תכנון טעינה בצי הרכב העומד: כמה מטענים באמת נדרשים לכל רכב?

כאשר מחסן צי רכב מתחיל לחשמל רכבים בהיקף, אחת משאלות הרכש הראשונות בדרך כלל מנוסחת כיחס פשוט: האם כדאי לרכוש מטען אחד עבור כל רכב, אחד עבור כל שני רכבים, או משהו באמצע?

זה נשמע כמו קיצור תכנון נקי, אבל טעינת מחסן לעיתים רחוקות מתנהגת כמו בעיית חשבון חניון פשוטה. התשובה האמיתית תלויה בכמה רכבים actually צריכים אנרגיה באותו חלון טעינה, כמה זמן הם נשארים חניונים, כמה מילוי יומי הם דורשים, וסיכון היציאה שהפעולה יכולה לסבול.

במחסנים מסוימים, יחס קרוב ל-1:1 בין מחבר לרכב הוא התשובה הבטוחה ביותר. באחרים, פחות מחברים יכולים לעבוד אם מחזורי העבודה קלים יותר או דרישת הטעינה מדורגת. מה שכמעט אף פעם לא הגיוני הוא להניח שכל רכב זקוק למתקן טעינה ייעודי בהספק גבוה.

היחס צריך להתבסס על גלי טעינה, לא על גודל הצי הכולל

הטעות הראשונה בתכנון מחסן היא התאמת הגודל למספר הכולל של נכסי הצי הרשומים במקום לרכבים שactually זקוקים לטעינה באותו חלון חזרה.

אם במחסן יש 80 רכבים אבל רק 50 נשלחים מדי יום, תכנון הטעינה צריך להתחיל באותן 50 יחידות פעילות, לא ברשימת כל הנכסים. אם רק 35 מהרכבים האלה צורכים בדרך כלל מספיק אנרגיה כדי לדרוש מילוי לילי, הבעיה הכלכלית בטעינה הולכת וקטנה שוב.

זו הסיבה שהשאלה הטובה יותר היא לא, "כמה מטענים לרכב יש לנו?" אלא, "כמה רכבים צריכים להחזיר אנרגיה לפני המשמרת הבאה, בתנאי פעולה רגילים ובשיא?"

ההבחנה הזו חשובה מכיוון שרכבי רזרבה, יחידות בקילומטרז' נמוך, מסלולים מתחלפים ודפוסי ניצול עונתיים יכולים לשנות מהותית את עומס הטעינה האמיתי במחסן.

הגדר למה אתה מתכוון ב"מטען" לפני שסופרים אותו

צוותי צי גם בונים יתר על המידה כאשר הם משתמשים במילה מטען במשמעות של שלושה דברים שונים בבת אחת.

ברמת המחסן, ייתכן שאתה סופר:

• מחבר פיזי הזמין במקום חניה
• ארון מטען או קופסה קיר
• מערכת כוח DC משותפת המזינה מספר ממסרים
• קיבולת אתר מחושמלת כוללת בקילוואט

אלה לא אותם הדברים.

מחסן אחד עשוי להזדקק למחבר כמעט בכל מקום חניה פעיל, תוך כדי ניהול הדרישה החשמלית הכוללת באמצעות איזון עומסים. אחר עשוי להשתמש בפחות מחברים אך להסתמך על סיבוב רכבים, תנועות עם צוות, או ארכיטקטורת כוח משותפת. שלישי עשוי להוסיף מספר קטן של מטענים מהירים DC לרכבים קריטיים לזמן הסיבוב תוך שמירה על רוב הצי על AC.

במילים אחרות, היחס שתבחר צריך להבחין בין גישה לחניה, גישה לטעינה, וכוח מותקן.

ארבעה קלטים שבאמת קובעים את כמות המטענים

לפני בחירת יחס כלשהו, מתכנני צי צריכים לבדוק תחת לחץ ארבעה קלטים.

