու և մոնիթորինգը կառավարելու համար: Սա սովորաբար արժե տարեկան 150-300 դոլար մեկ միացքի համար L2-ի և 500-1500 դոլար մեկ միավորի համար DCFC-ի համար:
2. ՍպասարկումՄինչդեռ L2 բլոկները քիչ շարժական մասեր ունեն, L3 բլոկները ներառում են սառեցման պոմպեր, օդափոխիչներ և ծանրաբեռնվածության կոնտակտորներ, որոնք պահանջում են տարեկան ստուգումներ։
3. Էլեկտրաէներգիայի ծախսեր և պահանջարկի վճարներԻնչպես քննարկվել է 7-րդ գլխում, DCFC-ի պահանջարկի վճարները կարող են կազմել ամսական կոմունալ վճարների 60-80%-ը, եթե դրանք ճիշտ չկառավարվեն։

Ակտիվների ամորտիզացիա և կյանքի ցիկլ

Հաշվապահական տեսանկյունից, էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների մատակարարման սարքավորումները (EVSE) սովորաբար արժեզրկվում են 5-ից 10 տարվա ընթացքում:

• 2-րդ մակարդակի դիմացկունությունL2 լիցքավորիչները համեմատաբար պարզ են։ Ճիշտ պատյանով դրանք կարող են ծառայել 10+ տարի։ Հիմնական ռիսկը մեխանիկական խափանումը չէ, այլ «տեխնիկական հնացումը»՝ վարորդները ցանկանում են NACS մալուխներ կամ ավելի բարձր ամպերաժներ։
• 3-րդ մակարդակի կենսացիկլDCFC տեխնոլոգիան արագ զարգանում է։ 2018 թվականին տեղադրված 50 կՎտ հզորությամբ լիցքավորիչն այսօրվա չափանիշներով արդեն համարվում է «դանդաղ»։ Հզորության էլեկտրոնիկան (ինվերտորներ և ուղղիչներ) գտնվում է բարձր լարվածության տակ և ունի 7-8 տարվա իրատեսական աշխատանքային կյանք, նախքան էական բաղադրիչների փոխարինման անհրաժեշտություն կառաջանա։

ROI և եկամտի մոդելներ

Ինչպե՞ս է լիցքավորիչը վճարում իր համար։

• Ուղղակի եկամուտՎճարի գանձում կՎտժ-ի կամ րոպեի համար։ Սա դժվար է L2-ի համար՝ ցածր թողունակության պատճառով. այն ավելի տարածված է DCFC-ի համար։
• Անուղղակի եկամուտՄանրածախ խանութների համար գույքի արժեքի բարձրացում, վարձակալների պահպանում կամ «գրավչության արժեք»։
• ԳովազդՈրոշ լիցքավորիչներ ներառում են մեծ էկրաններ տնից դուրս (DOOH) թվային գովազդի համար, ստեղծելով երկրորդային եկամտի հոսք։
• Ածխածնային վարկերԿալիֆոռնիայի (LCFS) նման իրավասություններում լիցքավորման կայանների սեփականատերերը կարող են վաստակել և վաճառել ածխածնային կրեդիտներ՝ հիմնվելով տրանսպորտային միջոցներին մատակարարվող վերականգնվող էներգիայի քանակի վրա։

Գլուխ 10. Սպասարկում, հուսալիություն և ծրագրային ապահովման ինտեգրում. EVSE գործողությունների թաքնված ծախսերը

Վաղ շրջանի էլեկտրական մեքենաների լիցքավորման արդյունաբերության «Աքիլեսյան գարշապարը» եղել է հուսալիությունը: Փչացած լիցքավորիչն ավելի վատ է, քան լիցքավորիչի բացակայությունը, քանի որ այն ստեղծում է «հեռավորության անհանգստություն» և վնասում ապրանքանիշի հեղինակությանը:

Սպասարկման հիերարխիա

Խնամքը բաժանված է երեք կատեգորիայի.

