Flottenbetreiber reduzierte Ladeausfallzeiten um 42 % mit 60-kW- und 80-kW-Gleichstrom-Ladesäulen

Ein regionaler Elektroflottenbetreiber ersetzte eine fehlerhafte Wechselstrom-Ladeanlage durch 16 Soutya 60-kW- und 80-kW-Gleichstrom-Ladesäulen. Die Ladezeit pro Fahrzeug sank von 9,2 Stunden auf 55 Minuten, die Betriebszeit des Ladegeräts stieg auf 99,1 % und die ladebedingten Überstunden sanken um 99.000 US-Dollar pro Jahr.

Kundenhintergrund

Der Kunde betreibt einen kommerziellen Liefer- und Shuttlebetrieb von drei Depots im Mittleren Westen der USA aus. Die Flotte umfasst 110 Fahrzeuge: 96 elektrische Transporter mit 60- bis 75-kWh-Batteriepaketen und 14 elektrische Shuttlebusse mit 210-kWh-Paketen. Rund 240 Fahrer arbeiten in zwei Schichten, und das Hauptdepot bedient einen Lieferradius von 180 Meilen mit planmäßigen Abfahrten um 05:00 und 14:00 Uhr.

Zwei neue Einzelhandelsvertriebsverträge fügten Anfang 2023 Nachtrouten hinzu, wodurch sich die tägliche Kilometerleistung pro Transporter von 92 auf 131 Meilen erhöhte. Ein staatliches Flottenelektrifizierungsziel sieht vor, dass bis 2027 60 % des Betriebs elektrisch betrieben werden, und der Anteil des Depots liegt bei 38 %. Das Erreichen dieses Ziels ohne zusätzliche Fahrzeuge oder Fahrer hängt vom Ladedurchsatz ab.

Was blockierte den Elektrifizierungsplan der Flotte?

Das Depot verfügte über 18 AC-Ladegeräte der Stufe 2 mit einer Leistung von 7,2 kW, verteilt auf 40 markierte Stellplätze. Das Aufladen von 65 kWh dauerte 9,2 Stunden, sodass die Transporter um 18:30 Uhr ans Stromnetz angeschlossen wurden und bis 04:00 Uhr geparkt blieben. Nur 18 von 40 Stellplätzen verfügten über ein Ladegerät, was zu nächtlichen Warteschlangen führte und die Fahrer dazu zwang, die Fahrzeuge zwischen den Stellplätzen zu wechseln. Ein Nachladen der Busse zur Mittagszeit war nicht möglich, da die Klimaanlagen innerhalb eines 90-Minuten-Fensters nicht genügend Energie liefern konnten.

Zuverlässigkeit verschlimmerte die Situation. Die 18 Einheiten stammten von zwei Anbietern und liefen auf drei separaten Verwaltungs-Apps. Fahrer setzten Fehler manuell zurück, was pro Vorfall 40 bis 90 Minuten dauerte, und im Wartungsprotokoll wurden in den sechs Monaten vor dem Upgrade 31 gebührenbezogene Serviceeinsätze verzeichnet. Versäumte Routenstarts wurden zur Routine, und das Depot gab monatlich 9.400 US-Dollar für Überstunden der Fahrer und die Vergabe von Unteraufträgen an Drittanbieter aus, um Lücken zu schließen.

Was hat der Betreiber vor dem Wechsel versucht?

• Hinzufügen weiterer 7,2-kW-Wechselstromgeräte.Die Investitionskosten beliefen sich auf 3.200 US-Dollar pro Stall plus 6.100 US-Dollar pro Lauf für Graben- und Leitungsarbeiten. Die Ladezeit änderte sich nicht und das Problem mit der Ladewarteschlange blieb bestehen.
• Aufrüstung einer Reihe auf 19,2 kW AC.Ein Pilot mit sechs Ständen verkürzte die Ladezeit auf 3,5 Stunden. Das löste zwar das Aufladen über Nacht, ließ aber für die Shuttlebusse immer noch keinen Weg zu einer Mittagsabfertigung frei.
• Leasing von vier 30-kW-Gleichstromgeräten von zwei Herstellern.Die Ladung der Transporter war akzeptabel, aber Busse mit 210-kWh-Akkus verbrauchten mehr Strom, als die Einheiten über einen längeren Zeitraum liefern konnten, und keine der Plattformen der Anbieter stellte Daten auf Steckerebene über eine Standardschnittstelle bereit. Die Flottenleitung konnte nicht erkennen, welches Fahrzeug wo angeschlossen war.

Zwei Jahre und rund 214.000 US-Dollar an Ladehardware und Bauarbeiten führten zu einem Depot, das das Ziel für 2027 immer noch nicht erfüllen konnte.