1. רכבים שצריכים טעינה באותו חלון
2. אנרגיה יומית ממוצעת הנדרשת לכל רכב
3. זמן שהייה שמיש במחסן
4. היבט מבצעי להחזרות מאוחרות, שינויי מסלול, או החמצות הזדמנויות טעינה

בדיקת תכנון פשוטה נראית כך:

• סך שעות טעינה נדרשות = רכבים הזקוקים לטעינה בחלון מוכפלות בשעות טעינה משוערות לרכב
• מספר המשוררים המשוער = סך שעות הטעינה הנדרשות חלקי חלון הטעינה השמיש לכל מחבר
• ואז הוסף מרווח תפעולי לחריגות, תחזוקה, וסיכון שיגור

זו הסיבה שהיחס יכול להשתנות כל כך מהר מצי אחד למשנהו. שני מחסנים עם אותו מספר רכבים עשויים להזדקק לפריסות טעינה שונות מאוד אם צי אחד חוזר בשעה 18:00 ונשאר חניה עד 06:00, בעוד השני מפעיל משמרות מדורגות עם יציאות מוקדמות ופניות באמצע היום.

יחסי התחלה מעשיים לדפוסי מחסן נפוצים

אין כלל אוניברסלי של מטען לרכב, אבל יש הנחות התחלתיות מעשיות שיכולות להנחות דיוני תכנון מוקדמים.

דפוס מחסן	הנחת התחלה מעשית	מתי זה בדרך כלל עובד	סיכון עיקרי
מחסן משמרת בודדת שבו כמעט כל רכב פעיל זקוק לטעינת לילה	התחל קרוב למחבר אחד לכל רכב פעיל בגל טעינת הלילה הזה	רכבים חוזרים לתאים קבועים, נשארים חניה ללא השגחה, וצריכים לעזוב מוכנים למחרת בבוקר	CapEx עולה אם מתכננים מבלבלים בין מספר מחברים לבין חומרה בהספק מלא בכל תא
צי לילה שבו רק חלק מהצי הפעיל זקוק למילוי יומי	בערך מחבר אחד לכל 1.5 עד 2 רכבים יכול לעבוד כהנחת התחלה	קילומטרז' יומי נמוך יותר, מחזורי עבודה מתחלפים, משמעת תאים ברורה, וצורך בטעינה משתנה בין ימים	יחס על הנייר יכול להיכשל אם יותר רכבים מהצפוי זקוקים לטעינה במהלך פעולות עונתיות או בשיא
מחסן במשימות מעורבות עם תת-קבוצה קטנה קריטית למסלול	בסיס הצי מטופל בעיקר ב-AC, עם AC מוגבל שנוסף לרכבי סיבוב במקום לכל הצי	לרוב הרכבים יש שהייה ארוכה, אבל תת-קבוצה מוגדרת חייבת להשתקם במהירות בין נסיעות	DC זוכה לגודל יתר אם הוא מוגדר מחדש לכל הצי במקום למקרי חריג
מחסן בשלב צמיחה המתכונן לחשמול עתידי	דרוס חומרה חיה התחלתית לביקוש נוכחי פעיל, אך הכין נתיבים אזרחיים וחשמליים להרחבה עתידית	הרחבת צי צפויה, אבל ביקוש הטעינה בטווח הקצר אינו מצדיק פריסת חומרה מלאה ביום הראשון	עלויות עיבוד עולות בהמשך אם האתר אינו מוכן להרחבה אפילו שהחומרה הנוכחית מתאימה לגודל

אלה אינם כללי רכש. הם נקודות התחלה תכנוניות שעדיין צריכות להיבדק מול דרישת אנרגיה יומית, מודל עבודה, אילוצי שירות, וסיכון מבצעי מקובל.

אמת מבצעית אחת חשובה במיוחד: אם אף אחד לא יזיז רכבים או יחליף כבלים במהלך חלון הטעינה, שיתוף מחברים הוא הרבה פחות גמיש משיתוף חשמל.

מתי יחס קרוב ל-1:1 הוא ההחלטה הנכונה

יחס קרוב ל-1:1 של מחברים לעיתים קרובות הגיוני כאשר אמינות המחסן חשובה יותר מצמצום כמות החומרה.

זה נפוץ כאשר:

• רכבים חוזרים באותו חלון ערב
• הטעינה מתרחשת בעיקר בלילה ללא התערבות צוות
• רוב הרכבים הפעילים צריכים מילוי לפני היציאה בבוקר
• החמצת טעינה יוצרת שיבוש מסלול או חוסר יעילות בעבודה

בתנאים אלה, התשובה הנכונה היא לרוב מחבר אחד לכל רכב פעיל שחייב להיות מוכן בגל השיגור הבא. זה לא אומר שכל רכב זקוק למטען מהיר ייעודי. בציים רבים, זה אומר גישה רחבה לטעינת AC חכמה ברחבי המחסן, עם חלוקת חשמל חכמה בין רכבים חניונים.