1. ԿանխարգելիչՏարեկան ստուգումներ, օդային ֆիլտրերի մաքրում (DCFC-ում), մալուխի ամբողջականության ստուգում և RCD (մնացորդային հոսանքի սարքի) ակտիվացուցիչների ստուգում։
2. ՈւղղիչԿոտրված էկրանների վերանորոգում, վնասված միացուցիչների փոխարինում (հաճախակի երևույթ՝ ընկնելու հետևանքով վնասվելու պատճառով) և ծրագրային ապահովման խափանումների վերագործարկում։
3. ԿանխատեսողԿայանի անջատումից առաջ անսարք բաղադրիչը հայտնաբերելու համար ներքին ջերմաստիճանի և լարման տատանումների վերահսկման համար օգտագործվում են IoT սենսորներ։

Ծրագրային ապահովման ինտեգրացիա և փոխգործունակություն

Լիցքավորման կայանը ցանցային համակարգիչ է: Ծրագրային ապահովման խնդիրները կազմում են խափանումների մեծ տոկոսը:

• Բաց լիցքավորման կետի արձանագրություն (OCPP)Հաղորդակցության ոլորտի ստանդարտը։ Համոզվեք, որ ձեր սարքավորումները համապատասխանում են «OCPP 1.6J» կամ «OCPP 2.0.1» ստանդարտներին՝ հեռակա ախտորոշման և ներկառուցված ծրագրային ապահովման թարմացումների համար։
• Ռոումինգ և միացում և լիցքավորում (ISO 15118)Նպատակն այն է, որ վարորդը պարզապես միացնի իր մեքենան հոսանքին, և լիցքավորիչը ավտոմատ կերպով նույնականացնի մեքենան և հաշիվը կուղարկի օգտատիրոջ հաշվին՝ առանց հավելվածների կամ RFID քարտերի անհրաժեշտության։ Սա պահանջում է վկայագրերի բարդ կառավարում մեքենայի արտադրողի, լիցքավորման ցանցի և վճարային դարպասի միջև։

«Աշխատանքի ժամանակի» կարևորությունը

Խոշոր դրամաշնորհները (ինչպիսին է NEVI ծրագիրը ԱՄՆ-ում) այժմ պահանջում են 97% անխափան աշխատանքի ժամանակ։ Դրան հասնելու համար անհրաժեշտ է սպասարկման մակարդակի համաձայնագիր (SLA)՝ սպասարկման մատակարարի հետ, որը կարող է երաշխավորել տեխնիկի տեղում ժամանումը 24-48 ժամվա ընթացքում։

Գլուխ 11. Կարգավորող դաշտ, խթաններ և գլոբալ ստանդարտներ

Լիցքավորման ենթակառուցվածքների ներդրումը մեծապես կախված է կառավարության քաղաքականությունից։

Ֆինանսական խթաններ

Գրեթե բոլոր զարգացած երկրները առաջարկում են սուբսիդիաների որոշակի տեսակներ։

• Հարկային վարկերԱՄՆ-ում 30C հարկային վարկը ապահովում է սարքավորումների և տեղադրման արժեքի մինչև 30%-ը։
• Ուղղակի դրամաշնորհներNEVI-ի (Ազգային էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների ենթակառուցվածք) նման ծրագրերը միլիարդավոր դոլարներ են տրամադրում մայրուղիների միջանցքների երկայնքով DCFC-ների համար։
• Կոմունալ ծառայությունների զեղչերՇատ էլեկտրաէներգիայի մատակարարներ առաջարկում են «Պատրաստման» ծրագրեր, որոնց շրջանակներում նրանք վճարում են տրանսֆորմատորի և խրամատների փորման համար, իսկ կայքի հյուրընկալող ընկերությունը վճարում է միայն լիցքավորիչների համար։

Շինարարական կանոնակարգեր և «էլեկտրամեքենաների համար պատրաստ» պարտադիր պահանջներ

Նոր շինարարական նորմերը ավելի ու ավելի շատ պահանջում են «EV Capacity» կամ «EV Ready» կայանատեղիներ։

• Էլեկտրական շարժիչով աշխատելու համար նախատեսվածՋրատարը տեղադրված է, բայց լարերը կամ վահանակի հզորությունը բացակայում են։
• Էլեկտրական մեքենայի համար պատրաստԼրիվ շղթան տեղադրված է միացման տուփի մեջ։
• Էլեկտրական մեքենան տեղադրված էԼիցքավորիչը առկա է և աշխատում է։

Շինարարության ընթացքում «EV Ready» պարտադիր կարգավորումը 5-10 անգամ ավելի էժան է, քան շինարարության ընթացքում ավելի ուշ վերանորոգումը։

Համաշխարհային ստանդարտներ և անվտանգության վկայագրեր

Բոլոր սարքավորումները պետք է համապատասխանեն խիստ անվտանգության չափանիշներին.

