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EL Di quanta energia dalla rete elettrica ha effettivamente bisogno una stazione di ricarica rapida in corrente continua? La risposta raramente corrisponde alla somma dei valori nominali di ogni singolo caricabatterie. Un calcolo utile per il sito parte dal fabbisogno energetico del veicolo, dal tempo di sosta, dalla possibilità di ricarica simultanea realistica, dalla potenza in ingresso in corrente alternata del caricabatterie, dal carico esistente dell'impianto e dal limite operativo concordato con il fornitore di energia. La gestione dinamica del carico, la produzione di energia solare e l'accumulo a batteria possono quindi essere valutati come risorse di controllo, non come scorciatoie per aggirare la progettazione elettrica.
La quantità di energia da ricaricare nella batteria del veicolo e la finestra temporale disponibile per la ricarica determinano la potenza media che il sito deve erogare.
L'arrivo dei veicoli, l'accettazione della ricarica, i connettori attivi e la condivisione dell'energia determinano la richiesta massima simultanea.
La gestione del carico e la gestione dei sistemi di accumulo di energia (BESS) possono mantenere la domanda al di sotto di un limite massimo prestabilito, qualora il piano operativo lo consenta.
Quali fattori determinano i requisiti di potenza delle stazioni di ricarica rapida in corrente continua?
Il fabbisogno energetico dei caricabatterie rapidi in corrente continua è determinato da molti fattori, non solo dal numero stampato sul caricabatterie stesso. Gli stessi quattro caricabatterie da 240 kW possono generare carichi di rete molto diversi in un nodo autostradale, un deposito logistico, una concessionaria auto e un complesso di uffici, poiché i veicoli, i flussi di arrivo, i tempi di sosta e le priorità operative sono differenti.
Lo strumento EVI-EnSitePy del National Laboratory of the Rockies modella le stazioni di ricarica ad alta potenza utilizzando orari dei veicoli, potenza nominale dei caricabatterie, numero di porte, efficienza dei caricabatterie, moduli di potenza, tipo di connettore, stato di carica del veicolo e accettazione della ricarica dipendente dalla temperatura. Valuta inoltre la potenza di picco della stazione, i requisiti di accumulo di energia, le code e le procedure di allocazione dell'energia.[1] Questo è un utile riassunto del perché un progetto serio necessiti di un profilo di carico piuttosto che di una semplice moltiplicazione.
| Ingresso | Domanda a cui rispondere | Perché cambia il risultato |
|---|---|---|
| fabbisogno energetico del veicolo | Quanti kWh deve ricevere ciascun veicolo prima della partenza? | Determina il fabbisogno energetico giornaliero totale che la ricarica deve erogare. |
| Finestra di permanenza | Per quanto tempo ciascun veicolo può rimanere collegato? | Finestre temporali più brevi richiedono una potenza media maggiore o una maggiore flessibilità operativa. |
| Accettazione della tariffa del veicolo | Quale potenza può assorbire il veicolo a ciascun livello di carica e temperatura? | Un veicolo potrebbe assorbire una quantità di energia di gran lunga inferiore alla potenza massima supportata dal caricabatterie. |
| Connettori attivi | Quante sessioni possono sovrapporsi? | Determina la domanda di ricarica simultanea e il rischio di code. |
| Condivisione del potere | L'alimentazione della stazione è dedicata o condivisa tra i connettori? | Modifica la potenza erogata da ciascun veicolo e l'ingresso CA totale della stazione. |
| Carico del sito esistente | Qual è il consumo energetico misurato dell'impianto durante le ore di ricarica? | Senza aggiornamenti o interventi di controllo, è disponibile solo la potenza elettrica residua. |
| limite di utilità | Qual è la capacità di importazione autorizzata al punto di connessione? | Definisce il limite massimo che l'intero sito deve rispettare. |
| Crescita futura | Aumenteranno il numero di veicoli, la potenza di ricarica o la domanda di infrastrutture? | Influisce sulla strategia relativa ai trasformatori, sulle opere civili, sui condotti, sui quadri elettrici e sull'espansione modulare. |
La potenza nominale non corrisponde alla domanda di rete.