זה גם המקום שבו קונים צריכים להסתכל היטב על ההבדל בין אפשרויות AC מסחריות בהספק נמוך ובהספק גבוה. הבחירה הנכונה תלויה בזמן שהייה, זמינות מעגל, ובכמה אנרגיה יומית כל רכב actually צריך, לא רק בתפוקה הכותרת. ההדרכה של PandaExo על מטענים מסחריים 7קילוואט לעומת 22קילוואט AC משקפת את ההחלפה הזו היטב: יותר כוח הוא בעל ערך רק כשמחזור העבודה יכול להשתמש בו.

מתי פחות מטענים מרכבים יכול לעבוד

יחסים מתחת ל-1:1 יכולים להיות אפשריים, אבל רק כאשר הפעולה מתוכננת באמת לכך.

זה בדרך כלל דורש שילוב מסוים של הדברים הבאים:

• לא כל רכב פעיל זקוק לטעינה כל יום
• לרכבים יש זמני חזרה וזמני יציאה מגוונים
• המחסן מקבל סיבוב תאים מתוכנן או משמעת טעינה מנוהלת
• רכבי רזרבה מספקים חיץ תפעולי
• תוכנה מתעדפת את היחידות עם השיגור הבא המוקדם ביותר

מודל זה הוא בדרך כלל חזק יותר לציים במשימות קלות יותר, בפעולות עם קילומטרז' יומי נמוך יותר, או במחסנים שבהם צורך הטעינה אינו אחיד לאורך השבוע. הוא חלש יותר לחנויות לילה בהשגחה צמודה שבהן כמעט כל רכב פעיל חייב להיות משוחזר לחלוטין עד הבוקר.

המפתח הוא להתאים את היחס סביב אירועי טעינה נדרשים, לא סביב הנחות אופטימיות שכל רכב תמיד יגיע עם מספיק טווח נותר. ברגע שמופיעים שיאים עונתיים, הרחבות מסלול, אפקטי מזג אוויר, או חזרות מאוחרות, יחס יעיל תאורטית יכול להפוך לצוואר בקבוק בשיגור מהר מאוד.

למה טעינה מהירה DC צריכה להיות ממוטת בגודל למקרי החרגה

מחסני צי לעיתים קרובות משקיעים יותר מדי ב-DC כאשר הם מנסים לפתור כל בעיית טעינה במהירות.

עבור רוב הפעולות, טעינה מהירה DC צריכה להגן על זמני פעולה כאשר זמן השהייה קצר או ניצול הרכב גבוה באופן חריג. עדיף להתייחס לזה ככלי כירורגי לתת-הקבוצה הקריטית של רכבים שאינם יכולים להסתמך על מילוי לילי איטי יותר.

זה בדרך כלל אומר:

• רכבים שרצים משמרות מרובות
• יחידות שזקוקות להחלמה בצהריים בין מסלולים
• נכסים בקילומטרז' גבוה שבדר חורגים מחלון ה-AC הלילי
• החלמה חירום כאשר רכב מחמיץ את slot הטעינה הרגיל שלו

במקרים אלה, מספר מוגבל של נכסי DC עשוי להגן על צי גדול בהרבה. זוהי היגיון תכנוני טוב יותר מאשר קניית מטען DC אחד לכל רכב שנראה אי פעם דחוף על הנייר. המאמר של PandaExo על שדרוג מחסני טעינת צי עם תשתית DC בהספק גבוה מועיל כאן מכיוון שהוא מסגר את DC סביב לחץ תפוקה ופעולות מחסן במקום סביב רמות הספק יוקרתיות.

ספירת מחברים וכוח אתר אינם אותה החלטת עיצוב

אחת התובנות החשובות ביותר בתכנון מחסן היא שאתה יכול לספק גישת טעינה רחבה מבלי לתאם את גודל האתר כולו לטעינה בו זמנית בתפוקה מלאה.

כאן ניהול אנרגיה חכם הופך לכלי תכנון הוני. מחסן עשוי לרצות עמדות חניה מחוברות רבות כך שרכבים יוכלו להתחבר כשהם חוזרים, אבל הוא עשוי להגביל את ביקוש האתר הכולל ולחלק חשמל לפי עדיפות יציאה, מצב סוללה, וקריטיות מסלול.