• UL 2231 և UL 2594Հյուսիսային Ամերիկայում։
• CE և IEC 61851Եվրոպայում։

Այս ստանդարտները ապահովում են, որ լիցքավորիչը անվտանգ է օգտագործել անձրևի, ձյան և ծայրահեղ շոգի պայմաններում, և որ այն անվտանգ կերպով անջատի հոսանքը, եթե անսարքություն հայտնաբերվի։

Գլուխ 12. Եզրակացություն. Ընտրության համադրում. Առևտրային և համայնքային որոշում կայացնողների համար շրջանակ

2-րդ և 3-րդ մակարդակների DC արագ լիցքավորման միջև ընտրություն կատարելը բազմաչափ որոշում է, որը հավասարակշռում է արագությունը, արժեքը և նպատակը։

Որոշումների մատրից

1. Մնալու ժամանակըԵթե ​​>4 ժամ է, օգտագործեք 2-րդ մակարդակը։ Եթե <1 ժամ է, օգտագործեք 3-րդ մակարդակը։
2. Էլեկտրական հզորությունԱրդյո՞ք տեղանքն ունի 480 Վ եռաֆազ հոսանք։ Հակառակ դեպքում L3-ը կպահանջի կոմունալ ծառայությունների լայնածավալ արդիականացում։
3. ԲյուջեL2-ը մասշտաբի համար է, L3-ը՝ թողունակության։
4. Օգտատիրոջ պրոֆիլՍրանք բնակիչներ են (L2), աշխատակիցներ (L2), թե՞ ճանապարհորդներ (L3):

Առաջ գնալու ուղին

Լիցքավորման ապագան ոչ թե մեկում է, ոչ էլ մյուսում, այլ էկոհամակարգում։ Մենք շարժվում ենք դեպի մի աշխարհ, որտեղ լիցքավորումը «ամենուրեք է և անտեսանելի»։ 2-րդ մակարդակի լիցքավորիչները մեր քաղաքներում նույնքան տարածված կլինեն, որքան լուսային սյուները՝ ապահովելով էներգիայի դանդաղ և կայուն բազային բեռ։ 3-րդ մակարդակի լիցքավորիչները կլինեն բարձր հզորության կենտրոններ, որոնք կպահպանեն մեր լոգիստիկան շարժման մեջ և մեր երկար հեռավորությունների ճանապարհորդությունները անխափան։

Մշակողների և պլանավորողների համար ուղերձը հստակ է.Մտածեք երկարաժամկետ հեռանկարում։Մի՛ տեղադրեք միայն այն, ինչ ձեզ անհրաժեշտ է այսօրվա վաղ շրջանի օգտագործողների համար: Նախագծեք այն միլիոնավոր էլեկտրական մեքենաների համար, որոնք վաղը ճանապարհներին կլինեն: Կենտրոնացեք հուսալիության վրա, առաջնահերթություն տվեք ծրագրային ապահովման փոխգործունակությանը և կառուցեք բազմաշերտ ցանց, որը կբավարարի բոլոր վարորդների կարիքները՝ անկախ նրանից, թե որտեղ են նրանք գտնվում կամ որքան արագ պետք է շարժվեն: Տրանսպորտի էլեկտրաֆիկացիան մարաթոն է, այլ ոչ թե սպրինտ, և այսօր կառուցվող ենթակառուցվածքները կորոշեն շարժունակության լանդշաֆտը առաջիկա տասնամյակների ընթացքում:

Լրացուցիչ խորը վերլուծություն. տեխնիկական և տնտեսական ընդլայնում

2-րդ և 3-րդ մակարդակի ենթակառուցվածքների ռազմավարական ըմբռնումն ավելի կատարելագործելու համար մենք պետք է ավելի խորը ուսումնասիրենք այս ոլորտը շարժող մանրամասն տեխնիկական բաղադրիչները և տարածաշրջանային տնտեսական մոդելները։

Խորը ուսումնասիրություն Ա. Սիլիցիումի կարբիդի (SiC) հեղափոխությունը DC արագ լիցքավորման մեջ

Ավանդական սիլիցիումի (Si) վրա հիմնված ուժային էլեկտրոնիկայից սիլիցիումի կարբիդի (SiC) անցումը խաղի կանոնները փոխող է եղել 3-րդ մակարդակի լիցքավորման արդյունավետության համար: SiC MOSFET-ները թույլ են տալիս ունենալ ավելի բարձր անջատման հաճախականություններ և ավելի լավ ջերմահաղորդականություն: Սա թարգմանաբար նշանակում է.

