Электрозарядная инфраструктура для общественного транспорта

Page 1

Page 2

ЭЛЕКТРОЗАРЯДНАЯ

ИНФРАСТРУКТУРА

Электрозарядная инфраструктура
для общественного транспорта

бщественный транспорт становится все

более экологически чистым и инноваци-

онным, ставя перед собой амбициозные

цели по электрификации, которые, с точки

зрения всех заинтересованных сторон, нарушают те-

кущую бизнес-модель.

Не существует универсального решения. Города

различаются не только спросом на транспорт, но

и структурными состояниями, топологией, финан-

совыми возможностями и т.д.

Существуют международные инициативы, такие

как «C40 cities», которые стимулиру-

ют рост рынка электробусов во всем

мире (рисунок 1), и Москва являет-

ся частью этой инициативы. К концу

2020 года парк электробусов в Мо-

скве достиг 500 единиц — больше,

чем в любом другом европейском го-

роде (в Лондоне сейчас 300 электро-

бусов, в Париже — 259, а в Берли-

не — 200)*. Электробусы в настоящее

время курсируют по 40 маршрутам по

городу, преодолевая расстояние от

350 до 400 километров в день.

Сантос

Кастаньеда

руководитель направления «Решения для электротранспорта»

Управления «Интеллектуальная инфраструктура» ООО «Сименс»

Рис

. 1.

Численность

парка

муниципальных

электробусов

мире

Источник

: Bloomberg NEF, “Electric Vehicle Outlook 2019”

2018

2022

2026

2030

2034

2038

2040

Млн шт.

1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0

Остальной мир

США

Индия

Европа

Китай

К 2023 году город планирует расширить авто-

парк до 2300 единиц, что составит треть парка

наземного транспорта города. А к 2030 году весь

парк наземного транспорта города должен соот-

ветствовать нулевому уровню выбросов.

Рост парка электрических автобусов ставит

перед городами новую задачу — построение опти-

мальной зарядной инфраструктуры, учитывающей

требования всех участников процесса (пассажиры,

эксплуатация автобусного парка, поставщик элек-

троэнергии, электросетевая компания и пр.).

6,&+$5*(8&

* https://www.autostat.ru/news/45889/

Page 3

Существует два концептуаль-

ных подхода:

– медленная, или ночная зарядка;

– быстрая, или зарядка на конечных

остановках следования электро-

буса.

У каждого из этих режимов за-

рядки есть свои плюсы и мину-

сы, и они хорошо проявляют себя

при разных условиях. Например,

в то время как ночная зарядка

осуществляется

исключительно

в депо, зарядка на промежуточных

и конечных остановках может быть

осуществлена по маршруту. Заряд-

ка на конечных станциях позволя-

ет уменьшить емкость накопителя

и обеспечить возможность перевозки большего

количества пассажиров или обеспечить более

длинный маршрут, чем концепция с медленной

зарядкой в депо.

Такое преимущество создает дополнительное

требование к наличию точки технологического

присоединения к электрическим сетям на конеч-

ных остановках следования маршрута и повы-

шает чувствительность системы к пробкам на

маршруте и любым другим непредвиденным об-

стоятельствам, связанным с временем прохожде-

ния и дистанцией маршрута.

Чтобы выбрать ту или иную стратегию разви-

тия электрозарядной инфраструктуры, необходи-

мо учитывать пять характеристик. Каждая харак-

теристика дает первичное представление о том,

какой концепции стоит отдать предпочтение.

Вместимость

депо

C учетом внедрения сис-

темы управления нагрузкой можно осущест-

влять зарядку парка, состоящего из 150 ав-

тобусов. Без системы управления нагрузкой

расходы на создание сети электроснабжения

резко возрастают из-за необходимости под-

ключения к сети более высокого напряжения.

Кроме того, депо, расположенные в центре

КОНЦЕПЦИЯ ПОСТРОЕНИЯ

ЗАРЯДНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ

Быстрая

заряд

–

ка

на

конечных

остановках

Медленная

или

ночная

зарядка

депо

ХАР

АК

ТЕРИС

ТИКА

ЭЛЕК

ТР

ОБ

УС

Пассажировместимость

больше

меньше

Автономия

больше

меньше

Вес

электробуса

меньше

больше

Чувствительность

дорожным

условиям

больше

меньше

города, могут иметь ограничения по вмести-

мости.

Наличие

технической

возможности

для

технологического

присоединения

элек

–

тросетям

зарядных

станций

на

конечных

остановках

Номинальная мощность зарядных

станций пантографного типа обычно составля-

ет от 300 до 600 кВт (как минимум 150 кВт). Это

минимальное значение мощности, необходимое

для быстрой зарядки электробусов.

родолжительность

цикла

зарядки

Элек-

тробусам, предназначенным для зарядки на ко-

нечных остановках, требуется не менее 5 минут

для осуществления зарядки, что должно быть

учтено при составлении маршрута.

