Progettare e realizzare stazioni di ricarica per veicoli elettrici (EV) è un compito complicato. Esistono diversi produttori e componenti di sistema per garantire un'esperienza di ricarica sicura e di successo. Nello specifico per le stazioni DCFC (Direct Current Fast Charging), esistono diversi modi in cui un ingegnere può progettare il sito in base alle prestazioni di ricarica desiderate, al budget del progetto e alla capacità di alimentazione disponibile.
In definitiva, esistono tre tipi di architetture del sito DCFC:all-in-one, sistema diviso e batteria integrata. Ciascuno presenta vantaggi e svantaggi, tra cui il costo dell'apparecchiatura, le prestazioni di ricarica e la complessità dell'installazione.
Questo articolo analizzerà le differenze tra i tre progetti di architettura del sito DCFC e descriverà in dettaglio quale è più adatto a determinate situazioni.
Un DCFC all-in-one, come suggerisce il nome, contiene i moduli di alimentazione all'interno della stessa unità del distributore di ricarica. Questo tipo di DCFC è molto efficiente in termini di spazio poiché non richiede un armadio di alimentazione separato per i moduli di potenza (aumenta la potenza della rete) e i raddrizzatori (converte la corrente alternata (CA) in corrente continua (CC)). Inoltre, un'unità all-in-one è in genere più economica rispetto ad altri tipi DCFC.
DCFC tutto in uno Lo svantaggio di un'unità all-in-one è che di solito hanno una potenza in uscita limitata. Questo può variare da produttore a produttore, ma generalmente la potenza massima è limitata a circa 25-240 kW. Un altro svantaggio è che l'energia non può essere condivisa tra una serie di DCFC adiacenti per gestire il carico o ottimizzare la potenza del sito.
I modelli più diffusi di DCFC all-in-one sono la serie ABB Terra, Tritium PKM150 e Autel MaxiCharger DC Fast. I prezzi per i DCFC all-in-one partono da circa $ 50.000.
A differenza di un DCFC all-in-one, un sistema split, a volte chiamato sistema distribuito, include un armadio di alimentazione e un distributore di ricarica separati. Anche se l'architettura di questo sito utilizza più spazio e costa di più rispetto a un sistema all-in-one, è più adatta per i siti che richiedono prestazioni di ricarica elevate nonché la capacità di ottimizzare la potenza disponibile su diversi caricabatterie tramite la gestione del carico. Generalmente ad un singolo quadro elettrico possono essere collegati fino a quattro erogatori di ricarica. La potenza può essere modulata tramite un sistema di gestione del carico su ciascuno dei quattro distributori di carica collegati in modo da non sovraccaricare il quadro elettrico e/o il quadro elettrico. Con un'architettura DCFC a sistema suddiviso, gli host del sito possono garantire che i veicoli elettrici ricevano la stessa potenza fornita al sito, indipendentemente da dove si collegano.
Sistema diviso DCFC Inoltre, poiché gli armadi di potenza possono essere dimensionati in base alle esigenze del sito, possono fornire una maggiore potenza in uscita rispetto a un tipico DCFC all-in-one. Di conseguenza, molti armadi elettrici possono produrre 600 kW su più erogatori. Inoltre, alcuni produttori hanno progettato i propri quadri elettrici in modo che siano collegati tra loro per diffondere l'energia in modo ancora più efficiente. Complessivamente, i DCFC a sistema diviso sono in grado di fornire oltre 350 kW per distributore, che è attualmente la potenza più elevata per i veicoli elettrici leggeri.
Un sistema diviso DCFC è molto popolare per le nuove installazioni, in particolare per le aree di sosta autostradali o per i luoghi commerciali. Notevoli modelli DCFC del sistema diviso includono Chargepoint Express Plus, BTC Gen4 Split System e Kempower Distributed DCFC. I prezzi per i DCFC a sistema diviso partono da circa $ 80.000.
Infine, il DCFC integrato nella batteria risolve un problema specifico che può rappresentare un problema per gli host del sito DCFC. I fornitori di servizi elettrici addebitano tariffe di domanda per i clienti che superano una determinata soglia di potenza in un dato momento durante un ciclo di fatturazione. Per i siti DCFC, questo può facilmente ammontare a centinaia o migliaia di dollari al mese a seconda della quantità di energia prelevata in un dato momento. Anche se una stazione di ricarica assorbe 350 kW solo per un minuto in un mese, all’host del sito verranno fatturate tariffe di richiesta per tale incremento di potenza.
Batteria integrata DCFC Per evitare questi costi della domanda, è possibile utilizzare una batteria come intermediario tra la connessione alla rete e il distributore di ricarica. Rallentando la ricarica della batteria, l'host del sito può evitare i costi della domanda. Quando si verifica una sessione di ricarica, la batteria e l'attrezzatura di ricarica possono aumentare la potenza per fornire l'elettricità richiesta al veicolo elettrico. Un altro vantaggio di questo tipo di DCFC è che, poiché la connessione alla rete è relativamente minima, spesso possono essere installati in siti senza la necessità di aggiornamenti del servizio elettrico. Solo questo può far risparmiare decine di migliaia di dollari.
Sebbene la batteria possa essere installata come unità separata dal DCFC, può anche essere integrata nel DCFC. Un DCFC con batteria integrata adotta l'approccio di un DCFC all-in-one e amplia l'ingombro per includere una batteria. Sebbene un DCFC con batteria integrata eviti costi di domanda, richiede più spazio di un DCFC all-in-one convenzionale (ma meno di un DCFC con sistema diviso).
Inoltre, dei tre diversi tipi di DCFCS, sono i più costosi. Ciò è dovuto alla grande batteria all'interno dell'unità di ricarica. Un altro svantaggio di un DCFC con batteria integrata è che una volta che la batteria è completamente scarica, il DCFC è in grado di caricare i veicoli elettrici solo al livello di potenza di connessione alla rete, che in genere è di circa 30 kW. I produttori affermano che questi tipi di DCFC possono caricare fino a 20 veicoli elettrici al giorno.
I pacchi batteria dei DCFC con batteria integrata vanno da 160 kWh fino a 466 kWh. Per quanto riguarda la potenza, i DCFC con batteria integrata possono fornire circa 200 kW a un veicolo elettrico. I modelli più popolari includono Freewire Boost 200 e XCharge Net Zero Series. I prezzi per i DCFC integrati nella batteria partono da circa $ 170.000.
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