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I depositi delle flotte, le stazioni dei corridoi autostradali e gli hub di ricarica urbana si trovano tutti ad affrontare lo stesso vincolo di fondo: la connessione alla rete locale è limitata, ma la domanda di ricarica rapida continua ad aumentare. I caricabatterie DC multi-pistola sono una risposta diretta a questo vincolo. Invece di installare diversi caricabatterie rapidi CC indipendenti, ciascuno dei quali richiede il proprio armadio di conversione dell'alimentazione, protezione del circuito e caduta di rete, un sistema multi-pistola centralizza la conversione dell'alimentazione e distribuisce l'uscita CC a più erogatori. Questa architettura riduce l'ingombro, abbassa i costi di installazione e consente un uso più intelligente della capacità di rete disponibile.
AMPPALha concentrato i propri sforzi ingegneristici sulla costruzione di piattaforme multi-gun che rimangano di facile manutenzione, semplici da integrare e sufficientemente flessibili da supportare flotte di veicoli elettrici misti. La seguente panoramica tecnica spiega i parametri principali, la gamma di modelli, la logica di gestione dell'alimentazione, le opzioni dei connettori e le domande comuni dell'operatore.
Un caricabatterie rapido CC convenzionale è dotato di un armadio di alimentazione e di un distributore con uno o due cavi che servono un singolo parcheggio. Un caricabatterie CC multi-pistola utilizza un armadio di alimentazione centrale e più erogatori remoti o integrati, ciascuno con il proprio connettore di ricarica. L'armadio centrale contiene moduli di potenza impilabili che convertono l'energia della rete CA in CC. Il sistema quindi instrada l'energia CC ai distributori in uso. Ciò significa che un singolo sito può servire due, tre o quattro veicoli contemporaneamente senza duplicare l’intera catena di conversione dell’energia.
Per gli operatori che addebitano la tariffa, la differenza si manifesta nelle spese in conto capitale e nei costi operativi. Meno armadi significano meno lavoro concreto, meno scavi, meno collegamenti ai quadri e meno punti critici. I moduli di alimentazione all'interno dell'armadio possono essere condivisi tra connettori, quindi quando un veicolo rallenta la velocità di ricarica, la capacità rilasciata viene riassegnata a un altro connettore. Questo utilizzo dinamico è difficile da ottenere con caricabatterie completamente indipendenti.
La scheda tecnica di un caricabatterie CC multi-pistola deve essere letta come un documento a livello di sistema e non come una semplice classificazione del caricabatterie. AMPPAL pubblica i seguenti parametri per la sua attuale gamma multi-gun. I valori si applicano alle configurazioni standard; i requisiti della rete regionale possono influenzare la tensione e la frequenza di ingresso.
Questi parametri riflettono il sistema completo piuttosto che una singola porta di ricarica. Gli operatori dovrebbero prestare particolare attenzione all'intervallo di tensione di uscita e ai limiti di corrente, poiché tali valori determinano la velocità della sessione reale per diversi modelli di veicoli elettrici.
La linea di prodotti AMPPAL è organizzata per la potenza massima del mobile e il numero di erogatori collegati. La tabella seguente riassume le configurazioni standard. Sono disponibili miscele di pistole e tipi di connettori personalizzati per l'impiego in flotte di grandi dimensioni.
| Modello | Potenza di uscita massima | Numero di pistole | Corrente continua per pistola | Tensione in ingresso | Valutazione della custodia | Dimensioni (L×P×A) | Temperatura operativa |
| MG30-2 | 60 chilowatt | 2 | 150A | 480 VCA / 400 VCA | IP55/IP54 | 700×600×1850mm | Da -30°C a 55°C |
| MG60-3 | 120 chilowatt | 3 | 200A | 480 VCA / 400 VCA | IP55/IP54 | 800×700×1950mm | Da -30°C a 55°C |
| MG120-4 | 240 chilowatt | 4 | 250 A | 480 VCA / 400 VCA | IP55/IP54 | 1.200×800×2.000 mm | Da -35°C a 60°C |
| MG180-4 | 360 chilowatt | 4 | 500 A con raffreddamento a liquido | 480 VCA / 400 VCA | IP55/IP65 opzionale | 1.400×900×2.100 mm | Da -35°C a 60°C |
Ciascun modello utilizza lo stesso stadio di potenza modulare, quindi un armadio da 120 kW può essere aggiornato sul campo installando moduli aggiuntivi da 30 kW o 40 kW. Questa modularità semplifica inoltre l'inventario dei pezzi di ricambio per gli operatori che gestiscono più siti AMPPAL.