1. Ավելի բարձր արդյունավետությունAC-ից DC փոխակերպման ժամանակ էներգիայի կորստի կրճատում մոտավորապես 10-12%-ից մինչև 4%-ից պակաս։ Բարձր հզորության լիցքավորիչի ողջ կյանքի ընթացքում այս 6%-ի բարելավումը խնայում է հազարավոր դոլարներ վատնված էլեկտրաէներգիայի վրա։
2. Կոմպակտ դիզայնSiC-ն թույլ է տալիս տեղադրել ավելի փոքր հզորության մոդուլներ, որոնք հնարավորություն են տալիս տեղավորել 150 կՎտ հզորություն նախկինում 50 կՎտ հզորության համար անհրաժեշտ տարածքում։
3. Ավելի լավ հուսալիությունՋերմության առաջացման նվազումը նշանակում է բաղադրիչների և օդափոխիչների վրա ավելի քիչ ծանրաբեռնվածություն, ինչը երկարացնում է խափանումների միջև միջին ժամանակը (MTBF):

Խորը ուսումնասիրություն B. 2-րդ մակարդակի կլաստերների համար նախատեսված բեռի հավասարակշռման առաջադեմ ալգորիթմներ

Աշխատանքային կամ բնակելի միջավայրերում «հզորության բաշխման» կամ «բեռնվածության հավասարակշռման» տրամաբանությունն է, որը հնարավոր է դարձնում L2-ի լայնածավալ տեղակայումը։

• Ստատիկ բեռի հավասարակշռումՀզորության որոշակի քանակ (օրինակ՝ 40 Ա) հավասարապես բաշխվում է բոլոր միացված մեքենաների միջև։ Եթե մեկ մեքենա ավարտում է աշխատանքը, նրա բաժինը վերաբաշխվում է։
• Դինամիկ բեռի հավասարակշռումԼիցքավորման ցանցը վերահսկում էամբողջ շենքիէլեկտրաէներգիայի սպառումը իրական ժամանակում։ Երբ վերելակները և HVAC համակարգերը աշխատում են գագաթնակետային ռեժիմով, լիցքավորիչները դանդաղում են։ Երբ գիշերը շենքը «հանգիստ» է դառնում, լիցքավորիչները հասնում են առավելագույն հզորության։ Սա կանխում է թանկարժեք կոմունալ ծառայությունների արդիականացման անհրաժեշտությունը։
• Առաջնահերթության վրա հիմնված լիցքավորումՕգտատերերը, ովքեր վճարում են վճար կամ ունեն շտապ մեկնման ժամ (մուտքագրվում է հավելվածի միջոցով), էլեկտրաէներգիայի բաշխման հերթում ստանում են ավելի բարձր «կշիռ»։

Խորը ուսումնասիրություն C. DCFC կայքի փոխկապակցման անատոմիան

Նախագծի ղեկավարի համար L3 կայքի «հաշվիչի հետևում» և «հաշվիչի առջևում» բաղադրիչների հասկացողությունը կարևոր է.

1. Կոմունալ կապի կետ (POI)Որտեղ կոմունալ ծառայության միջին լարման գծերը (օրինակ՝ 12.47 կՎ) հատվում են հաճախորդի սարքավորումների հետ։
2. Տախտակին ամրացված տրանսֆորմատորՆվազեցնում է լարումը կոմունալ ծառայությունների փոխանցման մակարդակից մինչև 480 Վ կամ 600 Վ եռաֆազ։
3. Կոմուտատորներ և պաշտպանությունՆերառում է գլխավոր անջատիչը, լարման անկումից պաշտպանությունը և մեկուսացման անջատիչները, որոնք պահանջվում են Ազգային էլեկտրական կանոնագրքով (NEC):
4. Մշտական ​​հոսանքի պահարաններ«Ուղեղները», որտեղ տեղի է ունենում փոխակերպումը։
5. Դիսպենսեր/փոստային բաժանմունք«Բենզինի պոմպի» ինտերֆեյսը, որտեղ օգտատերը միանում է։
6. Հաղորդակցության կենտրոնՀաճախ առանձին պատյան, որը պարունակում է բջջային մոդեմը և ցանցային կարգավորիչը։

