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Sistema de carga de megavatios

El Megawatt Charging System ( MCS ) es un conector de carga que se encuentra en desarrollo para vehículos eléctricos de batería grande . El conector estará diseñado para cargar ...

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El Megawatt Charging System ( MCS ) es un conector de carga que se encuentra en desarrollo para vehículos eléctricos de batería grande . El conector estará diseñado para cargar a una velocidad máxima de 3,75 megavatios (3000 amperios a 1250 voltios de corriente continua (CC)).

La organización CharIN está impulsando el conector MCS con la aspiración de que se convierta en un conector de carga estándar a nivel mundial para vehículos comerciales grandes y medianos. [3]

Historia

En marzo de 2018, los actores de la industria formaron un grupo de trabajo de la Iniciativa de Interfaz de Carga eV (CharIN) con el objetivo de "definir un nuevo estándar de carga de alta potencia para vehículos comerciales para maximizar la flexibilidad del cliente". [3] CharIN había desarrollado previamente la especificación del Sistema de Carga Combinada (CCS). Desde principios de 2018 hasta finales de 2019, se utilizó la abreviatura HPCCV (Carga de Alta Potencia para Vehículos Comerciales), siguiendo el nombre del grupo de trabajo del consorcio CharIN. La declaración de propósito se revisó posteriormente para "elaborar los requisitos para una nueva solución de carga de alta potencia para vehículos comerciales para maximizar la flexibilidad del cliente cuando se utilizan vehículos comerciales totalmente eléctricos. El alcance de la recomendación técnica se limitará al conector y a cualquier requisito relacionado con el EVSE , el vehículo, la comunicación y el hardware relacionado". [4]

El HPCCV celebró una reunión en septiembre de 2018 para crear consenso sobre los requisitos propuestos, y la Junta Directiva de CharIN aprobó un conjunto de requisitos de consenso en noviembre de 2018. [3] Cinco empresas presentaron diseños candidatos para cumplir con los requisitos: Tesla , Electrify America , ABB , paXos y Stäubli . [5] El HPCCV seleccionó un diseño de enchufe y toma de carga en mayo de 2019, que fue respaldado por el liderazgo de CharIN en septiembre de 2019. [3] El conector HPCCV de la versión 1.0 tenía una forma triangular y pines de alimentación redondos, pero el diseño requería un mayor desarrollo ya que no era a prueba de dedos (a salvo del contacto accidental con los pines de alimentación). [6]

Dibujo aproximado de la salida del borrador de la versión anterior 2 ; la CC± se habría transportado a través de dos contactos de "diapasón"

En septiembre de 2020, se realizó una prueba de siete entradas de vehículos y once conectores en el Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) de EE. UU. El hardware del prototipo representó diseños de siete fabricantes diferentes y seis fabricantes adicionales participaron virtualmente. Los criterios evaluados incluyeron ajuste/compatibilidad, ergonomía y rendimiento térmico. [7] [8] Las evaluaciones a la corriente máxima (3000 A) se realizaron con enfriamiento tanto de la entrada como del conector; solo para el enfriamiento del conector, la corriente se limitó a 1000 A, y sin enfriamiento, la corriente se limitó a 350 A. [9] Las versiones 2.0 a 2.4 del conector MCS usaban contactos en forma de "horquilla", pero luego se cambió a la versión 3.0 a 3.2, que volvió a la forma triangular con pines más grandes y fundas protectoras más largas para evitar el contacto accidental. [6] : 3 

El grupo de trabajo había previsto que se publicaría un documento de requisitos y especificaciones a finales de 2021. [4] En agosto de 2021, se probaron conectores prototipo a hasta 3,75 megavatios . [10] La versión 3.2 del conector MCS se adoptó en diciembre de 2021. [6] : 3  CharIN tiene la intención de completar el documento de especificaciones para 2024, [1] que se planea que esté en un estado listo para ser adoptado por ISO e IEC como estándar global. [11] En preparación, SAE International comenzó a desarrollar el borrador de los estándares MCS en los requisitos J3271 en diciembre de 2021; [12] en paralelo, la IEC comenzó a desarrollar el estándar 63379 en la primavera de 2021. [13]