La funzionalità software più importante in un caricabatterie CC multi-pistola è la condivisione dinamica della potenza. La suddivisione fissa della potenza divide equamente la potenza nominale dell'armadio tra i connettori, il che spreca capacità quando uno o più veicoli riducono la velocità di carica. La condivisione dinamica della potenza legge continuamente la tensione e la corrente richieste da ciascun veicolo, quindi rialloca la capacità CC disponibile in tempo reale.
In un sistema AMPPAL, il controller centrale campiona ciascun veicolo connesso a intervalli di 100 ms. Se un veicolo entra in modalità a tensione costante e inizia a ridurre gradualmente il suo assorbimento di corrente, il controller rilascia la capacità inutilizzata ad altre sessioni attive. Ciò è particolarmente utile nei depositi di flotte dove diversi modelli di veicoli elettrici con tensioni di batteria diverse vengono caricati fianco a fianco. Un AMPPAL MG120-4 da 240 kW può fornire tutti i 240 kW a un singolo connettore quando gli altri tre sono inattivi o suddividerli in modo intelligente su quattro veicoli al variare della domanda.
Il sistema supporta inoltre limiti di potenza programmati e integrazione della risposta alla domanda. Gli operatori possono limitare la potenza totale del sito durante le finestre di picco della tariffa di servizio o consentire al caricabatterie di ridurre automaticamente il carico quando il sistema di gestione dell'edificio invia un segnale di risposta alla domanda. Questa funzionalità aiuta a evitare costosi oneri per la domanda e mantiene il sito di ricarica entro i limiti di connessione alla rete.
I caricabatterie CC multi-pistola sono utili tanto quanto il loro mix di connettori. AMPPAL costruisce ogni pistola su ordinazione con connettori CCS1, CCS2, CHAdeMO o GB/T. In Nord America, la configurazione più comune è CCS1 per i veicoli leggeri più CHAdeMO opzionale per i modelli legacy. Gli operatori europei e dell'Asia-Pacifico spesso scelgono solo CCS2 o un mix di CCS2 e CHAdeMO. Le configurazioni GB/T sono disponibili per i mercati che le richiedono.
Il raffreddamento dei cavi è diventato una variabile critica poiché le case automobilistiche spingono le tensioni del pacco a 800 V e le velocità di ricarica verso 350 kW. I cavi raffreddati ad aria sono più leggeri e di più semplice manutenzione, ma diventano spessi e pesanti sopra i 200 A continui. I gruppi di cavi raffreddati a liquido consentono correnti continue fino a 500 A mantenendo il diametro del cavo gestibile. AMPPAL offre erogatori raffreddati a liquido sull'MG180-4 e come aggiornamento opzionale sui modelli a basso consumo dove la protezione del futuro è una preoccupazione.
Ogni dispenser è disponibile con un sistema di gestione dei cavi integrato, inclusa la sospensione con cavo retrattile o il montaggio su braccio oscillante. Ciò riduce l'usura dei cavi e mantiene il vano di ricarica libero per i conducenti.
Le reti di ricarica richiedono una comunicazione affidabile tra il caricabatterie e il sistema di gestione centrale. I caricabatterie CC multi-pistola AMPPAL supportano OCPP 1.6J e OCPP 2.0.1, il che significa che possono connettersi alla maggior parte delle principali piattaforme di gestione della rete di ricarica senza middleware personalizzato. OCPP 2.0.1 aggiunge profili di sicurezza migliorati, comandi di ricarica intelligenti e gestione dei dati delle transazioni che semplificano la gestione delle flotte di grandi dimensioni.
I caricabatterie forniscono inoltre Modbus TCP per l'integrazione con i sistemi di gestione dell'energia locali. In un deposito in cui la generazione solare, lo stoccaggio delle batterie e il carico dell'edificio sono gestiti insieme, Modbus consente al caricabatterie di ricevere setpoint di alimentazione in tempo reale dal controller del sito. Il sistema può ridurre la produzione quando la produzione solare diminuisce o quando l'accumulo si scarica al limite programmato. Questo livello di integrazione è difficile da raggiungere con caricabatterie che espongono solo OCPP e nessun protocollo locale.
L'hardware di ricarica rapida CC funziona ad alta tensione e corrente elevata, quindi la conformità alla sicurezza non è negoziabile. I caricabatterie CC multi-pistola AMPPAL sono dotati della certificazione UL 2202 e UL 2594 per il mercato nordamericano, CSA C22.2 n. 346 per il Canada e marchio CE ai sensi degli standard IEC 61851-1 e IEC 61851-23 per l'Europa. Il percorso di conformità ISO 15118 consente l'autenticazione plug-and-charge, che riduce il numero di passaggi che un conducente deve eseguire per avviare una sessione.
