Desafios e oportunidades na criação de uma estação de carregamento de veículos elétricos

Tesla, um fabricante líder de veículos elétricos anunciou recentemente seus resultados financeiros do segundo trimestre de 2020, apresentando um lucro, apesar da atual situação de pandemia global, tornando-se uma das empresas mais valiosas à frente da Toyota, Volkswagen, General Motors, etc., Herbert Diess citou no LinkedIn que “Em 5 a 10 anos, a empresa mais valiosa do mundo será uma montadora de automóveis”. Com tudo isso, podemos afirmar com ousadia que o futuro dos veículos elétricos é brilhante e na verdade não está tão longe.

De acordo com o último relatório da Deloitte - Veículos Elétricos: Rumo a 2030, prevê-se que o número total de carros elétricos vendidos crescerá de 2,5 milhões em 2020 para 11,2 milhões em 2025 e o número chegará eventualmente a 31,1 milhões em 2030. Falando sobre a China, apesar do fato dos números de vendas de EV terem sido afetados pela pandemia, o governo não está dando passos atrás e os investimentos estão sendo feitos na infraestrutura de carregamento da China e os fabricantes estão sendo encorajados a produzir e comercializar EVs. Cada país em todo o mundo está promulgando avidamente programas de subsídios para apoiar a instalação de infraestrutura de carregamento de VE, e iniciativas regulatórias estão sendo tomadas para apoiar os fabricantes de veículos elétricos a tornarem um 'mundo mais verde' uma realidade.

Enquanto a indústria automobilística em todo o mundo está trabalhando duro para a recuperação econômica e tomando medidas para aumentar as vendas de VE, há certos aspectos a serem tratados para uma adoção melhor e mais rápida do VE, sendo a criação de uma estação de carregamento de carro elétrico um deles. Vamos entender por que é difícil configurar uma infraestrutura de carregamento de EV e quais etapas podem ser tomadas para lidar com isso.

1. Alto custo de configuração da infraestrutura de carregamento de EV

O custo de instalação de uma estação de carregamento EV é bastante alto e varia de acordo com o tipo de carregadores instalados. Para configurar a infraestrutura de carregamento de VE, os requisitos mínimos de infra-estrutura precisam ser atendidos, e encontrar o fornecedor certo e o local certo é importante. O custo de configuração da infraestrutura de carregamento de VE depende do custo do terreno, cabos e outros auxiliares. Além disso, há um custo variável de eletricidade e consumo de energia para carregamento rápido.

Com o alto custo de configuração da estação de carregamento EV, a única maneira de tornar viáveis ​​as estações de carregamento rápido é aumentar sua utilização. Em primeiro lugar, a infraestrutura de carregamento deve ser configurada em um ponto fácil de localizar e o carregamento CC, que é vantajoso em relação à tecnologia de carregamento CA, deve ser instalado. O governo também precisa intervir para ajudar aqueles que precisam investir e lucrar com a instalação da infraestrutura de carregamento.

2. Conformidade com vários protocolos de carregamento

Existem protocolos de carregamento de EV, como CHAdeMO, CCS (Sistema de Carregamento Combinado) e especificações Bharat EV que precisam ser seguidos. As soluções de carregamento de EV devem ser compatíveis com todos os tipos de pontos de carregamento elétrico. Qualquer incompatibilidade pode resultar em incompatibilidade de tensão, corrente e frequência. Isso também pode aumentar o custo e a complexidade. Aqui também podemos coletar novamente nossa entrevista com Adity Raj, diretor técnico da EVI Technologies. Quando questionado sobre os desafios que enfrentou ao desenvolver suas acusações, sua resposta também foi sobre os protocolos de cobrança não padronizados.

“Para resumir os desafios que enfrentamos no desenvolvimento de nosso carregador:

• Não havia padrões indianos disponíveis para a arquitetura do carregador e classificações de energia. Em dezembro de 2017, o primeiro rascunho foi lançado pela ARAI como AIS138, mas ainda sem protocolos padrão fixos ou requisitos de design
• Não há acoplador de carregamento padrão usado pelo EV nas estradas indianas, tornando difícil projetar uma tomada de acoplamento de carregador
• A aquisição de componentes e suporte técnico eram lentos, aumentando o tempo e o custo de desenvolvimento do produto ”

Você também pode conferir a entrevista no link acima para saber mais. A imagem abaixo mostra o carregador EV desenvolvido pela EVI technologies.