Խորը վերլուծություն D: Սեփականության ընդհանուր արժեքի (TCO) համեմատական ​​աղյուսակ

Ստորև բերված է 4 նավահանգիստ ունեցող կայքի համար ենթադրական 10-ամյա ընդհանուր արժեքի համեմատություն։

Խորը ուսումնասիրություն E: Շրջակա միջավայրի և կայունության հաշվետվություն (ESG)

Կորպորացիաների համար էլեկտրական մեքենաների լիցքավորումը նրանց բնապահպանական, սոցիալական և կառավարման (ESG) հաշվետվությունների կարևոր մասն է կազմում։

• Scope 3 արտանետումներԼիցքավորման համակարգ տրամադրելով՝ ընկերությունը նպաստում է իր գործունեության հետ կապված 3-րդ մակարդակի արտանետումների (մշտական ​​ուղևորափոխադրումների) կրճատմանը։
• Վերականգնվող էներգիայի համապատասխանեցումՇատ լիցքավորման ցանցեր այժմ առաջարկում են «կանաչ լիցքավորման» տարբերակներ, որոնց դեպքում նրանք գնում են վերականգնվող էներգիայի վկայականներ (REC)՝ լիցքավորիչների կողմից սպառվող էներգիայի 100%-ը բավարարելու համար, ապահովելով, որ էլեկտրական մեքենան իսկապես «զրոյական արտանետումներ» ունենա։

Խորը ուսումնասիրություն F: Արհեստական ​​բանականության դերը լիցքավորման ցանցերում

Արհեստական ​​բանականությունը սկսում է օպտիմալացնել լիցքավորումը նախկինում անհնար համարվող ձևերով.

1. Գնի օպտիմալացումԱրհեստական ​​բանականությունը կարող է կանխատեսել, թե երբ կլինեն ցանցի գները ամենացածրը և համապատասխանաբար ժամանակացույց կազմել նավատորմի լիցքավորման համար։
2. Խափանման կանխատեսումՀազարավոր լիցքավորման սեանսներ վերլուծելով՝ արհեստական ​​բանականությունը կարող է հայտնաբերել որոշակի մեքենաների մոդելների և լիցքավորիչների միջև «ձեռքսեղմման» խափանումները, թույլ տալով արտադրողներին ծրագրային ապահովման թարմացումներ տեղադրել, նախքան վարորդը կհայտնվի խցանման մեջ։
3. Երթևեկության կառավարումՆավիգացիոն համակարգերը (ինչպիսիք են Google Maps-ը կամ Tesla Trip Planner-ը) օգտագործում են լիցքավորիչի իրական ժամանակի կարգավիճակը և արհեստական ​​բանականության կողմից կանխատեսված սպասման ժամանակը, որպեսզի վարորդներին ուղղորդեն ամենաարդյունավետ կանգառին՝ կանխելով հերթերի առաջացումը հայտնի կայարաններում։

Խորը վերլուծություն G: Տարածաշրջանային վերլուծություն՝ Եվրոպա vs. Հյուսիսային Ամերիկա vs. Չինաստան

«L2 vs L3» բանավեճը տարբեր տեսք ունի՝ կախված նրանից, թե որտեղ եք գտնվում։

• ԵվրոպաՔաղաքային բարձր խտությունը և տներում եռաֆազ հոսանքը 22 կՎտ L2 լիցքավորումը դարձնում են տարածված: DCFC ցանցերը, ինչպիսին է Ionity-ն, խիստ ստանդարտացված են:
• Հյուսիսային ԱմերիկաԵրկար հեռավորությունների մայրուղիներով երթևեկելուց կախվածությունը առաջնահերթություն է տվել «Ultra-Fast» 350 կՎտ DCFC-ին: Տնային լիցքավորումը հիմնականում միաֆազ է՝ 7.2 կՎտ:
• ՉինաստանԱշխարհում առաջատարը ծավալով։ Չինաստանն ունի L3 լիցքավորիչների լայն ցանց քաղաքներում՝ աջակցելու այն բնակչությանը, որտեղ քչերն ունեն անձնական ավտոտնակներ։ GB/T ստանդարտը համընդհանուր է։

