Témakör:
Elektromos járművek töltési infrastruktúrái
Megjelent: 2023. április 03.
A LEM aktívan hozzájárul az elektromos járművek töltőállomásainak gyors kiépítéséhez, rendkívüli csúcstechnológiás érzékelők és mérőórák szállításával, amelyek megbízhatóbbá, biztonságosabbá, megfizethetőbbé és intelligensebbé teszik a töltőállomásokat. Az Egyesült Államokban tanúsított DCBM 400/600 mérő magasabb szintre emeli az elektromos járművek gyorstöltését.
A 21. század egyik legnagyobb kihívása a hagyományos közlekedés – amely a globális CO2-kibocsátás több mint 25%-áért felelős – szén-dioxid-mentesítése lesz. A 2030-ra várhatóan 157 millió elektromos járműből álló flotta töltési infrastruktúrájának párhuzamosan kell majd működnie, és néha előre kell számolnia az elektromos járművek állományával. A beszállítók előtt álló hatalmas feladat elősegíteni az elektromos járművek (EV) használatának növekedését, miközben a végfelhasználók számára továbbra is „benzinkúthoz hasonló” élményt kell biztosítani. A használat elterjedése a globális terveknek megfelelően csak akkor fog növekedni, ha az elektromos járművekre való átállás a lehető legzökkenőmentesebben és fájdalommentesebben történik.
Amíg azonban ebben a szektorban az akkumulátortechnológia fejlődése zajlik, van egy fontos tényező, amely megfékezi ezt a „bátor új hajnalt” – a megfelelő töltési infrastruktúra elérhetőségének kritériumai. A töltőállomásoknak nemcsak könnyen hozzáférhetőnek kell lenniük, hanem képesnek is arra, hogy a járműveket a lehető legrövidebb időn belül feltöltsék, és lehetővé kell tenniük az elektromos járművek számára a maximálisnak számító távolság megtételét a „tankolások” között.
A másik fontos kérdés, hogy a töltési infrastruktúrát fejlesztők hogyan tudják biztosítani, hogy a felhasználók részére a számlázás tisztességes és pontos legyen. Röviden: a töltőállomásoknak bőségesnek, gyorsnak, megbízhatónak, biztonságosnak, megfizethetőnek és intelligensnek kell lenniük.
A LEM sokrétűen támogatja az elektromos járművek töltőállomásainak kiépítését, csúcstechnológiás érzékelőivel és mérőóráival, amelyek megfelelnek minden felsorolt igénynek és elvárásnak.
Csúcstechnológiás energiamérők
A LEM 2020 óta biztosít alkatrészeket elektromos járművek töltőállomásaihoz (EVCS-ekhez) Európa-szerte. A vállalat jelenleg is kulcsszerepet vállal az Egyesült Államok elektromos közlekedési ágazatában azáltal, hogy csúcstechnológiás energiamérőket szállít, amelyek lehetővé teszik az észak-amerikai elektromos járművek töltési infrastruktúrájának bővítését és az igények kielégítését.
1. ábra AC és DC töltők
Az elektromos járművek táplálásának két fő módja áll rendelkezésre – a váltakozó áramú (AC) és az egyenáramú (DC) töltők által. Az elektromos járművekhez Mode 3-ként (2. szint) ismert váltakozó áramú töltők a legelterjedtebb töltési megoldást biztosítják a piacon, amelyek lehetővé teszik a járművek közvetlen töltését szabványos otthoni aljzaton vagy közösségi alapú töltőegységen keresztül. Az AC töltési technológia előnyei közé tartozik a megfizethetőség (a kevésbé bonyolult elektromos architektúra miatt), a kis helyigény és a szállíthatóság. A hátrányok között említendő azonban a leadott teljesítmény korlátozottsága, egyrészt annak köszönhetően, hogy a váltóáramú töltők csak 3,7 és 44 kW közötti teljesítményt képesek szolgáltatni, másrészt pedig a töltési teljesítményt az elektromos jármű beépített töltőjében (OBC – on-board charger) végbemenő átalakítás teljesítménye korlátozza. Mivel az elektromos járművek akkumulátorait egyenárammal kell tölteni, minden járműben AC/DC invertert kell felszerelni a szükséges átalakítás elvégzéséhez, ami 2 és 12 óra közötti elektromos töltési időt jelenthet.
Egy másik megoldás, ha egyenáramú töltőket, más néven Mode 4-et (3. szint) vagy egyenáramú gyorstöltőt (DCFC – direct current fast charging) használunk. A 600 V-ot és 400 A maximális áramerősséget biztosító egyenáramú töltők előnye, hogy a váltóáramot a hálózatból egyenárammá alakítják, mielőtt az elektromos járműbe kerülne, tehát az akkumulátor közvetlenül tölthető, megkerülve az elektromos jármű beépített töltőjét, és inverterre sincs szükség. Az egyenáramú gyorstöltő 25 kW-tól 350 kW feletti teljesítménnyel működik, ami azt jelenti, hogy egy elektromos jármű töltési ideje akár 15 percre is lerövidülhet. Bár ez a módszer akár 400 kW-ra is növelheti a töltési teljesítményt, az átalakítási fokozat teljesítményveszteséget generál, amelyet a végfelhasználó nem kell, hogy kifizessen.
Pontos és korrekt energiaszámlázás
Fontos kérdés, hogy az elektromos járművek töltőállomásainak szolgáltatói hogyan tudják biztosítani, hogy az egyenáramú töltők számlázása precízen történjen? A válasz egyszerű, az átalakítási szakaszt követően elektromos fogyasztásmérő használata javasolt, amely által pontosan nyomon követhető az elektromos járműbe továbbított energia mennyisége, és lehetővé válik a legális egyenáramú számlázás.
A LEM – a töltési infrastruktúrák fejlett mérésének úttörője és 50 éve az energiamérés szakértője – által kifejlesztett megoldás az intelligens és kompakt egyenáramú számlázásmérő (DCBM), egy plug-and-play megoldás, amely adatbiztonságot, az e-mobilitást, a digitalizálást és a rugalmasságot tartja szem előtt.
2. ábra DCBM Mérőegység
3. ábra DCBM Érzékelőegység
4. ábra DC Töltőállomás DCBM mérővel
A legújabb egyenáramú számlázásmérő, a DCBM 400/600 modell 25 kW-tól 600 kW-ig terjedő teljesítménymérési tartományt, valós idejű méréseket, energiát, riasztásokat és jogi adatokat mutató LCD kijelzőt kínál, hogy segítse az elektromos járművek töltőállomásainak üzemeltetéséért és utólagos felszereléséért felelős személyeket a gyors egyenáramú töltés előnyeinek kihasználásában. Mivel a mérő megfelel az összes mérési szabványnak, és iparági szabványos adatprotokollokat használ, biztosítani tudja a biztonságos kommunikációt, a hiteles számlázást, a felhőszolgáltatásokhoz való könnyű csatlakozást és a metrológiai előírásoknak megfelelő gyorsabb tanúsítási folyamatot.
Az új DCBM UL-tanúsítványa azt jelenti, hogy az eszköz az UL által Kanadában és az Egyesült Államokban is elismert (a tanúsítvány az elektromos járművek FTRZ kategóriájába tartozik). Mint a LEM által az Egyesült Államok piacán értékesített összes érzékelő esetében, a tanúsítás megszerzéséhez a DCBM-nek is szigorú ellenőrzésen kellett keresztülmennie, amely az elektromos biztonságra összpontosított, és meg kellett felelnie a 158°F (70 °C)-ig terjedő környezeti hőmérsékletnek. A DCBM pontos és korrekt a -40°F és +185°F (-40 °C és 85 °C) közötti hőmérséklet-tartományban.
Az UL-tanúsítvány megnyugtatja az EVCS-gyártókat
A mérőműszer a jól ismert UL 61010 és UL 810 szabványokhoz kapcsolódó kapuellenőrzéseken és -teszteken esett át – beleértve a megerősített szigetelési teszteket, az összes alkatrészének és részegységének hőmérsékleti vizsgálatát, az elektromos sokk elleni védelem és a tartósság tesztelését, a jelölési teszteket, a berendezések hőmérsékleti határértékeinek és a hő/tűzállóság vizsgálatát.
Ez az UL által elismert tanúsítvány bizonyosságot jelent a DCBM életképességéről, megnyugtatással tölti el az észak-amerikai piacon működő EVCS-gyártókat, és leegyszerűsíti azt a folyamatot, amelynek során saját töltőállomásukat kell minősíteniük az UL-minősítéshez, felgyorsítva a berendezéseik piacra kerülését. A nagyobb nyugalom érdekében a mérőt negyedévente új ellenőrzésnek kell alávetni.
A DCBM fő jellemzője a példaértékű felépítés. Annak ellenére, hogy az elmúlt évek során már több ezer mérőt telepítettek az európai EVCS-piacra – ahol a termék B és D modul tanúsítvánnyal rendelkezik – nem jelentettek problémát. Az ügyfelek arról számoltak be, hogy az eszköz két részből álló architektúrája hogyan teszi egyszerűvé a gyors telepítést, még akkor is, ha utólag szerelik fel a meglévő elektromos járművek töltőállomásaira. Azt mondják, az integrációt megkönnyíti a mérőműszer eredeti plug-and-play kialakítása.
5. ábra DC Mérő okosszámlázás
Könnyen telepíthető és integrálható
A DCBM 400/600 minden bizonnyal a 21. század termékének tekinthető, Ethernet kommunikációs képességének köszönhetően beépített jövőbeli csatlakoztathatósággal. A HTTP/REST protokoll és a Network Time Protocol (NTP) időszinkronizálásának támogatása megkönnyíti a mérőműszer telepítését és integrálását a töltőállomások széles körébe. A hosszú távú alkalmazást a kétirányú DCBM 400/600 is lehetővé teszi, amely biztosítja az ISO 15118 szabvány szerinti V2G (jármű–hálózat) és V2X (jármű–minden) kompatibilitását.
Amellett, hogy a számlázási adatok teljes átláthatóságát biztosítja a felhasználók számára, a LEM EVCS mérője integrálja az aláírt számlázási adatkészleteket az Open Charge Metering Format (OCMF) protokoll szerint. Az OCMF lehetővé teszi a számlázási adatok rendkívül magas szintű biztonsággal és teljes átjárhatósággal történő kezelését a felhőszolgáltatás üzemeltetői számára az Open Charge Point Protocol (OCPP) formátum használatával. Bár az Egyesült Államokban még nem alkalmazták széles körben, az OCPP az EVCS és a központi felügyeleti rendszer közötti kommunikáció fontos alkalmazási protokollja.
A DCBM 400/600 további jellemzői közé tartozik a 30 cm és 3,5 m közötti méretben elérhető adatkapcsolati kábel, a 150 V DC és 1000 V DC közötti működési tartomány, a gyűjtősínekkel kompatibilis robusztus, széles áramsorkapcsok, a +12 V DC és +48 V DC közötti kiegészítő tápegység, 35 mm-es DIN-sín és csavaros rögzítés, valamint IP20-as besorolású ház.
Bár jó hír, hogy az olyan termékek, mint a LEM DCBM 400/600, nagymértékben hozzájárulnak az elektromos járművek elterjedéséhez a gyorstöltő eszközökhöz való hozzáférés javításával, a piacnak jelentős erőfeszítéseket kell tennie annak érdekében, hogy a növekedés ebben az ágazatban hét év terjeszkedés után ne maradjon el. A Deloitte az elektromos járművek piacáról készített elemzésében kijelenti: „2030 után a növekedés fenntartásának egyik kulcstényezője a megfelelő töltési infrastruktúra kiépítése lesz.” A LEM egyetért ezzel, és szorosan együttműködik az EVCS-gyártókkal annak érdekében, hogy a lábfej ne kerüljön le a gázpedálról, amikor a legnagyobb szükség van a fejlődésre.
Szerző: Mathieu Beguin – Globális termékmenedzser, LEM International SA
LEM International SA
Route du Nant-d’Avril, 152
1217 Meyrin, Switzerland
Tel.: +41 22 706 11 11
www.lem.com
#294795