Warum sollten Sie sich für die 60-kW-/80-kW-Gleichstromladesäule von Soutya entscheiden?

Der Betreiber bewertete die Optionen 50 kW, 60 kW, 80 kW und 120 kW. Eine 120-kW-Spezifikation erforderte eine Transformatoraufrüstung zum Preis von 96.000 US-Dollar zuzüglich einer 14-wöchigen Vorlaufzeit für die Versorgungsunternehmen, die im Zeitplan nicht berücksichtigt werden konnte. Die 60-kW- und 80-kW-Modelle entsprachen der verfügbaren Bauhöhe des Standorts.

Vier technische Punkte haben den Kauf entschieden:

• Dual-Pistolen-Ausgang mit dynamischer Leistungsverteilung.Jede 80-kW-Einheit liefert 80 kW an ein einzelnes Fahrzeug oder teilt die Last auf zwei Anschlüsse auf. Zwei Buchten teilen sich einen Schrank, wodurch die Anzahl der Stände und die erforderliche Verkabelung reduziert werden.
• Großer dreiphasiger Eingangsbereich.Die Einheiten akzeptieren eine Eingangsspannung von 380 bis 480 V Wechselstrom, so dass der vorhandene 500-kVA-Transformator die Installation ohne Wartungsänderung versorgen konnte.
• Unterstützung für offene Protokolle.Durch die OCPP 1.6J-Integration konnte der Betreiber alle 16 Einheiten in einem Versand-Dashboard statt in drei Lieferantenportalen konsolidieren.
• Lieferkosten pro Stand.Die Soutya-Konfiguration kostete 16.800 US-Dollar pro Stand. Ein konkurrierender DC-Vorschlag kostete für die gleiche Anzahl von Stellplätzen 24.500 US-Dollar pro Stand, was einem Unterschied von 123.000 US-Dollar im gesamten Projekt entspricht.

Gehäuseleistung, Kabelmanagement, ein Betriebsbereich von -30 °C bis +55 °C und CCS1/CCS2-Anschlussoptionen mit CHAdeMO-Verfügbarkeit deckten die gemischte Flotte und die Winterbedingungen im Mittleren Westen ab.

Wie wurde die 60-kW-/80-kW-DC-Ladestation bereitgestellt?

Das Projekt dauerte 11 Wochen von der Bestellung bis zum vollständigen Betrieb.

1. Laststudie und Leistungsaudit (Wochen 1–2).Das Ingenieurteam protokollierte den Spitzenbedarf des Depots mit 268 kW gegenüber einem 500-kVA-Transformator, sodass noch 232 kW Spielraum übrig blieben. Sechzehn DC-Anschlüsse bei voller Leistung auf dem Typenschild hätten diesen Wert überschritten, weshalb das Design eine Stromobergrenze auf Standortebene vorsah.
2. Layout und Kabelspezifikation (Woche 3-4).Die Ladegeräte wurden so positioniert, dass jeder markierte Schacht einen Anschluss ohne Verlängerung erreichte. DC-Ausgangskabel wurden gemäß der Ladekabelnorm EN 50620 spezifiziert, und die Steckverbinder folgten der Schnittstellenserie IEC 62196.
3. Bauarbeiten und Installation (Woche 5–8).Betonplatten, Poller, Kabelrinnen und vier 80-kW-Schränke sowie zwölf 60-kW-Einheiten konnten eingebaut werden, ohne die nächtlichen Abfahrten zu unterbrechen.
4. Inbetriebnahme und OCPP-Integration (Woche 9–10).Alle 16 Einheiten wurden der Versandplattform zugeordnet, mit Fahrer-RFID-Authentifizierung und Sitzungsberichten pro Fahrzeug.
5. Belastungstest (Woche 11).Das Team führte bei aktivierter Standortobergrenze einen abendlichen Peak-Test mit vollem Laderaum durch und stellte sicher, dass kein Fahrzeug vor der Abfahrt unter seinen Soll-Ladezustand fiel.

Das Haupthindernis:Der Transformator konnte nicht gleichzeitig vier 80-kW-Schränke mit voller Leistung versorgen. Anstatt die Anzahl der Ladegeräte zu reduzieren, hat der Integrator in der Ladesteuerung eine Standortobergrenze von 300 kW festgelegt. Während der Spitzenzeit um 18:30 Uhr läuft jede Einheit im Durchschnitt mit etwa 62 kW und wechselt die Leistung zwischen den Anschlüssen, wenn die Fahrzeuge fertig sind. Die Transporter erreichen immer noch in weniger als einer Stunde einen Ladezustand von 80 % und der Transformator überschritt während des Tests nie 71 % seiner Nennleistung

Welche Ergebnisse hat die Flotte nach sechs Monaten gemessen?

