El operador de flota redujo el tiempo de inactividad de carga en un 42 % con pilas de carga de CC de 60 KW y 80 KW

Un operador de flota eléctrica regional reemplazó una configuración de carga de CA defectuosa con 16 pilas de carga Soutya de 60 KW y 80 KW de CC. El tiempo de carga por vehículo se redujo de 9,2 horas a 55 minutos, el tiempo de actividad del cargador aumentó al 99,1% y las horas extras relacionadas con la carga se redujeron en 99.000 dólares al año.

Antecedentes del cliente

El cliente gestiona una operación comercial de entrega y transporte desde tres depósitos en el Medio Oeste de EE. UU. La flota está compuesta por 110 vehículos: 96 furgonetas de carga eléctricas con baterías de 60 a 75 kWh y 14 autobuses lanzadera eléctricos con baterías de 210 kWh. Aproximadamente 240 conductores trabajan en dos turnos y el depósito principal atiende un radio de entrega de 180 millas con salidas programadas a las 05:00 y 14:00.

Dos nuevos contratos de distribución minorista agregaron rutas nocturnas a principios de 2023, lo que aumentó el kilometraje diario por camioneta de 92 a 131 millas. Un objetivo de electrificación de la flota estatal requiere que el 60% de la operación funcione con electricidad para 2027, y el depósito se sitúa en el 38%. Cumplir ese objetivo sin agregar vehículos ni conductores depende del rendimiento de la carga.

¿Qué estaba bloqueando el plan de electrificación de la flota?

El depósito tenía 18 cargadores de CA de nivel 2 con una potencia nominal de 7,2 kW, repartidos en 40 bahías marcadas. Una recarga de 65 kWh tardaba 9,2 horas, por lo que las furgonetas se enchufaban a las 18:30 y permanecían aparcadas hasta las 04:00. Sólo 18 de 40 compartimentos tenían cargador, lo que creaba una cola nocturna y obligaba a los conductores a cambiar los vehículos entre compartimentos. Era imposible recargar los autobuses a mediodía porque las unidades de aire acondicionado no podían suministrar suficiente energía en un lapso de 90 minutos.

La confiabilidad empeoró la situación. Las 18 unidades procedían de dos proveedores y se ejecutaban en tres aplicaciones de gestión independientes. Los conductores restablecieron las fallas manualmente, lo que tomó entre 40 y 90 minutos por incidente, y el registro de mantenimiento mostró 31 llamadas de servicio relacionadas con cargos en los seis meses anteriores a la actualización. Los inicios de ruta perdidos se convirtieron en una rutina y el depósito gastó $9,400 por mes en horas extras de los conductores y subcontratación de transportistas externos para cubrir los vacíos.

¿Qué intentó el operador antes de cambiar?

• Agregar más unidades de aire acondicionado de 7,2 kW.El gasto de capital aterrizó en $3,200 por puesto más $6,100 por recorrido en zanjas y conductos. El tiempo de carga no cambió y el problema de la cola persistió.
• Actualización de una fila a 19,2 kW CA.Un piloto de seis puestos redujo el tiempo de carga a 3,5 horas. Esto resolvió la carga nocturna, pero aún no dejó camino para el cambio de horario al mediodía para los autobuses lanzadera.
• Arrendamiento de cuatro unidades DC de 30 kW de dos fabricantes.Las camionetas se cargaban aceptablemente, pero los autobuses con paquetes de 210 kWh consumían más energía de la que las unidades podían entregar durante un período sostenido, y ninguna de las plataformas de los proveedores exponía datos a nivel de conector a través de una interfaz estándar. El despacho de flota no pudo ver qué vehículo estaba enchufado y en qué lugar.

Dos años y aproximadamente 214.000 dólares en hardware de carga y obras civiles produjeron un depósito que aún no podía soportar el objetivo de 2027.

¿Por qué elegir la pila de carga de CC de 60 KW/80 KW de Soutya?

El operador evaluó las opciones de 50 kW, 60 kW, 80 kW y 120 kW. Una especificación de 120 kW requería una actualización del transformador cotizada en $96,000 más un plazo de entrega de servicios públicos de 14 semanas, que el cronograma no podía absorber. Los modelos de 60 kW y 80 kW se adaptaban al espacio libre disponible en la obra.

Cuatro puntos técnicos decidieron la compra:

• Salida de doble pistola con poder compartido dinámico.Cada unidad de 80 kW entrega 80 kW a un solo vehículo o divide la carga en dos conectores. Dos bahías comparten un gabinete, lo que reduce el número de puestos y el cableado necesario.
• Amplio rango de entrada trifásico.Las unidades aceptan una entrada de 380 a 480 V CA, por lo que el transformador existente de 500 kVA sirvió a la instalación sin necesidad de cambiar el servicio.
• Soporte de protocolo abierto.La integración de OCPP 1.6J permitió al operador consolidar las 16 unidades en un panel de despacho en lugar de tres portales de proveedores.
• Costo de entrega por puesto.La configuración Soutya costó 16.800 dólares por puesto. Una propuesta competidora de DC valoró el mismo número de bahías en $24,500 por puesto, una diferencia de $123,000 en todo el proyecto.

La clasificación del gabinete, la gestión de cables, un rango operativo de -30 °C a +55 °C y las opciones de conector CCS1/CCS2 con disponibilidad de CHAdeMO cubrieron la flota mixta y las condiciones invernales del Medio Oeste.

¿Cómo se implementó el sitio de carga de CC de 60 KW/80 KW?

