Operador de frota reduziu o tempo de inatividade de carregamento em 42% com pilhas de carregamento CC de 60KW e 80KW

Um operador de frota elétrica regional substituiu uma configuração de carregamento CA com defeito por 16 pilhas de carregamento CC Soutya de 60KW e 80KW. O tempo de carregamento por veículo caiu de 9,2 horas para 55 minutos, o tempo de atividade do carregador subiu para 99,1% e as horas extras relacionadas ao carregamento caíram US$ 99.000 por ano.

Histórico do cliente

O cliente administra uma operação comercial de entrega e transporte a partir de três depósitos no Centro-Oeste dos EUA. A frota abrange 110 veículos: 96 vans de carga elétricas com baterias de 60 a 75 kWh e 14 ônibus elétricos com baterias de 210 kWh. Aproximadamente 240 motoristas trabalham em dois turnos, e a garagem principal atende um raio de entrega de 180 milhas com partidas programadas às 05h00 e 14h00.

Dois novos contratos de distribuição no varejo adicionaram rotas noturnas no início de 2023, o que aumentou a quilometragem diária por van de 92 para 131 milhas. Uma meta de eletrificação da frota estadual exige que 60% da operação seja elétrica até 2027, e o depósito fica em 38%. Alcançar essa meta sem adicionar veículos ou motoristas depende do rendimento da cobrança.

O que estava bloqueando o plano de eletrificação da frota?

O depósito tinha 18 carregadores CA de nível 2 com potência nominal de 7,2 kW, espalhados por 40 baias marcadas. Uma recarga de 65 kWh levou 9,2 horas, então as vans ligaram às 18h30 e ficaram estacionadas até as 04h00. Apenas 18 das 40 baias tinham carregador, o que criava filas noturnas e obrigava os motoristas a embaralhar os veículos entre as baias. As recargas dos ônibus ao meio-dia eram impossíveis porque as unidades de CA não conseguiam fornecer energia suficiente dentro de uma janela de 90 minutos.

A confiabilidade piorou a situação. As 18 unidades vieram de dois fornecedores e rodaram em três aplicativos de gerenciamento separados. Os drivers redefiniam as falhas manualmente, o que levava de 40 a 90 minutos por incidente, e o registro de manutenção mostrava 31 chamadas de serviço relacionadas a cobranças nos seis meses anteriores à atualização. A perda de início de rota tornou-se rotina, e a garagem gastou US$ 9.400 por mês em horas extras de motorista e subcontratação de transportadoras terceirizadas para cobrir lacunas.

O que o operador tentou antes de mudar?

• Adicionando mais unidades CA de 7,2 kW.O Capex chegou a US$ 3.200 por barraca, mais US$ 6.100 por execução em valas e conduítes. O tempo de carregamento não mudou e o problema da fila de espera persistiu.
• Atualizando uma linha para 19,2 kW CA.Um piloto de seis baias reduziu o tempo de carregamento para 3,5 horas. Isso resolveu a cobrança noturna, mas ainda não deixou caminho para o retorno dos ônibus ao meio-dia.
• Locação de quatro unidades DC de 30 kW de dois fabricantes.As vans cobraram de forma aceitável, mas os ônibus com pacotes de 210 kWh consumiram mais energia do que as unidades poderiam fornecer por um período prolongado, e nenhuma plataforma do fornecedor expôs dados em nível de conector por meio de uma interface padrão. O despacho da frota não conseguiu ver qual veículo estava conectado e onde.

Dois anos e cerca de 214 mil dólares em hardware de carregamento e obras civis produziram um depósito que ainda não conseguia suportar a meta de 2027.

Por que escolher a pilha de carregamento Soutya 60KW / 80KW DC?

A operadora avaliou opções de 50 kW, 60 kW, 80 kW e 120 kW. Uma especificação de 120 kW exigia uma atualização do transformador cotada em US$ 96.000, mais um prazo de entrega da concessionária de 14 semanas, que o cronograma não poderia absorver. Os modelos de 60 kW e 80 kW correspondiam ao espaço disponível no local.

Quatro pontos técnicos decidiram a compra:

• Saída de pistola dupla com compartilhamento dinâmico de energia.Cada unidade de 80 kW fornece 80 kW a um único veículo ou divide a carga em dois conectores. Duas baias compartilham um gabinete, o que reduz o número de baias e o cabeamento necessário.
• Ampla faixa de entrada trifásica.As unidades aceitam entrada de 380 a 480 V CA, portanto o transformador de 500 kVA existente atendeu a instalação sem alteração de serviço.
• Suporte a protocolo aberto.A integração do OCPP 1.6J permitiu à operadora consolidar todas as 16 unidades em um painel de despacho em vez de três portais de fornecedores.
• Custo entregue por barraca.A configuração Soutya custou US$ 16.800 por barraca. Uma proposta concorrente de DC precificou a mesma contagem de baias em US$ 24.500 por baia, uma diferença de US$ 123.000 em todo o projeto.

A classificação do gabinete, o gerenciamento de cabos, uma faixa operacional de -30°C a +55°C e opções de conector CCS1/CCS2 com disponibilidade CHAdeMO cobriram a frota mista e as condições de inverno do Centro-Oeste.

Como foi implantado o local de carregamento de 60KW / 80KW DC?

O projeto durou 11 semanas desde o pedido de compra até a operação total.