• Ladezeit:9,2 Stunden bis 55 Minuten für die gleiche Aufladung von 65 kWh, eine Reduzierung um 90 %.
• Betriebszeit des Ladegeräts:91,4 % bei der alten AC-Flotte bis 99,1 % bei den DC-Pfählen.
• Serviceeinsätze beim Anbieter:31 in den sechs Monaten vor dem Upgrade, 4 in den sechs Monaten danach.
• Überstunden- und Unterauftragskosten:9.400 $ pro Monat bis 1.150 $ pro Monat, eine jährliche Ersparnis von 99.000 $.
• Energiekosten pro Meile:0,29 bis 0,19 US-Dollar nach der an den Lastmanagement-Controller gebundenen Zeitplanung außerhalb der Spitzenzeiten.
• Fahrzeugverfügbarkeit bei Abfahrt um 05:00 Uhr:84 % bis 97 %.

Der Betriebseffekt reichte über die Ladeschächte hinaus. Dispatch fügte eine dritte tägliche Route pro Transporter hinzu, ohne Fahrzeuge zu kaufen. Busaufladungen zur Mittagszeit wurden zum Standard, wodurch ein Diesel-Ersatzbus eingespart werden konnte, dessen Betrieb 41.000 US-Dollar pro Jahr gekostet hatte. Das Depot meldet nun die Ladeleistung in der gleichen wöchentlichen Überprüfung wie die Streckenerledigung.

Kundenreferenz

„Früher lief das Depot nach einem Zeitplan, der die Verfügbarkeit von Ladegeräten ermöglichte“, sagte der Flottendirektor. „Jetzt läuft der Zeitplan mit den Ladegeräten. Zwei Winter später war das einzige Problem mit dem Ladegerät, das ein Fahrzeug außer Betrieb setzte, ein beschädigtes Anschlusskabel nach einem Zusammenstoß auf dem Hof.“

Der Wartungsleiter fügte hinzu: „Vier Serviceeinsätze in sechs Monaten statt einunddreißig haben die Art und Weise verändert, wie das Team seine Woche plant. Niemand setzt die Ladegeräte mehr manuell um 02:00 Uhr zurück.“

Lektionen und Empfehlungen

• Überprüfen Sie den Spielraum des Transformators, bevor Sie die Anzahl der Ladegeräte festlegen.Die Standortobergrenze und das Power-Sharing-Design kosteten keine zusätzlichen Kosten und ersparten eine Aufrüstung des Versorgungsunternehmens im Wert von 96.000 US-Dollar. Die Anzahl der Ladegeräte sollte sich an der Laststudie orientieren, nicht umgekehrt.
• Konsolidieren Sie sich vom ersten Tag an auf ein offenes Protokoll.Drei Anbieterportale schufen blinde Flecken im Versand. Die OCPP 1.6J-Unterstützung verwandelte 16 Einheiten in eine Ansicht.
• Machen Sie Kabel- und Steckverbinderstandards zu einem Beschaffungsportal.Aufgrund der Einhaltung von EN 50620 und IEC 62196 in den Ausschreibungsunterlagen wurden zwei Lieferanten ausgeschlossen, deren Gleichstromkabel bei kaltem Wetter eine kürzere Biegelebensdauer aufwiesen.
• Spiegelung:Der Betreiber würde zwei Wochen früher mit den Bauarbeiten beginnen und ein 12-monatiges Ersatzteilset mit den Ladegeräten bestellen. Es dauerte im ersten Winter neun Tage, bis ein einziges Ersatz-Anschlusskabel eintraf.

Flottenbetreiber, die 60-kW- oder 80-kW-Gleichstromladesäulen evaluieren, können die in diesem Projekt verwendete Konfiguration unter überprüfenSoutya 60KW 80KW DC-Ladesäule.

Referenzierte Industriestandards

• EN 50620:2017— Elektrokabel zum Laden von Elektrofahrzeugen. Definiert Flexibilität, Wetterbeständigkeit, Ölbeständigkeit und Mantelmarkierung für Ladesäulenkabel mit Nennspannungen von AC 450/750 V oder DC 0,6/1 kV.CEN-CENELEC
• IEC 62196-Serie— Stecker, Steckdosen, Fahrzeuganschlüsse und Fahrzeuganschlüsse zum konduktiven Laden von Elektrofahrzeugen. Teil 1 behandelt allgemeine Anforderungen, Teil 2 behandelt AC-Schnittstellen (Typ 1/Typ 2) und Teil 3 behandelt DC-Schnittstellen einschließlich CCS und CHAdeMO.IEC-Webstore