Se un progetto prevede l'installazione di quattro caricabatterie CC da 240 kW, la potenza nominale complessiva dei caricabatterie è di 960 kW. Questo valore è importante: descrive la potenza nominale massima complessiva delle apparecchiature e identifica il limite superiore che la progettazione elettrica deve considerare. Non dimostra, tuttavia, che il sito assorbirà continuamente 960 kW.
La domanda effettiva può essere inferiore perché:
- Non tutti i connettori sono occupati contemporaneamente.
- I veicoli hanno diverse velocità massime di ricarica.
- Le batterie dei veicoli elettrici riducono la potenza di carica all'aumentare del livello di carica.
- Le condizioni di temperatura della batteria, sia troppo basse che troppo alte, possono limitare l'accettazione del veicolo.
- Una stazione a doppio connettore può condividere la sua potenza totale tra due veicoli.
- Il sistema di gestione della ricarica può imporre un limite massimo di potenza per sito o stazione.
- Alcuni veicoli possono attendere o caricare più lentamente senza violare i requisiti di partenza.
La domanda può anche essere superiore a quanto suggerito da un calcolo basato solo sulla potenza erogata dal veicolo, poiché il lato CA include le perdite di conversione del caricabatterie e il consumo ausiliario. Per la modellazione preliminare, i team di progetto dovrebbero distinguere energia fornita ai veicoli da Corrente alternata assorbita dall'apparecchiatura di ricaricaÈ necessario utilizzare la mappa di efficienza e i dati relativi al carico ausiliario forniti con il caricabatterie, anziché applicare una percentuale universale non supportata.
L'energia e la potenza devono essere calcolate separatamente.
Molti dei primi progetti confondevano i kilowatt con i kilowattora. Entrambi sono importanti, ma rispondono a domande diverse.
| Quantità | Cosa descrive | Esempio di domanda |
|---|---|---|
| kW | Ricarica istantanea o alimentazione dalla rete elettrica. | Qual è la massima domanda simultanea che il sito deve soddisfare? |
| kWh | Energia erogata nel tempo. | Quanta energia devono ricevere tutti i veicoli durante la finestra operativa? |
| kVA | Potenza apparente utilizzata per apparecchiature a corrente alternata come i trasformatori. | Qual è la potenza nominale del trasformatore richiesta, tenendo conto del fattore di potenza e delle condizioni di esercizio? |
Un deposito potrebbe necessitare di 2.400 kWh durante la notte, ma solo di 400 kW di potenza di ricarica controllata se i veicoli rimangono collegati per un tempo sufficiente. Un altro sito potrebbe invece richiedere meno energia totale, ma necessitare di un picco di consumo molto più elevato perché diversi veicoli hanno intervalli di tempo brevi tra una sosta e l'altra. La scelta del caricabatterie deve quindi tenere conto sia del fabbisogno energetico che del tempo disponibile per fornirlo.
Questa equazione è solo un punto di partenza. Il modello finale dovrebbe includere le perdite del caricabatterie, i carichi ausiliari, la sovrapposizione degli orari, lo stato di carica minimo alla partenza, la riserva operativa e i periodi in cui i veicoli non sono disponibili per la ricarica.
Un processo pratico per la stima della potenza del sito
Creare un programma energetico per veicoli
Per ogni classe di veicolo, registrare l'orario di arrivo, l'orario di partenza, lo stato di carica all'arrivo, lo stato di carica previsto, la capacità utilizzabile della batteria, l'energia normalmente consumata lungo il percorso, la massima accettazione in corrente continua e la riserva operativa minima. Utilizzare giorni operativi rappresentativi, non solo il giorno più agevole dell'anno.
Misurare il carico dell'impianto esistente
Acquisite dati di consumo misurati a intervalli regolari, relativi alla produzione normale, ai picchi stagionali, ai fine settimana e alle ore di ricarica dei veicoli. Una bolletta mensile che mostri solo il consumo massimo non rivela come il carico dell'edificio si sovrapponga alle ore di ricarica.
Modello Caricabatterie e comportamento del veicolo
Applicare la configurazione reale del caricabatterie, la condivisione del connettore, l'efficienza, le curve di ricarica del veicolo e la sovrapposizione prevista delle sessioni. Testare il funzionamento normale, una giornata di picco di domanda, arrivi in ritardo, accettazione a basse temperature e scenari di guasto delle apparecchiature.
