Электрический транспорт стремительно развивается во всем мире, и компания ABB активно инвестирует в разработку новой технологии зарядки аккумуляторных батарей и соответствующей инфраструктуры. Впервые в практике компании выпускаемые ею зарядные устройства будут обслуживать парк автоматически управляемых транспортных платформ промышленного типа.
Стремление человечества противостоять ухудшению качества воздуха в городах и глобальным изменениям климата привело к резкому росту спроса на электрический транспорт. По прогнозам, к 2040 году на дорогах будет 559 миллионов электрических транспортных средств, 55 процентов продаж новых автомобилей и 33 процента мирового парка транспортных средств будут приходится на электротранспорт. Некоторые аналитики считают, что к 2030 году весь новый дорожный транспорт станет электрическим.
При этом электромобили оказывают влияние не только на сферу личной мобильности: бизнес также видит преимущества электрического транспорта. Электромобили и экологичнее, и очень хорошо подходят для использования в качестве автоматизированных транспортных средств.
У автоматически управляемых ТС есть ряд преимуществ:
- им не требуется водитель, поэтому персонал можно направить на решение более продуктивных задач;
- легко прогнозировать эффективность эксплуатации и затраты;
- автоматика не подвержена усталости и редко допускает ошибки;
- транспорт данного типа может работать круглосуточно.
Кроме того, работу автоматических транспортных средств проще контролировать, и они лучше интегрируются в автоматизированную рабочую среду, что ведет к общему повышению безопасности.
В связи с появлением все новых типов электромобилей постоянно растет потребность в создании станций зарядки. Развитие этой жизненно важной инфраструктуры является одной из ближайших значительных задач для отрасли электрического транспорта, причем темпы ее решения должны превысить темпы роста числа электромобилей.
Зарядная инфраструктура от ABB для сингапурского подразделения корпорации PSA
Компания ABB имеет многолетний опыт разработки, монтажа, ввода в эксплуатацию и обслуживания зарядной инфраструктуры, включая реализацию нескольких сетей зарядных станций, охватывающих целые страны. ABB предлагает широкий спектр решений — от компактных настенных устройств переменного тока для зарядки в домашних условиях и надежных систем быстрой зарядки постоянного тока, таких как придорожные станции зарядки до инновационных систем зарядки электрических автобусов и тяжелых коммерческих транспортных средств по мере необходимости.
Подключение зарядных устройств к сети с помощью ABB Ability™ — унифицированной цифровой платформы от ABB, объединяющей современные «умные» полевые устройства при помощи различных облачных сервисов — обеспечивает быстрое обслуживание в любой точке мира, профилактическое техническое обслуживание, интеграцию систем управления, а также множество других преимуществ. Глубокие знания и обширное портфолио продуктов позволяют компании ABB разворачивать инфраструктуру для электромобилей нового поколения.
Именно опыт, накопленный в области инфраструктуры для зарядки электромобилей, и предопределил выбор ABB в качестве партнера в крупном проекте по расширению порта, осуществляемом корпорацией PSA.
Зарядка портового транспорта
По завершении строительства в 2040 году сингапурский порт Туас, оператором которого является корпорация PSA, будет располагать самым большим в мире полностью автоматизированным контейнерным терминалом. Будущий терминал, годовая пропускная способность которого составит 65 млн двадцатифутовых контейнеров, станет значимой вехой в развитии Сингапура. Первый причал начнет работать в 2021 году.
Автоматизация будет важным элементом в реализации объекта такого масштаба и сложности. Терминал заработает в полную силу в конце 2021 года, когда начнет постепенно вводиться в эксплуатацию парк из 162 автоматически управляемых платформ для перевозки тяжелых транспортных контейнеров. Парк будет полностью введен в эксплуатацию в течение двух лет.
Компании ABB и Land Systems, подразделение компании ST Engineering, тесно сотрудничали при заключении контракта с PSA на поставку и ввод в эксплуатацию интегрированных интеллектуальных зарядных станций для парка автоматических платформ, которые должны быть готовы к работе к концу 2020 года.
Контрактом предусматривается создание 18 интеллектуальных станций быстрой зарядки со встроенными функциями самодиагностики и высоким уровнем отказоустойчивости. Каждая станция размещается в полностью интегрированном корпусе eHouse, установленном на готовом шасси с комплектными распределительными устройствами среднего и низкого напряжения, трансформатором и зарядными станциями высокой мощности до 450 кВт, а также соответствующим оборудованием для управления и мониторинга. Решение демонстрирует преимущества объединения системы зарядки электромобилей и всей поддерживающей электрической инфраструктуры в единое комплексное решение.