זה חשוב מכיוון ששדרוגי שירות, קיבולת שנאי, וחשיפה לחיובי ביקוש הם לעיתים קרובות מניעי התקציב האמיתיים. מפעילים שמתעלמים מאילוצים אלה יכולים להגיע לפריסת מחברים שנראית נדיבה אבל יקרה להאנרגיה ואיטית לאישור. ההדרכה של PandaExo בצד השירות על קיבולת רשת, חיבור הדדי, וחיובי ביקוש היא תזכורת חזקה שספירת מטענים ומוכנות חשמלית חייבות להיבנות יחד.

עבור אתרים גדולים יותר, מתכננים עשויים גם להפריד בין ספירת הממסר הגלוי לבין הארכיטקטורה החשמלית האחורית. מערכות כוח משותפות יכולות לתמוך במספר עמדות טעינה מבלי להשתמש במקביל בארון חשמל מלא בכל תא. בסוג עיצוב זה, פתרון כמו מערכת טעינת קבוצה עם 240-1080 קילוואט רב מחברים של PandaExo יכול להיות רלוונטי כאשר מחסן זקוק לחלוקת חשמל גמישה על פני מספר רכבים במקום פריסת ארון אחד לכל חלל.

רצף רכש טוב יותר לפני שתתקעו את היחס

הדרך הבטוחה ביותר לענות על השאלה של מטענים לרכב היא לקבל החלטות בסדר הנכון.

1. ספור רכבים פעילים לפי גל שיגור, לא לפי נכסים בבעלות כוללת.
2. זהה אילו רכבים actually זקוקים לטעינה בכל חלון פעולה.
3. הפרד מילוי לאורך שהייה משיקום למשך זמן קצר.
4. כברירת מחדל, העבר את העומס הבסיסי ל-AC היכן שחלון השהייה תומך בכך.
5. הוסף DC רק לתת-קבוצת הרכבים שזמני הפעולה שלהם תלויים בשיקום מהיר.
6. בדוק את העיצוב מול גבולות כוח האתר, זמני ייצור של שירות, וחיובי ביקוש.
7. הכן את המחסן לצמיחה עתידית אפילו אם אינך מחשמל את כל החומרה העתידית מיד.

הרצף הזה נשמע פשוט, אבל הוא מונע את אחת מטעויות החשמול הנפוצות ביותר: השוואת דגמי מטענים לפני הגדרת תפקיד הטעינה שכל חלק של המחסן חייב לבצע.

הוא גם עוזר לצוותי רכש להישאר מקורקעים במציאות הפרויקט. שאלות על תעלות מתח, מיתוג, נראות תוכנה, תמהיל מטענים, והרחבה עתידית צריכות להיפתר לפני סיום הזמנות רכש. רשימת הבדיקות לפרויקט טעינת EV מסחרית של PandaExo מועילה מסיבה זו. היא דוחפת את השיחה מעבר לספירת חומרה ולעבר ביצוע באתר.

סיכום מעשי

אין מספר בודד ונכון של מטענים לרכב עבור מחסן צי.

התשובה הנכונה תלויה בכמה רכבים actually זקוקים לטעינה באותו חלון, כמה אנרגיה הם צריכים, כמה זמן הם שוהים, וכמה סיכון מבצעי הצי יכול לסבול.

עבור מחסני לילה בהשגחה צמודה רבים, יחס מחברים של כמעט 1:1 עבור גל הטעינה הפעיל הוא עדיין התשובה האמינה ביותר, במיוחד כשמחלקם הרכבים חייבים לעזוב מוכנים כל בוקר, עבור פעולות קלות או גמישות יותר, יחסים נמוכים יותר יכולים לעבוד, אבל רק אם לצי יש את הנתונים, המשמעת, והחיץ לתמיכה בגישה משותפת. טעינה מהירה DC צריכה בדרך כלל להיות ממומסת בגודל להחרגות קריטיות, לא לכל הצי.

המטרה המתכנונית המעשית היא לא להגדיל את ספירת המטענים, אלא ליצור את התמהיל הנכון של גישת מחברים, כוח אתר, מהירות טעינה, וחוסן תפעולי לאופן שבו המחסן actually פועל.