Gli involucri sono progettati per l'installazione esterna in climi variabili. IP55 sul quadro elettrico protegge dalla polvere e dai getti d'acqua a bassa pressione provenienti da qualsiasi direzione. I dispenser IP65 opzionali aggiungono protezione per i siti costieri dove la nebbia salina è comune. L'intervallo di temperatura operativa compreso tra -35°C e 60°C copre la maggior parte degli scenari di implementazione, con logica di controllo del riscaldatore e della ventola che impedisce la formazione di condensa all'interno dell'armadio durante i rapidi cambiamenti di temperatura.
I depositi della flotta sono la soluzione più chiara per l’architettura multi-gun. I furgoni per le consegne, gli scuolabus e i veicoli dei servizi comunali spesso ritornano al deposito in orari simili e necessitano di tempi di consegna rapidi. Un sistema a quattro pistole consente a più veicoli di ricaricarsi durante la notte o durante una breve sosta senza richiedere che ciascun parcheggio disponga del proprio armadio a piena potenza. Il controllore centrale può anche dare priorità a veicoli specifici in base agli orari di partenza.
I corridoi pubblici di ricarica rapida beneficiano dello stesso hardware. Le aree di sosta e le stazioni di rifornimento autostradali spesso hanno una capacità elettrica limitata. Un armadio da 360 kW che alimenta quattro erogatori significa che quattro operatori possono iniziare a caricare immediatamente, anche se la potenza totale del sito è inferiore a quella richiesta dalla somma di quattro caricabatterie indipendenti. Il software di condivisione dinamica della potenza previene lunghe code e migliora l'esperienza complessiva per i conducenti che arrivano con stati di carica diversi.
I luoghi di lavoro e i punti vendita possono utilizzare sistemi multi-pistola più piccoli per offrire una ricarica rapida CC senza il costo di installazione di una stazione pubblica di dimensioni standard. Un AMPPAL MG30-2 può servire due posti auto mantenendo i costi di installazione gestibili per i proprietari di immobili. Poiché il sistema è modulare, il proprietario può aggiungere capacità in un secondo momento man mano che l'adozione dei veicoli elettrici cresce.
L'installazione di un caricabatterie CC multi-pistola richiede una maggiore pianificazione rispetto a un'unità a porta singola, ma il costo totale del sito è spesso inferiore per stazione di ricarica. L'armadio di alimentazione centrale dovrebbe essere posizionato il più vicino possibile al quadro principale per ridurre i costi dell'alimentatore CA. I distributori possono essere installati fino a 50 m dall'armadio utilizzando cavi di alimentazione CC, in base alle dimensioni dei cavi e ai calcoli della caduta di tensione. AMPPAL fornisce uno strumento di pianificazione del sito che calcola la sezione del cavo, la profondità della trincea e il declassamento termico in base al profilo di carico previsto.
Ciascun parcheggio deve avere una piattaforma in cemento o una superficie in asfalto adatta al peso del distributore e al sistema di gestione dei cavi. Si consigliano dissuasori o fermaruota per prevenire l'impatto del veicolo. L'armadio richiede uno spazio minimo di 800 mm su tutti i lati di accesso al servizio e di 1.000 mm davanti alla porta. Le unità sono progettate per l'ingresso dei cavi dal basso o dal retro, in modo da mantenere i condotti fuori dalla vista e ridurre i rischi di inciampo.
AMPPALI caricabatterie CC multi-pistola sono realizzati con pannelli di servizio ad accesso frontale e moduli di alimentazione modulari che possono essere sostituiti da un singolo tecnico utilizzando strumenti standard. Gli elementi di manutenzione più comuni sono la sostituzione del filtro dell'aria, l'ispezione dei cavi, i controlli dell'usura dei pin del connettore e gli aggiornamenti del firmware. I sistemi raffreddati a liquido richiedono il controllo del livello del liquido refrigerante e della pompa agli intervalli consigliati nel manuale di manutenzione.
Il controller del caricabatterie registra localmente tutti gli eventi di guasto, i dati di temperatura e i parametri di fornitura di energia e può inviarli al sistema di gestione della rete. Questi dati aiutano i team di manutenzione a diagnosticare i problemi da remoto prima di inviare un tecnico. La maggior parte dei guasti può essere risolta in remoto tramite comandi OCPP o riavviando un singolo modulo di alimentazione, riducendo così i tempi di inattività del sito.
D: È possibile caricare due o più veicoli alla massima velocità contemporaneamente su un caricabatterie CC multi-pistola AMPPAL?
