Решения для зарядки автопарка электромобилей: руководство по зарядке в депо и ночной зарядке

Когда служебные автомобили, коммерческий автопарк, развозные фургоны или автомобили персонала компании переходят на электротягу, самым важным вопросом становится уже не «какой автомобиль выбрать», а «где, когда и как мы будем эти автомобили заряжать». Зарядка автопарка — это совсем иная инженерная задача, чем настенное устройство для одного дома: ведь на одном объекте множество автомобилей делят ограниченную электрическую мощность и чаще всего хотят заряжаться в одни и те же часы.

Это руководство шаг за шагом объясняет, почему AC-зарядка в депо и ночью является основой автопарка, когда включается дневная DC-подзарядка, сколько устройств и какая мощность вам понадобятся (sizing), почему на многоавтомобильном объекте управление нагрузкой становится обязательным и как через OCPP выстраиваются авторизация и отчётность по водителям/автомобилям.

Почему зарядка автопарка отличается от домашней зарядки?

Дома автомобиль один, всю ночь остаётся подключённым к розетке, и времени до утра предостаточно. У автопарка картина меняется: число автомобилей растёт, у каждого своё окно стоянки, часть автомобилей днём находится на выезде, а мощность электрического подключения может не питать все устройства одновременно на полной мощности.

Поэтому в зарядке автопарка выходят на первый план три темы: (1) правильный тип и число устройств, (2) интеллектуальное распределение общей мощности объекта, (3) измерение того, какой автомобиль/водитель сколько энергии потребил. Без решения всех трёх переход автопарка на электротягу не будет устойчивым.

Зарядка в депо и ночью: основа автопарка — AC

Автомобили автопарка в основном ночью стоят на объекте, в депо или на парковке. Это самое длительное и самое дешёвое окно зарядки. Поскольку автомобили могут оставаться подключёнными к розетке 8–12 часов, высокая мощность не нужна; устройства AC Wallbox находятся в самом центре этого сценария.

При AC-зарядке преобразование выполняет onboard charger (бортовое зарядное устройство) внутри автомобиля; станция подаёт автомобилю переменный ток сети, а автомобиль преобразует его в постоянный ток, подходящий для его батареи. Поэтому AC-устройства проще, экономичнее и лучше подходят для развёртывания на большом числе парковочных мест.

Семейство AC Wallbox от Bemis E-V Charge предлагает модели с розеткой Type 2 в диапазоне мощности 7,4–22 kW; Type 2 — это стандартная розетка AC-зарядки в Турции и Европе. Эта медленная, но непрерывная ночная зарядка — самый надёжный и экономически выгодный способ добиться того, чтобы автопарк каждое утро выезжал заряженным.

Основное правило электрификации автопарка простое: проектируйте зарядку так, чтобы заряжать автомобили не быстро днём, а дёшево и бесшумно ночью.

Дневная DC-подзарядка: когда она нужна?

Не каждый автопарк укладывается только в ночь. В операциях со сменной работой, большим дневным пробегом, коротким интервалом между возвращениями в депо или круглосуточным сменным использованием автомобилей нужна быстрая дневная подзарядка. Здесь в дело вступает DC-быстрая зарядка CCS2.

При DC-зарядке преобразование выполняется не в автомобиле, а на станции; благодаря этому автомобилю напрямую подаётся постоянный ток высокой мощности, и время зарядки заметно сокращается. CCS2 — это стандартная розетка DC-быстрой зарядки в Турции и Европе. DC-станции CCS2 от Bemis E-V Charge используются для быстрой «энергетической подзарядки» автомобиля в короткие окна, такие как перерывы или паузы между доставками.

Практическая схема чаще всего оказывается гибридной: множество AC-настенных зарядников покрывают ночь, а несколько DC-станций CCS2 берут на себя срочную/критичную дневную подзарядку. Так и инвестиции остаются сбалансированными, и сохраняется операционная гибкость.