Խորը ուսումնասիրություն H: Դիմացկունության գործոնը – V2H և պահեստային հզորություն

Բնական աղետի դեպքում, երկկողմանի էլեկտրական մեքենայի (օրինակ՝ Nissan LEAF-ի կամ Ford F-150 Lightning-ի) հետ զուգակցված 2-րդ մակարդակի լիցքավորիչը կարող է գործել որպես տնային գեներատոր: Այս «Տրանսպորտային միջոցից տուն» (V2H) հնարավորությունը կարող է էլեկտրաէներգիայով ապահովել տունը 3-5 օրվա ընթացքում: Մինչդեռ 3-րդ մակարդակի լիցքավորիչները սովորաբար չափազանց մեծ են տնային պահեստային հզորության համար, մշակվում են մասնագիտացված մշտական ​​հոսանքի սարքեր «միկրոցանց» կիրառությունների համար, որտեղ ամբողջ կամպուսը կարող է էլեկտրաէներգիայով սնվել էլեկտրական ավտոբուսների նավատորմից՝ ցանցի անջատման ժամանակ:

Խորը ուսումնասիրություն I. Հասանելիություն և ADA համապատասխանություն

Ապագայի համար պլանավորումը նշանակում է պլանավորում բոլորի համար: Հաշմանդամություն ունեցող ամերիկացիների մասին օրենքը (ADA) և նմանատիպ համաշխարհային կանոնակարգերը այժմ պահանջում են.

1. Միկրոավտոբուսով հասանելի տաղավարներԱվելի լայն տարածքներ անվասայլակի վերելակի տեղակայման համար։
2. Հասանելիության հեռավորությունԼիցքավորիչի էկրաններն ու միացուցիչները պետք է տեղադրվեն նստած դիրքից հասանելի բարձրության վրա։
3. Գործող մասերԾանր DCFC մալուխը միացնելու համար անհրաժեշտ ուժը պետք է կառավարելի լինի, ինչը հաճախ պահանջում է մոտորավորված մալուխների կառավարման համակարգեր։

Խորը ուսումնասիրություն J: Կիբերանվտանգությունը էլեկտրական մեքենաների էկոհամակարգում

Քանի որ լիցքավորիչները դառնում են միացված վերջնակետեր, դրանք դառնում են կիբեռհարձակումների թիրախ։

• Տվյալների գաղտնիությունՕգտատերերի վճարային տեղեկատվության և գտնվելու վայրի տվյալների պաշտպանություն։
• Ցանցային անվտանգությունԿանխել զանգվածային «բոտնետային» հարձակումը, որի դեպքում միաժամանակ միացվում են հազարավոր լիցքավորիչներ՝ էլեկտրաէներգիայի ցանցը անկայունացնելու համար։
• Ծրագրային ապահովման ամբողջականությունՀամոզվել, որ լիցքավորիչի վրա աշխատում է միայն լիազորված ծրագրակազմ՝ մեքենայի մարտկոցի «սահուն ներթափանցումը» կամ ֆիզիկական վնասը կանխելու համար։

Ժամանակակից ցանցերը օգտագործում են TLS 1.2+ կոդավորումը և սարքային մակարդակի անվտանգության մոդուլները (HSM)՝ լիցքավորման սեանսը պաշտպանելու համար։

Գլուխ 13. Ուսումնասիրություններ. Իրական աշխարհում ներդրման ռազմավարություններ

Տեխնիկական համեմատությունները իրականության մեջ հիմնավորելու համար մենք կուսումնասիրենք երեք տարբեր իրականացման սցենարներ, որոնք պատկերում են L2 և L3 ենթակառուցվածքների հաջող ինտեգրումը։

Ուսումնասիրություն 1. «Կանաչ աշխատավայր» կորպորատիվ համալիր

Սիլիկոնյան հովտի խոշոր տեխնոլոգիական ընկերությունը պետք է ապահովեր լիցքավորման համակարգ 500 աշխատակցի համար։