R: Dipende dalla classificazione dell'armadietto e dalle richieste di addebito dei veicoli. Il sistema può fornire la massima potenza a una pistola quando le altre sono inattive. Quando sono collegati più veicoli, la potenza disponibile viene condivisa dinamicamente. Ad esempio, un modello da 240 kW può caricare un veicolo a 240 kW, due veicoli a 120 kW ciascuno o quattro veicoli a 60 kW ciascuno se tutti richiedono la stessa potenza. Se un veicolo diminuisce fino a 40 kW, il controller riassegna immediatamente i 20 kW rilasciati a un'altra sessione attiva. Ciò significa che i veicoli raramente si ricaricano al massimo quando l’armadio è completamente occupato, ma il sito nel suo insieme utilizza la capacità della rete in modo molto più efficiente di quanto farebbero i caricabatterie indipendenti.
D: Qual è la differenza tra la condivisione dinamica del potere e la ripartizione fissa del potere?
R: La ripartizione fissa della potenza divide equamente la capacità dell'armadio tra i connettori, indipendentemente dal fatto che ciascun veicolo possa utilizzarla. La condivisione dinamica della potenza misura la richiesta in tempo reale di ciascun veicolo e la tensione della batteria, quindi distribuisce la capacità di conseguenza. In un sistema AMPPAL, il controller campiona ogni veicolo connesso a intervalli di 100 ms. Se un veicolo riduce il proprio assorbimento di corrente durante la fase a tensione costante, tale capacità viene spostata su un altro connettore. La condivisione dinamica è l'unico approccio che massimizza l'utilizzo del connettore e riduce il tempo medio di sessione senza richiedere una connessione alla rete più ampia.
D: I caricabatterie DC multi-gun AMPPAL sono compatibili con i veicoli elettrici sia da 400 V che da 800 V?
R: Sì. Tutti i modelli di caricabatterie CC multipistola AMPPAL emettono un intervallo di tensione di 150-1000 V CC. Il caricabatterie rileva automaticamente la tensione della batteria del veicolo e regola l'uscita CC di conseguenza. Ciò significa che una Tesla Model 3 da 400 V e una Hyundai Ioniq 5 da 800 V possono caricarsi sulla stessa unità, su pistole diverse, contemporaneamente. Il sistema non richiede un booster esterno o moduli di ricarica separati per piattaforme ad alta tensione.
D: Quanti erogatori possono essere collegati a un armadio di alimentazione centrale AMPPAL?
R: Le configurazioni standard supportano due, tre o quattro pistole erogatrici per armadio. I modelli MG30-2 e MG60-3 sono progettati per siti compatti con due o tre posti auto. L'MG120-4 e l'MG180-4 supportano quattro cannoni e sono destinati a depositi più grandi o hub pubblici di ricarica rapida. Laddove siano necessari alloggiamenti aggiuntivi, più armadi centrali possono condividere un bus CC comune o essere gestiti come gruppo dallo stesso controller del sito. AMPPAL offre anche opzioni di distributori satellitari che estendono le baie di ricarica più lontano dall'armadio elettrico per i layout drive-through.
D: Che tipo di manutenzione richiede un caricabatterie CC multi-pistola?
R: La maggior parte dei caricabatterie DC a pistola multipla AMPPAL richiede quattro interventi di manutenzione di routine: pulizia o sostituzione del filtro dell'aria ogni sei-dodici mesi a seconda dell'esposizione alla polvere, ispezione visiva di cavi e connettori ogni tre mesi, aggiornamenti del firmware non appena rilasciati e un controllo annuale della coppia sulle terminazioni elettriche. I modelli raffreddati a liquido aggiungono un controllo del livello del liquido refrigerante e della pompa almeno due volte all'anno. Il sistema registra continuamente i dati relativi alla temperatura e ai guasti, pertanto molti problemi possono essere diagnosticati in remoto prima che venga inviato un tecnico. Poiché i moduli di alimentazione sono sostituibili a caldo, la sostituzione di un modulo richiede in genere meno di 30 minuti e non richiede lo spegnimento delle altre pistole.
D: È possibile aumentare la capacità di ricarica dopo l'installazione del sistema?
R: Sì. I caricabatterie CC multi-pistola AMPPAL utilizzano uno stadio di potenza modulare, quindi un armadio da 60 kW può essere aggiornato a 120 kW, un armadio da 120 kW a 240 kW e un armadio da 240 kW a 360 kW aggiungendo moduli di potenza. L'aggiornamento sul campo richiede un tecnico dell'assistenza e un aggiornamento del firmware. In alcuni casi, l'alimentatore CA e la protezione del circuito devono essere sovradimensionati per fornire la potenza maggiore, quindi l'aggiornamento dovrebbe essere pianificato con il progetto elettrico del sito originale. L’architettura modulare protegge l’investimento iniziale e consente agli operatori di aumentare la capacità di ricarica man mano che il traffico di veicoli elettrici cresce.