Число устройств и планирование мощности (sizing)

Выбор правильного числа устройств — самый критичный шаг проекта автопарка. Мало устройств означает очереди и незаряженные автомобили; избыточная мощность означает ненужные затраты на инфраструктуру. При планировании необходимо ответить на следующие вопросы:

• Сколько автомобилей в автопарке и сколько километров в среднем они проезжают в день?
• Каково окно стоянки автомобилей на объекте (сколько часов ночью они могут оставаться подключёнными)?
• Все возвращаются в один и тот же час или посменно/вразнобой?
• Какую мощность способно потреблять электрическое подключение объекта (пропускная способность имеющегося трансформатора/щита)?
• Какова мощность onboard charger автомобилей (например, принимают одну фазу или три)?
• Будет ли автопарк расти в ближайшем будущем (потребность в масштабируемости)?

Основное различие здесь — между kW (мощность, то есть скорость зарядки) и kWh (энергия, то есть общее количество, переданное автомобилю). Сколько «энергии» (kWh) автомобиль должен получить за ночь, вы рассчитываете из суточного пробега, делите это на длительность окна стоянки в часах и находите нужную «мощность» (kW). Для большинства автопарков множество маломощных точек AC эффективнее, чем несколько высокомощных точек.

Логика окна стоянки

Если автомобиль будет подключён ночью 10 часов, пытаться зарядить его за 1 час излишне. Распределение энергии на широкий промежуток времени позволяет и работать с менее мощными (а значит, более экономичными) устройствами, и распределять общую мощность объекта между большим числом автомобилей. В планировании автопарка определяющим является правило «чем длиннее окно, тем ниже требуемая мощность».

Почему на многоавтомобильном объекте управление нагрузкой обязательно?

Допустим, на объекте есть 10 AC-устройств по 22 kW. Если все они одновременно работают на полной мощности, возникает мгновенный спрос в 220 kW; однако подключение объекта может этого не выдержать. Именно здесь вступает в дело управление нагрузкой (load management / динамическое распределение мощности).

Управление нагрузкой интеллектуально распределяет имеющуюся общую мощность между подключёнными в данный момент автомобилями. Если подключено мало автомобилей, каждому подаётся больше мощности; если одновременно заряжается много автомобилей, мощность делится справедливо и не перегружает главный автомат защиты/трансформатор объекта. Так вы можете установить больше устройств без дорогостоящего увеличения мощности подключения или инвестиций в трансформатор.

• Статическое распределение: общая мощность делится между устройствами в фиксированных пропорциях.
• Динамическое распределение: оставшаяся на зарядку мощность распределяется в режиме реального времени в зависимости от мгновенного потребления объекта.
• Приоритизация: критичным автомобилям (например, служебной машине, которая рано утром выезжает) может быть предоставлен приоритет.

Управление нагрузкой в схеме автопарка — это не «роскошь», а практическая необходимость; ведь мощность объекта обычно ниже суммарной паспортной мощности всех устройств.

Авторизация по водителю и автомобилю: RFID и OCPP

В автопарке ответ на вопрос «кто, на каком автомобиле, сколько зарядил» критичен с операционной и финансовой точки зрения. Здесь выходят на первый план два понятия: авторизация (кто может начать зарядку) и отчётность (сколько энергии потреблено).

RFID-карты присваивают идентификатор каждому водителю или автомобилю; без прикладывания карты к устройству зарядка не начинается. Это одновременно предотвращает несанкционированное использование и привязывает каждую сессию зарядки к конкретному пользователю. OCPP (Open Charge Point Protocol) — это открытый протокол, обеспечивающий связь устройств с центральным программным обеспечением управления (CSMS).

OCPP-совместимые модели Bemis E-V Charge дают возможность удалённого мониторинга и интеллектуального управления: вы можете видеть устройства с одной панели, формировать отчёты по сессиям, настраивать права пользователей и разбивать потребление энергии по автомобилям или водителям. Чтобы узнать больше об OCPP, вы можете обратиться к нашему соответствующему руководству.