Stabilire un limite massimo di potenza per il sito approvato
Collabora con il fornitore di energia e l'ingegnere elettrico per determinare la capacità di connessione disponibile e le eventuali restrizioni di importazione o esportazione. Il soffitto dovrebbe coprire l'intero sito, non solo le colonnine di ricarica. L'Alternative Fuels Data Center raccomanda inoltre di contattare tempestivamente il fornitore di energia per confermare i requisiti di ricarica a breve e lungo termine, i prezzi e gli eventuali aggiornamenti del servizio necessari.[5]
Opzioni di controllo e infrastruttura per i test
Confronta la ricarica non gestita, la ricarica gestita, l'espansione dei trasformatori, l'installazione graduale dei caricabatterie, la generazione di energia solare e il supporto BESS. Valuta se ciascuna opzione soddisfa ancora i requisiti di partenza dei veicoli e i tempi di attesa accettabili.
Equazioni di screening per le stazioni di ricarica rapida in corrente continua
Le seguenti equazioni sono utili per la valutazione di fattibilità. Non sostituiscono lo studio elettrico definitivo, il coordinamento della protezione, l'analisi armonica, la valutazione termica, l'approvazione da parte delle aziende di servizi pubblici o la conformità alle normative locali.
Il calcolo del trasformatore deve quindi essere rivisto tenendo conto della tensione effettiva, della politica di carico, della temperatura ambiente, dell'involucro e della ventilazione, dell'altitudine, delle armoniche, del comportamento della corrente di spunto del caricabatterie, della ridondanza, della protezione, delle prassi della rete elettrica e del carico futuro. Analogamente, le linee guida EVI-LOCATE del Dipartimento dell'Energia richiedono ai team di progetto di valutare la potenza nominale del trasformatore, la tensione secondaria, il fattore di potenza, il limite di carico e la domanda di picco esistente misurata.[2]
Esempio pratico: quattro caricabatterie rapidi CC da 240 kW
Consideriamo un sito commerciale che prevede l'installazione di quattro colonnine di ricarica in corrente continua da 240 kW. L'esempio seguente illustra la logica di calcolo. Non costituisce una raccomandazione per altri progetti.
| Esempio di input | Assunzione | Senso |
|---|---|---|
| Caricabatterie installati | 4 x 240 kW | Targa del caricabatterie da 960 kW di potenza complessiva. |
| Soffitto di ingresso CA del caricabatterie aggregato modellato | 700 kW | Obiettivo di controllo dell'intero sito basato sul programma dei veicoli ipotizzato, sull'efficienza del caricabatterie e su una ripartizione di potenza accettabile. La potenza in uscita CC disponibile sarà inferiore dopo le perdite di conversione e ausiliarie. |
| Carico simultaneo dell'impianto | 250 kW | Domanda di energia elettrica misurata o modellata dall'edificio durante il picco di ricarica. |
| Limite di importazione del sito | 800 kW | Esempio di limite massimo concordato per l'intero sito nello scenario operativo. |
| Contributo BESS | 200 kW CA per 60 minuti | Esempio di gestione del carico di picco, presupponendo un livello di carica sufficiente e il rispetto dei limiti operativi consentiti. |
| Contributo solare | 0 kW nel caso di picco conservativo | Impedisce che il progetto dipenda dall'incerta produzione di energia solare durante il picco previsto dal modello. |
Scenario A: Nessun supporto BESS
Il risultato supera di 150 kW il limite massimo di importazione di 800 kW previsto dall'esempio. In queste condizioni, l'operatore non può semplicemente consentire l'ingresso CA aggregato di 700 kW simulato. Il progetto deve ridurre la potenza di carica simultanea erogata tramite il regolatore di sito collaudato, spostare le sessioni flessibili, ridurre un altro carico del sito, aumentare la connessione approvata o introdurre un'altra risorsa di controllo validata.
Scenario B: Supporto di picco BESS da 200 kW
Nell'esempio, la potenza rimane 50 kW al di sotto del limite massimo di importazione durante l'ora considerata nel modello. Una scarica in corrente alternata di 200 kW, mantenuta per 60 minuti, fornisce 200 kWh al bus CA. La batteria richiede una quantità di energia immagazzinata nominale superiore a 200 kWh, poiché il progetto deve tenere conto della riserva di carica, della finestra di utilizzo consentita, delle perdite di conversione, della temperatura, del margine di degrado e di altri obiettivi del sistema di accumulo di energia a batteria (BESS).
Cosa succede se la batteria non è disponibile?
Il sito non dovrebbe superare il suo limite di importazione solo perché il BESS non è disponibile. Un piano di ripiego definito potrebbe limitare l'ingresso CA aggregato del caricabatterie a:
In questo caso semplificato, i caricabatterie condividerebbero temporaneamente una potenza massima di 550 kW. La possibilità che tale potenza ridotta sia comunque sufficiente a soddisfare il numero di partenze dei veicoli dovrà essere verificata nel modello di programmazione. In caso contrario, il progetto necessita di una maggiore capacità di connessione, di finestre di ricarica diverse, di una maggiore flessibilità operativa o di una diversa configurazione infrastrutturale.
Quattro colonnine di ricarica da 240 kW non richiedono automaticamente 960 kW di capacità continua della rete, ma il progetto non può nemmeno presumere un fattore di coincidenza arbitrariamente basso. Il fabbisogno di rete effettivo emerge dal programma dei veicoli, dal carico dell'impianto, dall'obiettivo di controllo della ricarica, dal limite massimo di importazione approvato e dalla disponibilità di qualsiasi supporto BESS. La modalità di riserva è parte integrante della progettazione, non un ripensamento successivo.
Come dimensionare un trasformatore
Il trasformatore deve alimentare il carico CA simultaneo nelle condizioni di progetto applicabili. La potenza nominale del caricabatterie è un parametro di input, ma il progetto deve considerare anche la domanda esistente dell'impianto, i limiti di potenza previsti, il fattore di potenza, le armoniche, le condizioni ambientali, la ridondanza e le future espansioni.
Prima di selezionare un trasformatore, verificare:
- Sia che i caricabatterie utilizzino un trasformatore dedicato, sia che condividano un servizio esistente.
- Tensione di servizio e intervallo di tensione di ingresso CA consentito per il caricabatterie.
- Misurazione del carico di picco e di intervallo sul trasformatore esistente.
- Criteri di carico dell'azienda elettrica e responsabilità per la proprietà dei trasformatori.
- Fattore di potenza e caratteristiche armoniche del modello di caricabatterie fornito.
- Temperatura ambiente, altitudine, ventilazione, limiti acustici e condizioni dell'ambiente chiuso.
- Ridondanza necessaria e conseguenze dell'indisponibilità di un trasformatore o di una linea di alimentazione.
- Piani di espansione per ulteriori colonnine di ricarica, edifici, impianti solari o sistemi di accumulo.
Cosa può e cosa non può fare la Gestione dinamica del carico
La gestione dinamica del carico monitora la capacità disponibile del sito e regola i comandi di potenza del caricabatterie in modo che l'intera struttura rimanga entro un limite massimo di importazione CA definito. A seconda della configurazione del sistema, può allocare la potenza per connettore, stazione, priorità del veicolo, orario di partenza, gruppo di utenti o in modo equo. L'effettiva potenza in ingresso CA dipende comunque dall'efficienza del caricabatterie, dagli ausiliari e dalle condizioni operative.
Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti definisce la ricarica gestita come una ricarica adattiva che tiene conto del fabbisogno energetico del veicolo e degli obiettivi di controllo. Può ridurre gli aggiornamenti elettrici non necessari, utilizzare la produzione locale in modo più efficace, ridurre i costi energetici e garantire che i veicoli della flotta siano pronti quando necessario.[3]
La gestione del carico può:
- Impedire che i caricabatterie superino il limite di importazione configurato per l'intero sito.
- Dare priorità ai veicoli con partenze anticipate o con un basso livello di carica della batteria.
- Condividere un budget energetico limitato tra più connettori.
- Riduci la tariffazione durante i picchi di utilizzo della struttura e ripristinala in seguito.
- Coordinare la ricarica con la produzione di energia solare e la gestione dei sistemi di accumulo di energia (BESS).
La gestione del carico non può:
- Genera energia aggiuntiva se i veicoli non rimangono collegati per un tempo sufficiente.
- Aumentare la capacità di ricarica del veicolo oltre il suo limite tecnico.
- Compensare una connessione sottodimensionata quando ogni veicolo richiede immediatamente la massima potenza.
- Sostituire quadri elettrici, cavi, protezioni, apparecchiature termiche e studi di utilità.
- Garantire la prontezza operativa del veicolo senza orari corretti, comunicazioni affidabili e una modalità di riserva sicura.
EVB Guida al software di gestione della ricarica dei veicoli elettrici Spiega come il monitoraggio dei caricabatterie, il controllo degli accessi, la comunicazione OCPP, le tariffe e la gestione del carico si integrano tra loro. OCPP può supportare profili di ricarica intelligente, ma il progetto deve verificare le funzioni certificate esatte e l'integrazione del caricabatterie e del sistema di gestione forniti. L'Open Charge Alliance elenca la ricarica intelligente come profilo di certificazione all'interno di OCPP 2.0.1.[4]
Quando l'accumulo di energia tramite batterie è una soluzione sensata per una stazione di ricarica per veicoli elettrici.
Un sistema di accumulo di energia a batteria (BESS) può essere vantaggioso quando il picco di ricarica è superiore all'obiettivo pratico di importazione del sito, quando l'energia solare è disponibile in un momento diverso da quello della ricarica del veicolo, o quando l'espansione della rete è costosa o lenta. Il suo valore dipende sia dalla potenza che dall'energia.
| Domanda BESS | Perché è importante | Sono necessarie prove |
|---|---|---|
| Quanti kW? | Determina quanta parte del picco di carica il BESS può compensare in un dato momento. | Differenza temporale tra il carico di carica desiderato e l'immissione consentita dalla rete. |
| Quanti kWh? | Determina per quanto tempo la scarica richiesta può essere mantenuta. | Durata del picco, finestra di SoC utilizzabile, efficienza, riserva e ipotesi di degrado. |
| Quando si può ricaricare? | Una batteria non può supportare il picco successivo se non ha recuperato uno stato di carica sufficiente. | Margine di potenza della rete, profilo solare, finestra tariffaria e sequenza operativa giornaliera ripetuta. |
| E se non fosse disponibile? | Il sito necessita ancora di una modalità sicura che rispetti i limiti della griglia. | Soglia di ricarica di emergenza, gestione degli allarmi e risposta operativa. |
| Cos'altro deve fare? | La riserva di backup o l'ottimizzazione tariffaria possono entrare in competizione con il supporto alla ricarica. | Priorità esplicite del servizio di emergenza medica (EMS) e capacità della batteria riservata. |
Il dimensionamento di un sistema di accumulo di energia a batteria (BESS) non dovrebbe basarsi unicamente sulla differenza tra la capacità nominale del caricabatterie e la capacità della rete. Il progetto necessita di un modello cronologico che mostri quando arrivano i veicoli, come diminuisce la corrente di carica, quanto dura il picco, come varia il carico dell'impianto, quando la batteria può ricaricarsi e con quale frequenza si ripete il ciclo operativo.
EVB Soluzione di accumulo di energia per la ricarica dei veicoli elettrici Integra ricarica, generazione di energia solare, accumulo a batteria e controllo a livello di sito. La configurazione corretta rimane specifica per ogni progetto.
Quando un potenziamento della rete elettrica rimane la scelta migliore
L'accumulo e la gestione della ricarica non sono automaticamente migliori di un trasformatore o di un potenziamento della rete. Un potenziamento della rete potrebbe essere più appropriato quando:
- Molti veicoli richiedono contemporaneamente un'elevata potenza e una scarsa flessibilità di programmazione.
- Il picco di carica dura troppo a lungo per una capacità energetica pratica del sistema di accumulo di energia a batteria (BESS).
- La batteria si attiverebbe e disattiverebbe frequentemente senza un valore economico sufficiente.
- In futuro, l'espansione delle stazioni di ricarica supererebbe rapidamente la capacità di progettazione controllata.
- L'azienda di servizi pubblici può fornire capacità aggiuntiva a un costo e in tempi accettabili.
- La semplicità operativa e l'elevata disponibilità di punti di ricarica sono più importanti della limitazione della capacità di connessione.
L'opzione più efficace potrebbe essere anche una soluzione ibrida: un potenziamento della rete di dimensioni adeguate, combinato con una gestione dinamica del carico e un sistema di accumulo di energia (BESS) di dimensioni ridotte. Le alternative dovrebbero essere confrontate utilizzando lo stesso programma di circolazione dei veicoli, lo stesso carico dell'impianto, la stessa tariffa elettrica, gli stessi requisiti di affidabilità e lo stesso orizzonte di pianificazione.
Dati necessari a EVB prima di consigliare la quantità e la potenza del caricabatterie
- Marca del veicolo, modello, standard del connettore, capacità della batteria e curva di carica massima.
- Numero di veicoli attualmente in circolazione e dimensioni previste della flotta per il periodo di pianificazione.
- Orari di arrivo e partenza per ciascun gruppo di veicoli.
- Energia da reintegrare per veicolo e stato di carica minimo alla partenza.
- Si prevedono sessioni simultanee e tempi di attesa accettabili.
- Dati rappresentativi relativi all'intervallo di tempo considerato per il carico elettrico esistente dell'impianto.
- Valori nominali del trasformatore, tensione, carico misurato, capacità del quadro elettrico e schema unifilare.
- Limite di allacciamento alle utenze, tariffa, costi di potenza e modifiche programmate alla rete.
- Disposizione dei parcheggi disponibili, percorsi dei cavi, distanze di sicurezza per le apparecchiature e condizioni ambientali.
- Profilo di produzione di energia solare e, se del caso, espansione fotovoltaica pianificata.
- Scopo del sistema di accumulo di energia a batteria (BESS), obiettivo di potenza di scarica, durata, fabbisogno di riserva e finestra di ricarica.
- Requisiti relativi a backend, OCPP, autenticazione, pagamento, misurazione, reporting e servizi remoti.
- Requisiti locali in materia di certificazione, autorizzazioni, accessibilità, servizi e installazione.
- Tempi di attività richiesti, ridondanza, tempi di intervento per la manutenzione e strategia per i pezzi di ricambio.
Errori comuni nella pianificazione energetica
- Dimensionamento ricavato solo dalle targhette del caricabatterie: Questo può sovrastimare la domanda reale o nascondere un picco effettivo in un breve lasso di tempo.
- Utilizzo di fatture mensili anziché dati a intervalli: Il progetto non è in grado di rilevare quando la domanda di infrastrutture si sovrappone alla ricarica dei veicoli.
- Ignorando le curve di ricarica dei veicoli: La sola potenza nominale del caricabatterie non descrive la potenza erogata durante una sessione.
- Applicando un fattore di coincidenza a ogni sito: I centri di smistamento pubblici e i depositi programmati presentano diversi livelli di incertezza.
- Trattare i kWh BESS come kW BESS: La capacità energetica non dimostra che la batteria sia in grado di erogare la potenza istantanea richiesta.
- A seconda dell'irraggiamento solare durante il picco di progetto: La produzione di energia solare potrebbe essere bassa durante il picco di carica.
- Omissione del controllo di fallback: Il sito necessita di un piano di ricarica sicuro quando il BESS, il contatore, la rete o l'EMS non sono disponibili.
- Progettare esclusivamente per la flotta di oggi: Un'espansione successiva potrebbe richiedere scavi, quadri elettrici, trasformatori e lavori di ingegneria civile che potrebbero essere evitati.
- Dimenticando gli ausiliari del caricabatterie e le perdite: La potenza erogata dal veicolo e la corrente alternata in ingresso non sono identiche.
- Scegliere l'attrezzatura prima di contattare il fornitore: La capacità disponibile, la tensione, i tempi di connessione e le tariffe possono influenzare l'architettura.
Come EVB supporta i progetti commerciali di ricarica rapida in corrente continua
EVB supporta progetti commerciali e per flotte con hardware di ricarica CC ad alta potenza, configurazioni a doppio connettore, gestione del caricabatterie, comunicazione basata su OCPP, allocazione dinamica della potenza, monitoraggio remoto e integrazione con la generazione fotovoltaica e l'accumulo di energia tramite batterie.
La sequenza ingegneristica deve rimanere disciplinata:
- Definire i veicoli, il fabbisogno energetico e il programma operativo.
- Misurare il carico dell'impianto e verificare la capacità delle utenze.
- Quantità, potenza e funzionamento simultaneo dei caricabatterie.
- Confronta gli scenari non gestiti, gestiti, di potenziamento della rete e supportati da sistemi di accumulo di energia a batteria (BESS).
- Selezionare il caricabatterie e la configurazione di controllo.
- Progettazione elettrica completa, verifica della conformità, collaudo e test di emergenza.
Per i progetti ad alta potenza, gli acquirenti possono consultare le schede di EVB caricabatterie rapido CC a doppio connettore raffreddato a liquidoLa potenza nominale esatta, la configurazione dei connettori, la corrente per connettore, la ripartizione della potenza, i requisiti di ingresso, le funzioni OCPP, la certificazione, la misurazione e il pacchetto di servizi devono essere confermati per il modello consegnato e il mercato di destinazione.
Conclusione
La potenza di rete richiesta da una stazione di ricarica rapida in corrente continua non è semplicemente il numero di caricabatterie moltiplicato per la loro potenza massima. Il risultato corretto si ottiene da un modello temporale che considera l'energia del veicolo, le finestre di ricarica, l'accettazione del veicolo, i connettori attivi, l'ingresso CA del caricabatterie, la domanda dell'infrastruttura esistente, la capacità di rete approvata e la strategia di controllo selezionata.
La gestione dinamica del carico può distribuire la potenza limitata in modo più intelligente. I sistemi di accumulo a batteria possono ridurre determinati picchi di consumo quando dispongono di sufficiente kW disponibile, kWh utilizzabili, stato di carica adeguato e possibilità di ricarica. Nessuna di queste soluzioni elimina la necessità di coordinamento con la rete elettrica e di una progettazione elettrica qualificata.
Per i responsabili di progetto, il primo passo più utile non è chiedersi "Quanto deve essere grande il trasformatore?", bensì raccogliere i dati operativi che consentano di dimensionare trasformatore, caricabatterie, sistemi di controllo e, eventualmente, il sistema di accumulo di energia (BESS) come un unico sistema.
FAQ: Requisiti di alimentazione delle stazioni di ricarica rapida CC
Di quanta potenza ha bisogno una stazione di ricarica rapida in corrente continua?
Dipende dalla massima richiesta CA simultanea dei caricabatterie, dal carico esistente dell'impianto, dal limite di importazione dalla rete approvato, dalle perdite e dagli ausiliari dei caricabatterie, dagli orari dei veicoli e da qualsiasi contributo consentito da impianti solari o BESS. La somma delle targhette dei caricabatterie rappresenta la potenza nominale massima delle apparecchiature, non automaticamente il fabbisogno continuo di alimentazione dalla rete del sito.
Quattro caricabatterie da 240 kW richiedono 960 kW dalla rete elettrica?
Non necessariamente. Quattro colonnine di ricarica hanno una potenza nominale complessiva di 960 kW, ma la domanda effettiva di energia dalla rete dipende dall'utilizzo simultaneo, dall'accettazione della ricarica da parte dei veicoli, dalla condivisione della potenza, dai sistemi di controllo del sito, da altri carichi e dall'ingresso CA della colonnina di ricarica. Se tutte e quattro devono fornire quasi la massima potenza contemporaneamente, il sistema elettrico deve essere progettato per tale esigenza operativa.
Di che dimensioni deve essere il trasformatore per una stazione di ricarica rapida in corrente continua?
Il trasformatore deve essere selezionato in base alla potenza apparente prevista e valutato in relazione al carico esistente, alla tensione, al fattore di potenza, alle armoniche, ai criteri di carico, alle condizioni ambientali, alla ridondanza e alle future espansioni. Non esiste un rapporto universale trasformatore-caricabatterie. Il progetto finale deve essere approvato dalla società elettrica e da un ingegnere elettrico qualificato.
È possibile evitare la sostituzione del trasformatore con uno gestito dinamicamente il carico?
Può ridurre o posticipare un aggiornamento quando i veicoli dispongono di sufficiente flessibilità di ricarica e la connessione disponibile è ancora in grado di fornire l'energia necessaria prima della partenza. Non può risolvere il problema di un sito in cui tutti i veicoli necessitano immediatamente di elevata potenza e la connessione esistente non ha una capacità sufficiente.
Le batterie di accumulo possono alimentare i caricabatterie rapidi a corrente continua?
Sì, un sistema di accumulo di energia a batteria (BESS) progettato correttamente può supportare parte del carico di carica. Il suo contributo è limitato dalla potenza di scarica disponibile, dall'energia utilizzabile, dallo stato di carica, dall'efficienza, dalla temperatura, dalle impostazioni di riserva, dai limiti di garanzia e dalle opportunità di ricarica. La rete elettrica o un'altra fonte di energia fornisce normalmente la restante parte del fabbisogno.
Come viene calcolata la capacità del sistema di accumulo di energia (BESS) per una stazione di ricarica per veicoli elettrici?
Innanzitutto, calcolare la differenza temporale tra la domanda desiderata del sito e l'obiettivo di importazione dalla rete consentito. La potenza del sistema di accumulo di energia (BESS) in kW deve coprire il picco selezionato, mentre l'energia utilizzabile in kWh deve sostenerlo per la durata richiesta. Successivamente, tenere conto della riserva operativa, delle perdite di conversione, della temperatura, del degrado, dei limiti di garanzia, dei cicli ripetuti e della ricarica.
Perché un veicolo non si ricarica sempre alla massima potenza del caricabatterie?
Il veicolo controlla la quantità di energia che accetta. La temperatura della batteria, lo stato di carica, la tensione della batteria, la curva di carica, la corrente del connettore, i limiti del veicolo e la potenza condivisa del caricabatterie possono tutti ridurre la potenza effettiva erogata.
È opportuno includere l'energia solare nel dimensionamento della capacità della rete elettrica?
L'energia solare può ridurre l'importazione netta dalla rete quando la produzione si sovrappone alla ricarica, ma in uno scenario di picco prudente si dovrebbe anche testare una produzione solare bassa o nulla. Il sito deve rimanere entro i suoi limiti quando le condizioni meteorologiche o i programmi di ricarica riducono il contributo solare.
Cosa succede se il sistema BESS o il sistema di gestione del carico si guastano?
La modalità di backup configurata deve mantenere il sito entro i limiti elettrici approvati. Può limitare la potenza totale dei caricabatterie, sospendere le sessioni a bassa priorità o tornare a un limite locale conservativo inviando un allarme. Il comportamento della modalità di backup deve essere definito e testato prima della messa in funzione.
Quali informazioni bisogna fornire a un fornitore di caricabatterie per veicoli elettrici?
Fornire i requisiti di ricarica dei veicoli, gli orari di arrivo e partenza, l'energia per veicolo, le sessioni simultanee previste, i dati di carico dell'impianto per intervallo, i dettagli del trasformatore e del servizio, i limiti delle utenze, i disegni del sito, la crescita futura, i requisiti di back-end e qualsiasi obiettivo relativo all'energia solare o ai sistemi di accumulo di energia (BESS).
Fonti e ulteriori letture
- Laboratorio Nazionale delle Montagne Rocciose, EVI-EnSitePy: Strumento per la stima energetica e l'ottimizzazione del sito delle infrastrutture per veicoli elettrici.Consultato il 24 luglio 2026.
- Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, EVI-LOCATE Passo dopo passoConsultato il 24 luglio 2026.
- Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, Ricarica gestita e bidirezionaleConsultato il 24 luglio 2026.
- Alleanza Open Charge, La certificazione completa OCPP 2.0.1 è ora disponibile.Consultato il 24 luglio 2026.
- Centro dati sui combustibili alternativi, Approvvigionamento e installazione di infrastrutture di ricarica per veicoli elettrici.Consultato il 24 luglio 2026.