Протяженность

маршрута

На сегодняш-

ний день средняя дистанция, проходимая

электробусом на одной зарядке, составляет

150 км, что намного меньше, чем протяжен-

ность маршрута у обычного автобуса. Поезд-

ка по маршруту, превышающему этот предел,

будет невозможна электробусами с ночной за-

рядкой.

Задержки

на

маршруте

следования

Опера-

торам автобусных парков, сталкивающимися

с серьезными задержками

на маршруте, рекоменду-

ется к использованию мо-

дель ночной зарядки, так

как данный подход не чув-

ствителен к таким задерж-

кам в отличие от подхода

с быстрыми зарядными

станциями.

В итоге очень важно

принять

стратегическое

решение, основанное на

конкретных особенностях

каждого города и операто-

ра. Скорее всего, лучшим

решением будет комбина-

ция ночной зарядки и за-

рядки на конечных оста-

новках.

SICHARGE UC –

Компактная

станция

зарядки

центральная

станция

№

3 (66) 2021

Page 4

ТЕХНИЧЕСКИЕ

ДАННЫЕ

ЗАРЯДНЫХ

СТАНЦИЙ

ЭЛЕКТРОЗАРЯДНАЯ

ИНФРАСТРУКТУРА

SICHARGE UC

100C/ 100

200C/200

400

600

800

Подключение электромобиля

Несъемный кабель

CCS

–

Зарядный модуль с кабелем CCS

с воздушным охлаждением

–

Зарядный модуль с кабелем CCS

с жидкостным охлаждением

–

Навес с монтажом на мачте

Перевeрнутый пантограф с мон-

тажом на мачте

–

Номинальные значения на входе

Напряжение

400 В переменного тока (3 фазы + PE) ± 10 %

Ток на фазу при номинальном

напряжении, A

152

228

456

683

911

Частота, Гц

50 / 60

Коэффициент мощности (cos φ)

> 0,98

Выход постоянного тока*

Пиковая мощность, кВт

125

200

400

600

800

Номинальная мощность, кВт

100

150

300

450

600

Ток (макс.), А

125

200

400

600

800

Напряжение (диапазон) постоян-

ного тока, В

10 … 1000

КПД n (при нагрузке 100%)

96% … 97%

Рабочие условия

Рабочая температура

–25°C…+45°C (по запросу — расширение нижнего предела до –40°C)

Механические характеристики

Условия эксплуатации

Монтаж в помещении и на улице

Защитный кожух

IP54, IK10 — для корпуса, IK09 — для ЧМИ

Материал корпуса

Оцинкованная сталь, покрытие C3

Цвет

Основной корпус: RAL 9006 — белый алюминий;

крыша и опорная плита: RAL 9017 — черный матовый

Общие габариты Ш x Г x В (мм)

700 x 800 x 1800

915 x 1000 x

2000

1500 x 1000 x

200

3000 x 1000 x 200

Приблизительная масса, кг

1000

1400

2780

4000

5600

Общие характеристики

Блок контроллера заряда

Siemens SIMATIC S7

Графический интерфейс пользо-

вателя

7-дюймовый сенсорный экран (опция)

Аутентификация пользователя

RFID (опция)

Подключение к сети

Интерфейс Ethernet / 3G / 4G / WLAN

Устройство электрозащиты

УЗО B-type (опция)

Протокол связи

OCPP 1.6 (J-SON)

Длина кабеля, м

3,5 / 6 / 10

Стандарты зарядки

EN 61851-1/23/24, ISO 15118 (DIN 70121)**

Стандарты ЭМС

EN 55016-2-1 и -3; EN 61000-4-2 и -3, и -4, и -5, и -6

Соответствие

SICHARGE UC –

Компактная станция зарядки

и центральная станция

SICHARGE UC –

Центральная

станция

SICHARGE UC –

Станция зарядки

высокой мощности

* Более подробная информация представлена в техническом руководстве

** Соответствие ISO15118-1 при стандартной эксплуатации, ведется работа над прочими условиями эксплуатации

Page 5

SICHARGE UC

Зарядный модуль

Воздушное охлаждение

Жидкостное охлаждение

SICHARGE UC

Навес с монтажом

на мачте

SICHARGE UC

Перевернутый

пантограф

* Во время зарядки приоритет отдается электромобилям, находящимся под навесом, установленном на мачте

Опции подключения

Зарядный модуль

Навес

с монтажом

на мачте

Перевернутый пантограф

Варианты исполнения

Кабели

с воздушным

охлаждением

Кабели

с жидкост-

ным охлаж-

дением

Промышлен-

ное исполне-

ние

Городское

исполнение

Промыш-

ленное ис-

полнение

ID-E

Промышлен-

ное исполне-

ние — рас-

ширенное

Выход постоянного тока*

Стандарт подключения

CCS type 2

CCS

OPPCharge

Пиковая мощность, кВт

125/200

400

800

Номинальная мощность, кВт

100/150

300

600

Ток, А

125/200

400

500

800

Напряжение (диапазон)