Se espera que el estándar final se resuelva en 2024. [14] Hay un punto abierto en la prueba de inmunidad a interferencias de la conexión PLC , de lo contrario, la comunicación necesitaría cambiar a una conexión CAN en los mismos pines piloto. [ cita requerida ] Además, el protocolo en la conexión PLC debe admitir TCP/IP , de modo que los servicios ISO 15118 tengan una conexión directa a la electrónica del vehículo (Vehicle-To-Grid, Plug-N-Charge). [15]

Implementaciones específicas

Lilium GmbH anunció en octubre de 2021 que los próximos Lilium Jets VTOL estarían equipados con MCS para carga. [16] ABB entregará estaciones de carga con conectores MCS en 2024. [17] Las estaciones de carga de ABB se han utilizado en eventos de pruebas de interoperabilidad. [18]

En el marco del proyecto sueco E-Charge, se construirán y operarán tres estaciones de carga para camiones que utilizan una versión preestandarizada de MCS. Los cargadores se instalarán en tres lugares diferentes en el sur de Suecia y serán utilizados por cuatro flujos logísticos auténticos durante un año a partir del primer trimestre de 2024. Los camiones eléctricos serán suministrados por Scania y Volvo, mientras que los cargadores serán suministrados por ABB. [19]

El proyecto nacional alemán " Hochleistungsladen im Lkw-Fernverkehr ", comúnmente conocido como el proyecto HoLa (del alemán Hochleistungs-Ladepark , literalmente parque de carga de alta capacidad para los sitios de carga), [20] construirá cuatro nuevas estaciones de carga para camiones a lo largo de la autopista A2 desde Berlín, Alemania hasta Duisburg, Alemania. Cada estación estará equipada inicialmente con dos estaciones de 600 kW a partir de junio de 2022, y se actualizará a 1 megavatio utilizando MCS en el otoño de 2023. Los cargadores serán construidos por Heliox. [21]

En febrero de 2022, la Asociación Alemana de la Industria Automotriz (VDA) publicó el "Masterplan Ladeinfrastruktur 2.0" en el que proponía ampliar la red de carga financiada por el estado Deutschlandnetz para convertirla en una " Deutschlandnetz für Lkw " (red nacional de carga rápida para camiones). Mientras que el plan actual requiere 200 kW por punto de carga utilizando CCS, la siguiente fase requerirá 700 kW por punto de carga utilizando MCS. [22]

En enero de 2023 se vio uno de los primeros Tesla Semi con la versión 2 del puerto de carga MCS. [23] [24]

ABB entregará estaciones de carga con 1200 kW en 2025 que se utilizarán en los proyectos piloto según lo previsto en 2024. [25]

Los proyectos piloto comenzaron en 2024. En marzo, un MAN eTruck se cargó con 1000 A a 700 kW en una estación de carga de ABB. [26] [27] En abril, un Mercedes-Benz eActross 600 se cargó con 1250 A a 1000 kW en una estación de carga de ABB. [28] En abril, se entregaron dos eActross al cliente de prueba Contargo. [29] Contargo había anunciado que construiría su propia red de cargadores rápidos para camiones, específicamente en sus sitios de la empresa en Duisburg, Voerde-Emmelsum, Emmerich, Frankfurt-Ost, Industriepark Frankfurt-Höchst, Gustavsburg, Hamburgo, Karlsruhe, Koblenz, Ludwigshafen, Mannheim, Neuss, Weil am Rhein y Wörth. [30] En junio, Milence inauguró su primer parque de carga para camiones en el puerto de Antwerpen-Brügge, pero sin enchufe MCS. [31] En junio, Shell inauguró un cargador rápido público para camiones con CCS y MCS en su campus ETCA en Ámsterdam. [32] En julio, E.On y MAN anunciaron que instalarían cargadores rápidos públicos para camiones en los centros de servicio MAN a finales de 2025, y que el primero entraría en funcionamiento en 2024. 125 de las 170 ubicaciones están en Alemania, las demás en Austria, Gran Bretaña, Dinamarca, Italia, Polonia, la República Checa y Hungría. Aquí también están empezando con CCS de 400 kW y planean convertirlo a MCS más adelante. [33]