3. Segurança contra flutuações de tensão

A configuração das estações de carregamento de EV requer competência técnica especializada. Riscos como flutuações de tensão, falha de aterramento e sobrecorrente podem ser arriscados. Caso haja um pico repentino na voltagem; isso pode danificar os componentes caros. Além disso, deve-se ter cuidado ao instalar componentes de filtragem de ruído. Fora isso, um mecanismo de segurança de nível ASIL D deve ser implementado. Para segurança adicional, testes EMC / EMI precisam ser realizados. Sensores como sensores de proximidade e sensores piloto de controle precisam ser integrados para controlar as flutuações de tensão.

4. Desafios relacionados a hardware e software

Existem vários desafios relacionados a hardware e software também na configuração de uma infraestrutura de carregamento de VE que precisam ser resolvidos. Quando as condições estipuladas no protocolo são atendidas, os componentes de hardware como sensores de proximidade e piloto de controle gerenciam a conexão de carregamento do EV. No entanto, projetar esses componentes de hardware para vários protocolos com condições diferentes é bastante desafiador. Vários problemas como dissipação de calor, isolamento, aterramento, medição de tensão e problemas de energia precisam ser corrigidos.

No que diz respeito aos problemas de software, é obrigatório que o carregamento seja iniciado somente quando determinados critérios, como conexão ao terra, filtragem de corrente, etc., forem atendidos. O desafio está em programar o software para detectar o protocolo que o EV suporta e alterar os modos de carregamento de acordo.

Vamos ouvir as pessoas que já fizeram isso!

A CHARGE + ZONE é uma empresa de infraestrutura de carregamento de veículos elétricos voltada para a tecnologia, especializada em serviços de cobrança B2B e B2C em cobranças dedicadas e baseadas em oportunidades, usando a rede smart grid para aumentar o uso de energia renovável. A empresa oferece Estações de carregamento elétrico confiáveis ​​e sem complicações para todos os tipos de veículos elétricos (EVs) na Índia para e-riquixás, carros, ônibus e até caminhões, conforme necessário.

Tivemos a oportunidade de conversar com o Sr. Ravindra Mohan, Diretor (Estratégia e Negócios) da CHARGE + ZONE sobre o tema e ele nos esclareceu com informações adicionais sobre o mesmo. Ao ser questionado sobre os vários desafios enfrentados na configuração da infraestrutura de EV na Índia, ele disse:

Incerteza: Qual tecnologia escolher para comunicação com baterias EV (BMS) é uma das principais preocupações. Este problema parece ter sido resolvido inicialmente pelos padrões de formulação do GOI. Bharat DC-001 (GB / T) para carregamento DC e AC-001 para padrões de carregamento AC. Mas, lentamente, os OEMs indianos de e-4W estão migrando para o CCS2.

Capacidade: Outra preocupação é a capacidade de construir que ainda é uma área nebulosa.

Cadeia de abastecimento: Não existe uma cadeia de abastecimento estabelecida. Muitas das peças, especialmente conectores e cabos, que são essenciais para a fabricação de jogadores estabelecidos, precisam ser provenientes da China ou da Europa. Como os volumes não são conhecidos, torna-se um desafio.

A tropicalização de pistolas de carregamento importadas (conectores): Este também é um trabalho desafiador. No caso de armas de alta potência carregando 200 A ou mais, a poeira indiana, a poluição e o alto ambiente estão causando problemas, pois até agora, na Europa e na China, tais condições ambientais não foram enfrentadas.

Localização: como a propriedade privada de VEs não está devidamente documentada, torna-se difícil encontrar pontos quentes e categorias de instalações que terão grande movimentação.

Imóveis: Como os VEs precisam ser estacionados por um longo período para carregamento, o custo de bloquear esses espaços na ausência de muitos VEs privados aumenta o custo fixo, tornando o negócio inviável.