1. Estudo de carga e auditoria de potência (semanas 1-2).A equipe de engenharia registrou o pico de demanda do depósito em 268 kW contra um transformador de 500 kVA, deixando 232 kW de espaço livre. Dezesseis conectores CC com saída completa da placa de identificação teriam excedido esse número, portanto o projeto incluía um limite de energia no nível do local.
2. Especificação de layout e cabo (semanas 3-4).Os carregadores foram posicionados de forma que cada baia marcada alcançasse um conector sem extensão. Os cabos de saída CC foram especificados de acordo com o padrão de cabo de carregamento EN 50620 e os conectores seguiram a série de interface IEC 62196.
3. Obras civis e instalação (semanas 5-8).Almofadas de concreto, postes de amarração, bandejas de cabos e quatro gabinetes de 80 kW, além de doze unidades de 60 kW, entraram sem interromper as partidas noturnas.
4. Comissionamento e integração OCPP (semanas 9 a 10).Todas as 16 unidades foram mapeadas para a plataforma de despacho, com autenticação RFID do motorista e relatórios de sessão por veículo.
5. Teste de estresse de gerenciamento de carga (semana 11).A equipe realizou um pico noturno em toda a baía com o limite do local ativo e verificou que nenhum veículo caiu abaixo do estado de carga alvo antes da partida.

O principal obstáculo:o transformador não suportava quatro gabinetes de 80 kW com potência total ao mesmo tempo. Em vez de reduzir a contagem de carregadores, o integrador definiu um limite máximo de 300 kW no controlador do carregador. Durante o pico das 18h30, cada unidade funciona a cerca de 62 kW em média e alterna a potência entre os conectores à medida que os veículos terminam. As vans ainda atingem 80% do estado de carga em menos de uma hora, e o transformador nunca excedeu 71% de sua classificação durante o teste

Que resultados a frota mediu após seis meses?

• Tempo de carregamento:9,2 horas a 55 minutos para a mesma recarga de 65 kWh, uma redução de 90%.
• Tempo de atividade do carregador:91,4% na antiga frota AC para 99,1% nas pilhas DC.
• Chamadas de serviço do fornecedor:31 nos seis meses anteriores à atualização, 4 nos seis meses seguintes.
• Custo de horas extras e subcontratação:$ 9.400 por mês a $ 1.150 por mês, uma economia anual de $ 99.000.
• Custo de energia por milha:US$ 0,29 a US$ 0,19 após agendamento fora de pico vinculado ao controlador de gerenciamento de carga.
• Disponibilidade de veículos na partida às 05:00:84% a 97%.

O efeito operacional ultrapassou as baias de carregamento. A Dispatch adicionou uma terceira rota diária por van sem compra de veículos. As recargas de ônibus ao meio-dia tornaram-se padrão, o que eliminou um ônibus reserva a diesel que custava US$ 41.000 por ano para operar. A garagem agora informa o desempenho da cobrança na mesma revisão semanal da conclusão da rota.

Depoimento do cliente

“O depósito costumava funcionar de acordo com um cronograma baseado na disponibilidade do carregador”, disse o diretor da frota. "Agora a programação executa os carregadores. Dois invernos depois, o único problema do carregador que tirou um veículo de serviço foi um cabo conector danificado após uma colisão no pátio."

O líder de manutenção acrescentou: "Quatro chamadas de serviço em seis meses, em vez de trinta e uma, mudaram a forma como a equipe planeja sua semana. Ninguém mais reinicia os carregadores manualmente às 02h".

Lições e recomendações

• Audite o headroom do transformador antes de especificar a contagem do carregador.O limite do site e o design de compartilhamento de poder não custaram nada a mais e evitaram uma atualização de utilitário de US$ 96.000. A contagem do carregador deve seguir o estudo de carga, e não o contrário.
• Consolide um protocolo aberto desde o primeiro dia.Três portais de fornecedores criaram pontos cegos no envio. O suporte OCPP 1.6J transformou 16 unidades em uma visualização.
• Faça dos padrões de cabos e conectores uma porta de aquisição.A conformidade com EN 50620 e IEC 62196 nos documentos de licitação eliminou dois fornecedores cujos cabos CC tinham uma vida útil flexível mais curta em climas frios.
• Reflexão:a operadora iniciaria as obras civis duas semanas antes e encomendaria um kit de peças de reposição para 12 meses com os carregadores. Um único cabo conector de reposição levou nove dias para chegar no primeiro inverno.

Os operadores de frota que avaliam pilhas de carregamento CC de 60KW ou 80KW podem revisar a configuração usada neste projeto emPilha de carregamento DC de Soutya 60KW 80KW.

Padrões da indústria referenciados

• EN 50620:2017— Cabos elétricos para carregamento de veículos elétricos. Define flexibilidade, resistência a intempéries, resistência a óleo e marcação de bainha para cabos de pilha de carregamento, com tensões nominais de AC 450/750V ou DC 0,6/1kV.CEN-CENELEC
• Série IEC 62196— Fichas, tomadas, conectores de veículos e entradas de veículos para carregamento condutivo de VEs. A Parte 1 cobre os requisitos gerais, a Parte 2 cobre as interfaces AC (Tipo 1/Tipo 2) e a Parte 3 cobre as interfaces DC, incluindo CCS e CHAdeMO.Loja virtual IEC