El proyecto duró 11 semanas desde la orden de compra hasta la plena operación.

1. Estudio de carga y auditoría de potencia (semanas 1-2).El equipo de ingeniería registró la demanda máxima del depósito en 268 kW frente a un transformador de 500 kVA, dejando 232 kW de espacio libre. Dieciséis conectores de CC con la salida completa de la placa de identificación habrían superado esa cifra, por lo que el diseño incluía un límite de alimentación a nivel del sitio.
2. Diseño y especificación de cables (semanas 3-4).Los cargadores se colocaron de manera que cada bahía marcada llegara a un conector sin extensión. Los cables de salida de CC se especificaron según el estándar de cables de carga EN 50620 y los conectores siguieron la serie de interfaz IEC 62196.
3. Obra civil e instalación (semanas 5-8).Se instalaron plataformas de concreto, bolardos, bandejas de cables y cuatro gabinetes de 80 kW más doce unidades de 60 kW sin interrumpir las salidas nocturnas.
4. Puesta en marcha e integración de OCPP (semanas 9-10).Las 16 unidades se asignaron a la plataforma de despacho, con autenticación RFID del conductor e informes de sesión por vehículo.
5. Prueba de estrés de gestión de carga (semana 11).El equipo realizó un pico nocturno en toda la bahía con el límite del sitio activo y verificó que ningún vehículo cayera por debajo de su estado de carga objetivo antes de la salida.

El principal obstáculo:el transformador no podía soportar cuatro armarios de 80 kW a plena potencia al mismo tiempo. En lugar de reducir el número de cargadores, el integrador estableció un límite de 300 kW en el controlador del cargador. Durante el pico de las 18:30, cada unidad funciona a aproximadamente 62 kW en promedio y cambia la energía entre conectores a medida que los vehículos terminan. Las furgonetas aún alcanzan el 80% de su estado de carga en menos de una hora y el transformador nunca superó el 71% de su potencia durante la prueba.

¿Qué resultados midió la flota después de seis meses?

• Tiempo de carga:De 9,2 horas a 55 minutos para la misma recarga de 65 kWh, una reducción del 90%.
• Tiempo de actividad del cargador:91,4% en la antigua flota de aire acondicionado y 99,1% en la flota de CC.
• Llamadas de servicio del lado del proveedor:31 en los seis meses anteriores a la actualización, 4 en los seis meses posteriores.
• Costo de horas extras y subcontratación:De $9,400 por mes a $1,150 por mes, un ahorro anual de $99,000.
• Costo de energía por milla:De $0,29 a $0,19 después de la programación fuera de horas pico vinculada al controlador de administración de carga.
• Disponibilidad de vehículos a las 05:00 salida:84% a 97%.

El efecto operativo llegó más allá de los puestos de carga. Dispatch agregó una tercera ruta diaria por camioneta sin comprar vehículos. Las recargas de los autobuses a mediodía se convirtieron en estándar, lo que eliminó un autocar de respaldo diésel cuyo funcionamiento había costado 41.000 dólares al año. El depósito ahora informa el rendimiento de la carga en la misma revisión semanal que la finalización de la ruta.

Testimonio del cliente

"El depósito solía funcionar según un cronograma de disponibilidad de cargadores", dijo el director de la flota. "Ahora el cronograma ejecuta los cargadores. Dos inviernos después, el único problema con el cargador que dejó a un vehículo fuera de servicio fue un cable conector dañado después de una colisión en el jardín".

El jefe de mantenimiento añadió: "Cuatro llamadas de servicio en seis meses en lugar de treinta y una cambiaron la forma en que el equipo planifica su semana. Ya nadie reinicia los cargadores a mano a las 02:00".

Lecciones y recomendaciones

• Audite el espacio libre del transformador antes de especificar el número de cargadores.El límite del sitio y el diseño de energía compartida no costaron nada adicional y evitaron una actualización de servicios públicos de $96,000. El recuento de cargadores debe seguir el estudio de carga, y no al revés.
• Consolide en un protocolo abierto desde el primer día.Tres portales de proveedores crearon puntos ciegos en el despacho. La compatibilidad con OCPP 1.6J convirtió 16 unidades en una sola vista.
• Haga de los estándares de cables y conectores una puerta de adquisición.El cumplimiento de EN 50620 e IEC 62196 en los documentos de licitación eliminó a dos proveedores cuyos cables de CC tenían una vida útil más corta en climas fríos.
• Reflexión:el operador iniciaría las obras civiles dos semanas antes y encargaría un kit de repuestos con los cargadores para 12 meses. Un único cable conector de repuesto tardó nueve días en llegar durante el primer invierno.

Los operadores de flotas que evalúan pilas de carga de CC de 60 KW u 80 KW pueden revisar la configuración utilizada en este proyecto enPila de carga de CC Soutya de 60 KW y 80 KW.

Estándares de la industria referenciados

• EN 50620:2017— Cables eléctricos para carga de vehículos eléctricos. Define flexibilidad, resistencia a la intemperie, resistencia al aceite y marcado de funda para cables de carga de pilotes, con tensiones nominales de CA 450/750 V o CC 0,6/1 kV.CEN-CENELEC
• Serie IEC 62196— Enchufes, tomas de corriente, conectores de vehículos y entradas de vehículos para carga conductiva de vehículos eléctricos. La Parte 1 cubre los requisitos generales, la Parte 2 cubre las interfaces de CA (Tipo 1/Tipo 2) y la Parte 3 cubre las interfaces de CC, incluidos CCS y CHAdeMO.Tienda web IEC