Estabilidade de energia da rede: o GOI emitiu diretrizes para a estação de carregamento pública. Para o presente 2-4, pontos de carregamento rápido CC para atender a 21 KW a 44,5 KW Os pacotes de bateria dos EVs atuais podem não ser um problema do ponto de vista da estabilidade da grade. Mas, à medida que a densidade dos veículos aumenta e os hubs para sua viabilidade precisam ter 10 ou mais pontos de carregamento rápido DC, a expansão no mesmo local pode ser um desafio.

Carregador elétrico: Existem basicamente 2 tipos de carregadores - carregadores rápidos e carregadores lentos. Na Índia, os carregadores rápidos são do tipo DC de 15 KW a 240 KW com conectores de pistola de GB / T e CCS 2. Geralmente, podem ser usados ​​para estações de carregamento públicas. Mas como os EVs privados ainda não são muitos, é um desafio decidir os volumes. Os carregadores lentos, por outro lado, são do tipo CA de 3,3 KW a 22 KW, com conectores industriais a conectores Tipo 2. Estes são geralmente utilizados para carregamento doméstico e carregamento de escritório, onde os veículos ficam estacionados por períodos consideráveis ​​(mais de 6 horas).

Tecnologia: A tecnologia que ajudará as Estações de Carregamento a se integrarem com energia renovável e de acesso aberto ainda está em um estágio inicial na Índia. Portanto, para esses Operadores de Estação de Carregamento, oferecer um preço competitivo é um desafio.

Tarifa de energia: muitos dos reguladores de energia do estado aprovaram taxas concessionais para medidores de EV, mas por quanto tempo ainda não há muita clareza. ”

Para ter uma ideia clara de por que configurar uma infraestrutura de carregamento de EV é um desafio, nos conectamos com o Sr. Anurang Dorle, que é o cofundador e diretor da empresa chamada EVC Finder. Sua empresa promete oferecer aos proprietários de EV a conveniência de localizar estações de carregamento em um mapa, pré-reservar seus slots de carregamento, sistema de recomendação inteligente e pagar taxas online com seu aplicativo EVC Finder. Além disso, seu aplicativo fornece ao dono da estação de carga a solução completa de reserva de horário, faturamento e gerenciamento completo da estação de carga.

Ele compartilhou conosco informações valiosas sobre quais são os vários desafios na configuração da infraestrutura de carregamento de VE.

Tendo discutido os desafios em detalhes com os especialistas na área, pode-se dizer que a falta de infraestrutura de carregamento adequada, configurando a rede de disponibilidade de combustível para proprietários de EV , o longo tempo que leva para carregar um EV do que abastecer o motor de combustão interna- veículo baseado são os principais obstáculos para o sucesso do esquema EV. Além disso, o preço médio na estrada dos veículos elétricos na Índia não é atraente o suficiente para os consumidores. As startups de EV e os principais fabricantes de automóveis estão presos entre reduzir os custos de EV e investir para impulsionar a infraestrutura. Obter uma licença para configurar a infraestrutura de carregamento de VE é outra tarefa desafiadora

Porém, junto com os problemas, também temos soluções. Os governos estadual e central têm se empenhado em estimular a adoção de veículos elétricos no país por meio de novas políticas e estruturas para o mercado de veículos elétricos. O governo da Índia está planejando expandir rapidamente o número de estações de carregamento em todo o país. Existem planos para instalar mais de 69.000 postos de combustível com cada bomba de gasolina recebendo no mínimo um carregador de EV e novas estações de carregamento de EV também em desenvolvimento.

O Bureau of Indian Standard e o Departamento de Ciência estão trabalhando para padronizar a configuração da infraestrutura de carregamento de VE e reduzir os custos envolvidos. Além disso, muitas discussões estão ocorrendo em todo o mundo para a adoção do CHAdeMO japonês, do Sistema Europeu de Carregamento Combinado (CCS) e do Padrão indiano de Bharat.

Com passos tão promissores sendo dados para aumentar o número de estações de recarga no país, nós definitivamente podemos esperar ver mais e mais veículos elétricos nas estradas nos próximos anos.