Requisitos de diseño

Los requisitos clave incluyen: [4]

  • Enchufe conductor simple
  • Máximo de 1250 V CC y 3000 A [2]
  • PLC diferencial [34] + ISO/IEC 15118 – 20 (los protocolos de comunicación ISO 15118-20 permiten un flujo de energía bidireccional para el vehículo a la red (V2G), carga inteligente, comunicación cifrada, Plug 'n Charge, carga automatizada)
  • Seguro al tacto (UL2251)
  • Interruptor de anulación interpretado por software en el mango
  • Cumplimiento de las normas OSHA/ADA (o equivalente local) (dicta tamaños utilizando datos antropométricos y masas utilizando datos ergonómicos )
  • EMI de clase A de la FCC (o equivalente local)
  • Ubicado en el lado del conductor del vehículo, a la altura de la cadera ( ergonomía )
  • Capaz de ser automatizado
  • Certificación UL / NRTL
  • Ciberseguridad
  • V2X (bidireccional) basado en ISO15118-20

El MCS está destinado a vehículos comerciales de clase 6, 7 y 8 , inicialmente con un enfoque principal en camiones y autobuses grandes, pero existen posibles aplicaciones del MCS en la industria aeronáutica (e-VTOL, e-aviones, etc.) y la industria marítima (remolcadores, e-ferries, buques de carga fluvial, etc.). Para los vehículos de carretera, la entrada del vehículo debe colocarse en el lado del conductor del vehículo (lado izquierdo en América del Norte), entre los ejes delantero y trasero. [35] : 17 

También se puede instalar en el vehículo una entrada CCS Combo 1/Combo 2/ SAE J3068 o ChaoJi para compatibilidad y carga de CA. Black & Veatch ha diseñado prototipos de requisitos de diseño para carriles de carga de vehículos. [36]

Véase también

Referencias

  1. ^ abc "CharIN muestra el sistema de carga MW para vehículos eléctricos comerciales". Electrive . 14 de junio de 2022 . Consultado el 27 de septiembre de 2022 . La geometría del enchufe de carga, por ejemplo, se exhibió en el stand de ABB eMobility. El diseño, mantenido en secreto durante mucho tiempo por CharIN, es triangular, con la punta apuntando hacia abajo. En las dos esquinas superiores se encuentran los receptáculos (como se esperaba) grandes para los dos pines de CC. Los otros pines, más pequeños, para la conexión a tierra y la comunicación se colocan en el medio y en la parte inferior. Dado que todavía se trata de un prototipo, el estándar final no se publicará hasta 2024, como se mencionó anteriormente. CharIN dice que los miembros de la organización presentarán sus respectivos productos que implementan MCS el próximo año. Esto significa que el diseño del conector ya debería estar muy cerca de la especificación final.
  2. ^ abc "Expertos de la industria e investigadores ponen a prueba los sistemas de carga para camiones eléctricos" (Comunicado de prensa). Laboratorio Nacional de Energías Renovables. 30 de agosto de 2021 . Consultado el 27 de septiembre de 2022 . Basándose en las lecciones aprendidas anteriormente, el evento de este año se centró en una evaluación ampliada para considerar más casos del mundo real de seguridad y durabilidad dentro del estándar [Sistema de carga de megavatios], que especifica la compatibilidad con hasta 1250 voltios y 3000 amperios.
  3. ^ abcd "Grupo de trabajo CharIN HPCCV: actualización del enchufe de alta potencia". CharIN. Abril de 2020. Consultado el 26 de agosto de 2021 .
  4. ^ abc «Sistema de carga de megavatios (MCS)». CharIN eV . Consultado el 26 de agosto de 2021 .
  5. ^ Kocher, Rustam (11 de junio de 2019). "Actualización del grupo de trabajo sobre estandarización" (PDF) . Carga de vehículos comerciales de alta potencia de CharIN . Consultado el 10 de enero de 2021 .
  6. ^ abc Bohn, Theodore (12 de abril de 2022). "Estándar SAE J3271 Megawatt Charging System; parte de la carga de vehículos eléctricos multipuerto MW+ para todo lo que 'rueda, vuela o flota'". EPRI Bus & Truck . Consultado el 8 de junio de 2022 .
  7. ^ "El camino de CharIN hacia la carga de megavatios (MCS): evento de prueba de conector exitoso en NREL" (Nota de prensa). 2020-10-13 . Consultado el 2021-01-10 . Del 23 al 24 de septiembre de 2020 … Evaluación de ajuste y ergonomía del conector y la entrada MCS … En las instalaciones del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL).
  8. ^ "El evento organizado por el NREL respalda el desarrollo industrial de conectores para sistemas de carga de megavatios" (Comunicado de prensa). NREL. 2020-10-12 . Consultado el 2021-01-10 . Megawatt Charging System (MCS), un nuevo estándar de carga para vehículos eléctricos de servicio mediano y pesado... permitió que siete entradas de vehículos y 11 conectores de cargador probaran sus diseños juntos. ... la naturaleza de alta corriente de este sistema presenta desafíos únicos para minimizar la longitud del cable para mejorar la eficiencia y reducir el enfriamiento térmico... matriz de prueba que cubre todas las combinaciones de conectores y entradas. ... El grupo CharIN ha identificado una lista de requisitos prioritarios para un nuevo sistema de carga bidireccional de alta potencia, incluida la compatibilidad con hasta 1500 voltios y 3000 amperios.
  9. ^ Meintz, Andrew (24 de junio de 2021). "Tecnologías de infraestructura de carga: desarrollo de un sistema de carga multipuerto de más de 1 MW para vehículos eléctricos de servicio mediano y pesado" (PDF) . Laboratorio Nacional de Energías Renovables . Consultado el 26 de agosto de 2021 .
  10. ^ Expertos e investigadores de la industria ponen a prueba los sistemas de carga para camiones eléctricos. Noticias (informe). Laboratorio Nacional de Energías Renovables . 2021-08-03 . Consultado el 2021-10-11 .
  11. ^ "La carga de megavatios a la vista" (Nota de prensa). Scania. 7 de julio de 2022. Consultado el 27 de septiembre de 2022 ."Para hacer las cosas lo más fáciles posible, MCS se basa en un acuerdo global sobre especificaciones técnicas, con el apoyo de una gran parte de la industria, donde CharIN ha sido la incubadora perfecta que ha entregado un concepto listo de MCS que ahora se está entregando para convertirse en estándares ISO e IEC", dice Johan Lindström, Gerente Técnico de Tecnología de Vehículos VCB, Scania.
  12. ^ "Sistema de carga de megavatios para vehículos eléctricos: J3271". SAE International. 15 de diciembre de 2021. Consultado el 3 de mayo de 2022 .
  13. ^ Bernd Horrmeyer (2 de diciembre de 2021). "Sistema de carga de megavatios: la estandarización respalda la electrificación global del tráfico pesado" (entrevista). Entrevista realizada por Gürkan Balcioglu. DKE Technology.
  14. ^ Kane, Mark (15 de junio de 2022). "CharIN lanza oficialmente el sistema de carga Megawatt (MCS)". Inside EV.
  15. ^ "CharIN Whitepaper Megawatt Charging System (MCS) – Recomendaciones y requisitos para organismos de normalización y proveedores de soluciones relacionados con MCS – Versión 1.0" (PDF) . CharIN. 2022-11-24.
  16. ^ "ABB y Lilium se unen para revolucionar la infraestructura de carga para los viajes aéreos regionales" (Nota de prensa). ABB. 13 de octubre de 2021.
  17. ^ "Lilium se asocia con ABB para la infraestructura de carga". Transport UP. 2022-02-22.
  18. ^ "CharIN lanza un sistema de carga de megavatios (MCS) en América del Norte". InsideEVs . Consultado el 29 de octubre de 2022 .
  19. ^ "Carga electrónica | Parque científico de Lindholmen".
  20. ^ "HoLa: carga de alto rendimiento para camiones de larga distancia". Hochleistungsladen Lkw-Fernverkehr . Consultado el 8 de junio de 2022 .
  21. ^ "Heliox: del ajuste grueso al ajuste fino de la carga de megavatios". 16 de octubre de 2021.
  22. ^ "Aufbau E-Ladenetz für Nutzfahrzeuge fokussieren - 5 Mrd. Booster-Förderung bis 2025" (Presione soltar). VDA - Verband der deutschen Automobilindustrie. 2022-03-11.
  23. ^ u/wroniec498 (26 de enero de 2023). "Puerto de carga Tesla Semi (mcs2)". Reddit . Archivado desde el original el 26 de enero de 2023.{{cite web}}: CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )
  24. ^ ¡Megacargador de Tesla! Visita a una instalación de DCFC con más de 100 cargadores de vehículos eléctricos. Bienvenido a Baker, CA, 28 de julio de 2023 , consultado el 30 de julio de 2023
  25. ^ ABB E-mobility stellt neuen HPC A400 vor: Kommt jetzt das wahre "LADEVERGNÜGEN" en YouTube 2024-06-22
  26. ^ "ABB E-mobility y MAN demostraron erstmals Megawatt-Charging am eTruck". Transmisión de prensa . MAN Camiones y autobuses. 2024-03-21.
  27. ^ Cora Werwitzke (22 de marzo de 2024). "Megavatios cargados: MAN eTruck con 700 kW y MCS-Prototypgerät von ABB". Electivo.
  28. ^ Cora Werwitzke (22 de abril de 2024). "Demostración de Lade: Mercedes-Benz eActros 600 zieht sich ein Megawatt". Electivo.
  29. ^ Sebastián Schaal (18 de abril de 2024). "El Mercedes eActros 600 arranca en la Kundenerprobung". Electivo.
  30. ^ Cora Werwitzke (9 de febrero de 2023). "Contargo lässt privates Ladenetz für 33 E-Lkw bauen". Electivo.
  31. ^ Thomas Burger (13 de junio de 2024). "Ladeinfrastruktur: Milence eröffnet Ladepark en Amberes". Verkehrsrundschaue.
  32. ^ Chris Rendal (20 de junio de 2024). "Shell lanzará un sistema de carga de megavatios para camiones y barcos". Electrive.
  33. ^ Sebastián Schaal (11 de julio de 2024). "E.On und MAN bauen 400 Lkw-Schnelladepunkte". Electivo.
  34. ^ Paulraj, Pon. "Topología de comunicación del sistema de carga de megavatios (MCS) | Qué cambios hay en PLC, ISO 15118 y SLAC". Movilidad eléctrica simplificada | Conceptos básicos de vehículos eléctricos y carga . Consultado el 11 de enero de 2023 .
  35. ^ Truemner, Russell (18 de febrero de 2019). "Requisitos agregados del grupo de trabajo" (PDF) . Carga de vehículos comerciales de alta potencia de CharIN. Archivado desde el original (PDF) el 10 de julio de 2019. Consultado el 10 de enero de 2021 .
  36. ^ Pollom, Russell E. (5 de mayo de 2021). "Diseños de Black & Veatch para el grupo de trabajo MCS" (PDF) . Grupo de trabajo sobre sistemas de carga de megavatios de la Iniciativa de interfaz de carga (CharIN) . Consultado el 26 de agosto de 2021 .
  • Kocher, Rustam; Sasaridis, Dino; Leary, Kevin; Meintz, Andrew; Stith, Paul (8 de diciembre de 2020). CharIN Tuesday GLOBAL – Parte 2. CharIN – vía Youtube.
  • Bohn, Theodore (16 de septiembre de 2020). Sistema de carga multipuerto de más de 1 MW para vehículos eléctricos de servicio mediano y pesado. Electrificación del transporte para empresas de servicios públicos. Louisiana Clean Fuels . Consultado el 10 de enero de 2021 .
  • "CharIN: potenciando el siguiente nivel de movilidad eléctrica". www.charin.global . Consultado el 21 de abril de 2024.
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