Прозрачность, которую отчётность даёт автопарку

• Разбивка потреблённых kWh по каждому автомобилю/водителю за месяц
• Распределение затрат и учёт расходов по отделам/филиалам
• Интенсивность использования точек зарядки (для планирования пропускной способности)
• Выявление неисправных или неиспользуемых устройств
• Прогноз потребности в дополнительных устройствах по мере роста автопарка

Масштабируемость: сегодня 5 автомобилей, завтра 50

Электрификация автопарка редко завершается в один заход; большинство компаний переходит поэтапно. Поэтому проектирование инфраструктуры с прицелом на будущее уже при первой установке экономит деньги и время. Когда щит, кабельная разводка и распределение мощности спланированы с самого начала с учётом роста, добавлять новые устройства становится намного проще и дешевле.

OCPP-совместимые устройства выгодны и с этой точки зрения: вновь добавленные станции включаются в ту же систему централизованного управления, и нет хлопот с управлением каждой по отдельности. Благодаря управлению нагрузкой имеющаяся мощность заново перераспределяется на растущее число устройств.

Перспектива совокупной стоимости владения (TCO)

Оценивая инвестиции в зарядку автопарка, нужно смотреть не только на цену устройства, но и на совокупную стоимость владения. При таком подходе стоимость установки рассматривается не сама по себе, а вместе с ценностью, которую она создаёт на протяжении срока эксплуатации.

• Устройства и установка (оборудование + электрическая инфраструктура)
• Эксплуатация: оптимизация расходов на энергию за счёт зарядки в низкозатратные окна, такие как ночной тариф
• Экономия на инфраструктуре за счёт отказа от инвестиций в увеличение мощности подключения/трансформатор благодаря управлению нагрузкой
• Корректное отнесение расходов и выявление потерь с помощью отчётности
• Более дешёвое добавление устройств в будущем благодаря масштабируемой инфраструктуре

При правильной схеме зарядка автопарка превращается в инвестицию, которая со временем уравновешивает первоначальные затраты низкими расходами на энергию и операционной эффективностью. (Точная экономия и срок окупаемости зависят от тарифа на электроэнергию, числа автомобилей, профиля использования и применимого законодательства, поэтому их следует рассчитывать индивидуально для конкретного объекта.)

Семейство оборудования, подходящее для автопарка

В проекте автопарка совместно работает не одно изделие, а целое семейство оборудования: множество AC-настенных зарядников для ночной зарядки, DC-станции CCS2 для дневной подзарядки, правильные кабели Type 2 для подключения автомобиля и OCPP-совместимые модели для удалённого управления. Bemis E-V Charge предлагает все эти компоненты отечественного производства под одной крышей.

Выбор кабеля Type 2 в автопарке также важен; кабель, подходящий под мощность onboard charger автомобилей (однофазный/трёхфазный, 16A/32A), напрямую влияет на скорость и безопасность зарядки. Именно здесь в дело вступает наш процесс B2B, который для корпоративных проектов автопарков рассматривает планирование, sizing и поставку оборудования в комплексе.

Итог: чек-лист для зарядки автопарка

• Множество AC-настенных зарядников для ночной зарядки/депо; несколько DC-станций CCS2 для критичной дневной подзарядки.
• Рассчитывайте число устройств (sizing) исходя из числа автомобилей, суточного пробега и окна стоянки.
• Заранее спланируйте управление нагрузкой (динамическое распределение мощности), чтобы не перегружать мощность объекта.
• Настройте авторизацию и отчётность по водителю/автомобилю с помощью RFID + OCPP.
• Проектируйте инфраструктуру масштабируемой с учётом будущего роста.
• Оценивайте инвестицию не по цене устройства, а по совокупной стоимости владения.

Компания, которая с самого начала правильно выстраивает эти шесть пунктов, сможет перевести свой автопарк на электротягу без сбоев, масштабируемо и с точки зрения затрат устойчиво.