• ՄարտահրավերՀամալսարանական համալիրում սահմանափակ է էլեկտրաէներգիայի մատակարարումը։ Գլխավոր տրանսֆորմատորի արդիականացումը կարժենա 1.2 միլիոն դոլար և կտևի 18 ամիս։
• Լուծումը:
• Տեղադրվել է 100 2-րդ մակարդակի միացք (50 երկմիացքային կայան):
• Օգտագործվել է արհեստական ​​բանականության վրա հիմնված դինամիկ բեռի հավասարակշռումը՝ ընդհանուր հզորությունը 300 կՎտ-ի հասցնելու համար (գոյություն ունեցող պահեստային հզորությունը):
• Աշխատակիցների կայանատեղիում տեղադրվել է 8 մակարդակի 3 հաստատուն հոսանքի արագ լիցքավորիչ (յուրաքանչյուրը 60 կՎտ) այն վարորդների համար, ովքեր ժամանում են կրիտիկականորեն ցածր մարտկոցներով կամ արագ լիցքավորման կարիք ունեն աշխատանքից դուրս հանդիպումից առաջ։
• Արդյունքը«Լիցքավորման հարմարավետության» վերաբերյալ աշխատակիցների գոհունակության գնահատականները մեկ եռամսյակում աճել են 61%-ից մինչև 94%: L3 բլոկները բավարարել են «արտակարգ» պահանջարկը, մինչդեռ L2 ցանցը՝ ամենօրյա լիցքավորումը: Ցանցին միացված ընդհանուր հզորությունը մնացել է գործող 300 կՎտ սահմանաչափի սահմաններում՝ ամբողջությամբ խուսափելով տրանսֆորմատորի 1.2 միլիոն դոլարի արդիականացումից:

Հիմնական դասՇերտավոր L2/L3 ռազմավարությունը թույլ է տալիս կայքին սպասարկել 90% «ռուտինային» դեպքը էժան, դանդաղ սարքավորումներով և պահպանել թանկարժեք արագ լիցքավորման հզորություն 10% «արտակարգ» դեպքի համար՝ մաքսիմալացնելով բավարարվածությունը և միաժամանակ նվազագույնի հասցնելով ենթակառուցվածքների արժեքը։

Ուսումնասիրություն 2. Մայրուղու ճանապարհորդական հրապարակ

Միջին Արևմուտքում վառելիքի մանրածախ առևտրի կենտրոնի վերափոխման նախագիծը պետք է սպասարկեր անցումային մայրուղիների երթևեկությունը խիստ սահմանափակմամբ. դիզելային պոմպերի տարածքը չէր կարող զոհաբերվել ժամեր տևող լիցքավորման սեանսների համար:

• ՄարտահրավերՄայրուղու վարորդները սպասում են, որ 15-25 րոպեից կվերադառնան ճանապարհ։ L2 լիցքավորումն այստեղ անօգուտ է. տեղանքին անհրաժեշտ էր իսկական արագ լիցքավորման թողունակություն։
• ԼուծումըՏեղադրվել են 4 հեղուկով սառեցվող 180 կՎտ հզորությամբ հաստատուն հոսանքի արագ լիցքավորիչներ՝ CCS1 և NACS մալուխներով, որոնք ապահովված են 250 կՎտ/500 կՎտժ մարտկոցային էներգիայի կուտակման համակարգով (BESS): BESS-ը թույլ է տվել լիցքավորիչներին պայթել մինչև 360 կՎտ համակցված հզորությամբ գագաթնակետային պահանջարկի ժամանակ՝ միաժամանակ ցանցից սպառելով ընդամենը 150 կՎտ, ինչը տրանսֆորմատորի արդիականացումը հետաձգել է հինգ տարով:
• ԱրդյունքըՄիջին սեանսի տևողությունը նվազել է մինչև 22 րոպե, և կայքն այժմ վաստակում է $0.35/կՎտժ պրեմիում «արագ գծի» գներով: Մեկ կայանի թողունակությունը եռապատկվել է նախորդ 50 կՎտ հզորությամբ լիցքավորիչների համեմատ, իսկ BESS-ը ամսական $1,800-ով կրճատում է պահանջարկի վճարները:

Հիմնական դասԺամանակավոր երթևեկության համար L3 լիցքավորումը և BESS-ը շքեղություն չեն. դա միակ կոնֆիգուրացիան է, որն ապահովում է առևտրային թողունակություն առկա ցանցային միացման վրա։

Ուսումնասիրություն 3. Խառը օգտագործման մանրածախ առևտրի ուղղություն

Առևտրի կենտրոնը ցանկանում էր էլեկտրական մեքենաներ օգտագործող ընտանիքներին գրավել «լիցքավորեք գնումների ընթացքում» հարմարությամբ։

• Լուծումը40 L2 միացք (7.2 կՎտ) երկու կայանատեղիի վրա՝ 2-3 ժամյա գնորդների համար, գումարած 6 DC արագ լիցքավորիչներ (120 կՎտ) սննդի կետի մուտքի մոտ՝ ժամանակի սղության մեջ գտնվող այցելուի համար։
• ԱրդյունքըԲնակության ժամանակի տվյալները ցույց են տվել, որ երկրորդ կարգի օգտատերերը առևտրի կենտրոնում 38%-ով ավելի շատ են ծախսել, քան չվճարող գնորդները, մինչդեռ Վաշինգտոնի տաղավարները օրական 14 անգամ են շրջվել։ Լիցքավորման կետը 18 ամսվա ընթացքում դարձել է զուտ եկամտի կենտրոն։

Հիմնական դասL2-ի և L3-ի ճիշտ հարաբերակցությունը կախված է բնակության ժամանակից։ Մանրածախ առևտրի կետերը L2-ից եկամուտ են ստանում բնակության ժամանակի միջոցով, իսկ տարանցիկ միջանցքները՝ L3-ից՝ թողունակության միջոցով։ Հաջողակ ենթակառուցվածքը համատեղում է երկուսն էլ։

Եզրակացություն. Տեխնոլոգիայի համապատասխանեցումը օգտագործման դեպքին

Այս ուսումնասիրությունները մեկ եզրակացության են միանում. 2-րդ և 3-րդ մակարդակների լիցքավորումը մրցակիցներ չեն, դրանք լրացնող գործիքներ են: Ճիշտ համադրությունը որոշվում է բնակության ժամանակով, ցանցի հզորությամբ և եկամտի մոդելով: Այն կայքերը, որոնք դրանք դիտարկում են որպես մեկ, շերտավորված համակարգ, հասնում են ավելի բարձր օգտագործման, ավելի ցածր ենթակառուցվածքային ծախսերի և ավելի արագ փոխհատուցման, քան այն կայքերը, որոնք բացառապես հավատարիմ են մնում մեկ տեխնոլոգիային:

Հիմնական եզրակացություններ

• Զուգակցեք L2-ը պլանային, երկարատև լիցքավորման համար, իսկ L3-ը՝ արտակարգ կամ բարձր թողունակության պահանջարկի համար։
• Օգտագործեք դինամիկ բեռի հավասարակշռում և BESS՝ տրանսֆորմատորի թանկարժեք արդիականացումներից խուսափելու համար։
• Հաջողությունը չափեք օգտագործման, մեկ տաղավարի թողունակության և հաճախորդի բնակության վայրի, այլ ոչ թե տեղադրված միացքների քանակով։
• Հարմարեցրեք L2/L3 հարաբերակցությունը ձեր բնակության ժամանակի պրոֆիլին և վերանայեք այն ամեն տարի՝ էլեկտրական մեքենաների օգտագործման աճին զուգընթաց։

Կապվեք MIDA Power-ի հետ

2-րդ մակարդակի փոփոխական հոսանքի սյուներից մինչև 180 կՎտ հզորությամբ հեղուկով սառեցվող մշտական ​​հոսանքի արագ լիցքավորիչներ և BESS-ով հենվող էլեկտրական կենտրոններ, MIDA Power-ը տրամադրում է ամբողջական փաթեթ՝ սարքավորումներ, բեռի կառավարման ծրագրային ապահովում և շահագործման աջակցություն: Կապվեք մեզ հետ՝ անվճար տեղանքի գնահատման և ձեր երթևեկության օրինաչափություններին ու ցանցի սահմանափակումներին համապատասխանող խառը տեխնոլոգիաների գնանշման համար: