L'opérateur de flotte a réduit les temps d'arrêt de charge de 42 % grâce à des piles de charge CC de 60 KW et 80 KW

Un opérateur régional de flotte électrique a remplacé une installation de recharge CA défaillante par 16 piles de recharge Soutya 60 kW et 80 kW CC. Le temps de recharge par véhicule est passé de 9,2 heures à 55 minutes, la disponibilité du chargeur a grimpé à 99,1 % et les heures supplémentaires liées à la recharge ont diminué de 99 000 $ par an.

Contexte du client

Le client gère une opération de livraison commerciale et de navette à partir de trois dépôts dans le Midwest américain. La flotte comprend 110 véhicules : 96 fourgons électriques avec des packs de batteries de 60 à 75 kWh et 14 navettes électriques avec des packs de 210 kWh. Environ 240 chauffeurs travaillent en deux équipes et le dépôt principal dessert un rayon de livraison de 180 miles avec des départs programmés à 05h00 et 14h00.

Deux nouveaux contrats de distribution au détail ont ajouté des itinéraires de nuit début 2023, ce qui a fait passer le kilométrage quotidien par camionnette de 92 à 131 milles. Un objectif d’électrification de la flotte de l’État exige que 60 % des opérations fonctionnent à l’électricité d’ici 2027, et le dépôt se situe à 38 %. Atteindre cet objectif sans ajouter de véhicules ou de conducteurs dépend du débit de recharge.

Qu'est-ce qui bloquait le plan d'électrification de la flotte ?

Le dépôt disposait de 18 chargeurs CA de niveau 2 d'une puissance nominale de 7,2 kW, répartis dans 40 baies marquées. Une recharge de 65 kWh prenait 9,2 heures, les camionnettes se connectaient donc à 18h30 et restaient garées jusqu'à 4h00. Seuls 18 des 40 quais étaient équipés d'un chargeur, ce qui créait une file d'attente nocturne et obligeait les conducteurs à déplacer les véhicules entre les quais. Les recharges des bus à midi étaient impossibles car les unités de climatisation ne pouvaient pas fournir suffisamment d'énergie dans une fenêtre de 90 minutes.

La fiabilité a aggravé la situation. Les 18 unités provenaient de deux fournisseurs et fonctionnaient sur trois applications de gestion distinctes. Les conducteurs réinitialisaient les pannes manuellement, ce qui prenait entre 40 et 90 minutes par incident, et le journal de maintenance indiquait 31 appels de service liés aux charges au cours des six mois précédant la mise à niveau. Les départs d'itinéraires manqués sont devenus monnaie courante et le dépôt a dépensé 9 400 $ par mois en heures supplémentaires des chauffeurs et en sous-traitance avec des transporteurs tiers pour combler les lacunes.

Qu'a essayé l'opérateur avant de changer ?

• Ajout d'unités AC supplémentaires de 7,2 kW.Les investissements ont atteint 3 200 $ par stand, plus 6 100 $ par passage pour les tranchées et les conduits. Le temps de charge n'a pas changé et le problème de file d'attente des baies a persisté.
• Mise à niveau d'une rangée vers 19,2 kW AC.Un projet pilote de six stands a réduit le temps de charge à 3,5 heures. Cela a résolu la recharge de nuit, mais n’a toujours pas permis aux navettes de fonctionner en milieu de journée.
• Location de quatre unités DC de 30 kW auprès de deux fabricants.Les fourgons se chargeaient de manière acceptable, mais les bus équipés de packs de 210 kWh consommaient plus d'énergie que ce que les unités pouvaient fournir pendant une période prolongée, et aucune des plates-formes des fournisseurs n'exposait des données au niveau du connecteur via une interface standard. Le répartiteur de la flotte n'a pas pu voir quel véhicule était branché et où.

Deux ans et environ 214 000 $ en matériel de recharge et en travaux de génie civil ont produit un dépôt qui ne pouvait toujours pas soutenir l'objectif de 2027.

Pourquoi choisir la pile de chargement CC Soutya 60 kW/80 kW ?

L'opérateur a évalué les options de 50 kW, 60 kW, 80 kW et 120 kW. Une spécification de 120 kW nécessitait une mise à niveau du transformateur estimée à 96 000 $ plus un délai de livraison du service public de 14 semaines, que le calendrier ne pouvait pas absorber. Les modèles de 60 kW et 80 kW correspondaient à la hauteur disponible du site.

Quatre points techniques ont décidé l'achat :

• Sortie à double pistolet avec partage dynamique de la puissance.Chaque unité de 80 kW fournit 80 kW à un seul véhicule ou répartit la charge sur deux connecteurs. Deux baies partagent une armoire, ce qui réduit le nombre de stalles et le câblage nécessaire.
• Large plage d'entrée triphasée.Les unités acceptent une entrée de 380 à 480 V CA, de sorte que le transformateur existant de 500 kVA dessert l'installation sans changement de service.
• Prise en charge du protocole ouvert.L'intégration d'OCPP 1.6J a permis à l'opérateur de consolider les 16 unités dans un seul tableau de bord de répartition au lieu de trois portails de fournisseurs.
• Coût livré par stand.La configuration Soutya s'élevait à 16 800 $ par stand. Une proposition concurrente de DC fixait le même nombre de baies à 24 500 $ par stand, soit une différence de 123 000 $ pour l'ensemble du projet.

L'indice de protection, la gestion des câbles, une plage de fonctionnement de -30°C à +55°C et les options de connecteurs CCS1/CCS2 avec disponibilité CHAdeMO couvraient la flotte mixte et les conditions hivernales du Midwest.

Comment le site de recharge CC 60 KW/80 KW a-t-il été déployé ?

Le projet a duré 11 semaines entre la commande et la pleine exploitation.

1. Étude de charge et audit de puissance (semaines 1-2).L'équipe d'ingénierie a enregistré la demande de pointe du dépôt à 268 kW par rapport à un transformateur de 500 kVA, laissant une marge de 232 kW. Seize connecteurs CC à pleine sortie nominale auraient dépassé ce chiffre, la conception incluait donc un plafond d'alimentation au niveau du site.
2. Disposition et spécifications des câbles (semaines 3-4).Les chargeurs étaient positionnés de manière à ce que chaque baie marquée atteigne un connecteur sans extension. Les câbles de sortie CC ont été spécifiés selon la norme de câble de charge EN 50620, et les connecteurs suivaient la série d'interfaces CEI 62196.
3. Travaux de génie civil et installation (semaines 5 à 8).Des dalles en béton, des bornes, des chemins de câbles, quatre armoires de 80 kW et douze unités de 60 kW ont été installés sans interrompre les départs nocturnes.
4. Mise en service et intégration OCPP (semaines 9-10).Les 16 unités ont été mappées sur la plate-forme de répartition, avec authentification RFID du conducteur et rapport de session par véhicule.
5. Stress test de gestion de charge (semaine 11).L'équipe a effectué une période de pointe en soirée sur toute la baie avec le plafond du site actif et a vérifié qu'aucun véhicule n'était tombé en dessous de son état de charge cible avant le départ.

Le principal obstacle :le transformateur ne pouvait pas prendre en charge quatre armoires de 80 kW à pleine puissance en même temps. Au lieu de réduire le nombre de chargeurs, l'intégrateur a fixé un plafond de site de 300 kW dans le contrôleur de chargeur. Pendant le pic de 18h30, chaque unité fonctionne à environ 62 kW en moyenne et transfère la puissance entre les connecteurs à mesure que les véhicules arrivent. Les fourgons atteignent toujours 80 % de charge en moins d'une heure, et le transformateur n'a jamais dépassé 71 % de sa puissance nominale lors du test.

Quels résultats la flotte a-t-elle mesurés après six mois ?

• Temps de chargement :9,2 heures à 55 minutes pour la même recharge de 65 kWh, soit une réduction de 90 %.
• Temps de disponibilité du chargeur :91,4 % sur l'ancienne flotte AC à 99,1 % sur les piles DC.
• Appels de service côté fournisseur :31 dans les six mois précédant la mise à niveau, 4 dans les six mois suivants.
• Coût des heures supplémentaires et de la sous-traitance :De 9 400 $ à 1 150 $ par mois, soit une économie annuelle de 99 000 $.
• Coût énergétique par kilomètre :De 0,29 $ à 0,19 $ après la planification hors pointe liée au contrôleur de gestion de la charge.
• Disponibilité du véhicule au départ à 05h00 :84% à 97%.

L’effet opérationnel a dépassé les baies de chargement. Dispatch a ajouté un troisième itinéraire quotidien par camionnette sans acheter de véhicules. Les recharges de bus à midi sont devenues la norme, ce qui a supprimé un autocar de secours diesel dont le fonctionnement coûtait 41 000 $ par an. Le dépôt rapporte désormais les performances de recharge dans le même rapport hebdomadaire que l'achèvement de l'itinéraire.

Témoignage client

"Le dépôt fonctionnait selon un calendrier basé sur la disponibilité des chargeurs", a déclaré le directeur de la flotte. "Maintenant, le calendrier fait fonctionner les chargeurs. Deux hivers plus tard, le seul problème de chargeur qui a mis un véhicule hors service était un câble de connecteur endommagé après une collision dans un garage."

Le responsable de la maintenance a ajouté : "Quatre appels de service en six mois au lieu de trente et un ont changé la façon dont l'équipe planifie sa semaine. Plus personne ne réinitialise les chargeurs manuellement à 02h00."

Leçons et recommandations

• Vérifiez la marge du transformateur avant de spécifier le nombre de chargeurs.Le plafond du site et la conception du partage de puissance ne coûtent rien de plus et évitent une mise à niveau des services publics de 96 000 $. Le nombre de chargeurs doit suivre l’étude de charge, et non l’inverse.
• Consolidez-vous sur un protocole ouvert dès le premier jour.Trois portails de fournisseurs ont créé des angles morts dans la répartition. La prise en charge d'OCPP 1.6J a transformé 16 unités en une seule vue.
• Faites des normes de câbles et de connecteurs une porte d’approvisionnement.La conformité aux normes EN 50620 et CEI 62196 dans les documents d'appel d'offres a éliminé deux fournisseurs dont les câbles CC avaient une durée de vie plus courte par temps froid.
• Réflexion:l'opérateur démarrerait les travaux de génie civil deux semaines plus tôt et commanderait un kit de pièces de rechange d'une durée de 12 mois avec les chargeurs. Un seul câble de connecteur de remplacement a mis neuf jours pour arriver au cours du premier hiver.

Les opérateurs de flotte évaluant des piles de recharge CC de 60 KW ou 80 KW peuvent consulter la configuration utilisée dans ce projet sur :Pile de chargement CC Soutya 60KW 80KW.

Normes industrielles référencées

• EN 50620:2017— Câbles électriques pour la recharge des véhicules électriques. Définit la flexibilité, la résistance aux intempéries, la résistance à l'huile et le marquage de la gaine pour les câbles de pieux de chargement, avec des tensions nominales de 450/750 V CA ou 0,6/1 kV CC.CEN-CENELEC
• Série CEI 62196— Fiches, prises de courant, connecteurs de véhicule et entrées de véhicule pour la recharge conductrice des véhicules électriques. La partie 1 couvre les exigences générales, la partie 2 couvre les interfaces CA (Type 1/Type 2) et la partie 3 couvre les interfaces CC, notamment CCS et CHAdeMO.Boutique en ligne CEI