постоянного тока, В

10…1000

Рабочие условия

Рабочая температура

–25°C…+45°C (по запросу — расширение диапазона до –40°C…+55°C)

Механические характеристики

Степень зашиты

IP54, IK10 — для корпуса, IK09 — для ЧМИ

Установленная высота (мм)

2000 (915 при

настенном монтаже)

5000

5805

6573

Дорожный просвет (мм)

Н/Д

4635

от 4550 до 4650

Длина консольной части (мм)

3500

3955

4200

5200

Приблизительное расстояние

от мачты до бордюра (мм)

1900

1400

2400

Занимаемая площадь

тротуара (мм)

600 x 300

350 x 300

940 x 315

1300 x 330 1300 x 330

Рабочее расстояние

пантографа (мм)

Н/Д

900

Приблизительная масса, кг

95 (60 при

настенном

монтаже)

180

900

1975

1870

2300

Цвет

Основной корпус:

RAL 9006 — белый алюми-

ний, крыша и опорная плита:

RAL 9017 — черный матовый

RAL 9006 — белый алюминий

Материал

Оцинкованная сталь

с порошковым покрытием

Оцинкованная

сталь, покрытие

не ниже C3

Оцинкованная

сталь с пане-

лями из стекло-

пластика

Оцинкованная сталь,

покрытие не ниже C3

Общие характеристики

Стандарт связи

ПЛК

WiFi IEEE 802.11a

Количество допустимых

подключений (последова-

тельная зарядка)

до 5

Аутентификация

пользователя

RFID (опция)

Н/Д

RFID (опция)

Длина кабеля (м)

3,5 / 6 / 10

3,5 / 5

Н/Д

Соответствие

Подключение к сети

Интерфейс Ethernet / 3G / 4G / WLAN

Графический интерфейс

пользователя

7-дюймовый сенсорный

экран (опция)

Н/Д

Индикатор состояния зарядки

Светодиодный (опция)

Светодиодный

Н/Д

№

3 (66) 2021

Page 6

или

СИМЕНС

ПРЕДЛАГАЕТ

ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ

КОНФИГУРАЦИИ

СООТВЕТСТВИИ

ВАШИМИ

ПОТРЕБНОСТЯМИ

Компактные зарядные станции SICHARGE UC 100C и 200C с несъемным кабелем обеспечивают простое

подключение электромобиля напрямую.

Модели SICHARGE UC с 100-й по 400-ю серию поддерживают подключение до 5 зарядных модулей с воз-

душным охлаждением или 3 с жидкостным, а также контактных стоек автоматической зарядки.

SICHARGE UC мощностью до 800 кВт поддерживают последовательное подключение зарядных модулей

с жидкостным охлаждением, контактных стоек автоматической зарядки и пантографов.

ЭЛЕКТРОЗАРЯДНАЯ

ИНФРАСТРУКТУРА

До 5 устройств

или

Благодаря гибким опциям компоновки линейка SICHARGE UC всегда будет соответствовать Вашим потреб-

ностям.

Page 7

НОЧНАЯ

ЗАРЯДКА

В этом случае зарядная ин-

фраструктура сосредоточена

в одном месте, а электробусы

ходят из депо (как обычные ав-

тобусы).

Их эксплуатационные тре-

бования на дороге такие же,

как у топливных автобусов,

за исключением ограничений,

связанных с продлением их

маршрута (автономия).

Электробусы заряжаются

ночью, а днем могут один раз

вернуться в депо для подза-

рядки.

Теоретически соотношение

между электробусами и точка-

ми зарядки должно быть 1:1, на

практике количество точек за-

рядки немного меньше, чем количество электробусов.

Для ночной зарядки в депо идеально подходит

прямое подключение как к компактной станции

SICHARGE UC, так и к последовательно подклю-

ченным зарядным модулям.

ЗАРЯДКА

НА

КОНЕЧНЫХ

СТАНЦИЯХ

Электробусы курсируют по маршрутам, оборудован-

ным зарядными устройствами на одной или обеих

конечных станциях.

Электробусы заряжаются через пантограф, под-

ключенный к зарядной станции.

Если режим работы электробуса включает вре-

мя, достаточное для зарядки на терминале (от 5 до

10 минут), они могут работать без ограничений сво-

ей автономности. Соотношение зарядных устройств

и электробусов обычно составляет от 1:5 до 1:7.

В конце концов, какая бы стратегия зарядки ни

соответствовала вашим потребностям, у «Сименс»

есть варианты решений, которые позволят вам пра-

вильно распределить свои усилия и ресурсы на элек-

трификацию транспортных средств.

www.siemens.ru/smart-infrastructure

SICHARGE UC –

Станция

зарядки

высокой

мощности

№

3 (66) 2021

Оригинал статьи: Электрозарядная инфраструктура для общественного транспорта

Читать онлайн

Общественный транспорт становится все более экологически чистым и инновационным, ставя перед собой амбициозные цели по электрификации, которые, с точки зрения всех заинтересованных сторон, нарушают текущую бизнес-модель.