Портфолио зарядных станций для тяжелых коммерческих электрических транспортных средств включает в себя решения с Plug-in-разъемами, решения с поддержкой автоматических пантографных систем (в конфигурациях с опусканием или поднятием пантографа), что позволяет обеспечить зарядку максимально широкого ряда автобусов, грузовиков и специализированных транспортных средств.
Поскольку при перемещении на транспортном средстве контейнера зарядка с помощью пантографа невозможна, а пантографы с боковым доступом довольно громоздки, в проекте порта Туас используются специально разработанные разъемы штыревого типа от Stäubli с боковым подключением (фото 4). Технические характеристики штыревого разъема были разработаны корпорацией PSA в тесном взаимодействии с компанией Stäubli. Задачей было спроектировать решение, которое бы лучше всего соответствовало данной сфере применения. Для связи между электрическими транспортными средствами и зарядной станцией используется комбинированная система зарядки (Combined charging system — CCS), открытый и универсальный протокол зарядки, основанный на международных стандартах.
Системы управления электропарком объекта корпорации PSA будут вести централизованный мониторинг состояния зарядных станций и уровней зарядки автоматически управляемых транспортных средств, а также планировать время зарядки. После прибытия транспортного средства на назначенную станцию оно подаст сигнал станции начать зарядку.
Оборудование ABB обменивается данными с программируемым логическим контроллером (ПЛК) заказчика, но, что необычно, без подключения к облачным службам. По требованию корпорации PSA система должна быть изолирована, с чем связана дополнительная трудность, вызванная необходимостью создания локального решения для обновления программного обеспечения и мониторинга его работы. Данные передаются в ПЛК, который затем подает команды зарядным станциям ABB (начать зарядку, остановить зарядку, сбросить неисправность и т. д.) и отправляет запросы состояния. ПЛК обменивается данными с системой управления объектом для обеспечения контроля и управления работой станций в режиме реального времени. Операционные и диагностические данные регистрируются в системе удаленной диагностики неисправностей и могут использоваться для дальнейшего анализа и выявления тенденций.
В состав каждой станции зарядки входят три силовых блока преобразования переменного тока в постоянный мощностью 150 кВт. За счет этого обеспечивается резервирование, поскольку, если один блок будет выведен из эксплуатации (например, для обслуживания или из-за поломки), в работе останется 300 кВт зарядки высокой мощности. Полная зарядка аккумулятора автоматически управляемого транспортного средства (стороннего поставщика, 450-750 В) занимает около 20 минут. Будучи автономным оборудованием, зарядные устройства имеют степень защиты корпуса IP54. Однако при установке в корпус eHouse защита от неблагоприятной среды на берегу моря становится еще надежнее.
Предусматривается установка 18 станций 450 кВт каждая и еще одного автономного блока зарядного устройства 150 кВт для ремонтного цеха заказчика. Компания ABB отвечает за проектирование, разработку, строительство и ввод в эксплуатацию всего корпуса eHouse, включая зарядную инфраструктуру и интеграцию с автоматически управляемыми транспортными средствами. Реализация системы в контейнере упрощает работу: контейнер доставляется на место, где компания ST Engineering подключает его в электрической сети, после чего специалисты компании ABB выполнят пусконаладочные работы.
Стандартизированные решения для подключения к электросети
С учетом растущего спроса на электромобили и зарядку высокой мощности важно помнить и о том, как электричество доставляется от сети к зарядным устройствам. Зачастую, чтобы повысить мощность распределительной электрической сети, требуются существенные капитальные вложения, однако правильное сочетание интеллектуальных решений, таких как аккумуляторные системы для хранения энергии и с системой управления энергией позволяет уменьшить эти затраты. Обладая более чем 100-летним опытом в области распределения электроэнергии, компания ABB может предложить готовые и масштабируемые решения, поддерживающие динамический рост экологичного электрического транспорта.
В портфолио ABB представлен широкий спектр модулей подключения к электросети. Эти модули предназначены для выполнения различных функций и соответствуют международным стандартам, включая IEC и ANSI (фото 5). В проекте мегапорта Туас применяются КРУ среднего напряжения с элегазовой изоляцией SafePlus, удовлетворяющие строгим требованиям сети питания.
Решение eHouse позволяет установить зарядные станции и другое электрическое распределительное оборудование в одном корпусе, что сводит к минимуму объем работ на объекте и обеспечивает более высокую эффективность установки. eHouse от ABB — это модульное решение, предназначенное для быстрого развертывания в системах обслуживания электрического транспорта. Все оборудование предварительно испытывается для обеспечения его бесперебойной совместной работы, благодаря чему сокращается число осложнений на месте, связанных с интеграцией новейших технологий, таких как зарядка электромобилей. Кроме того, модульный характер конструкции позволяет PSA при необходимости перемещать зарядные станции в другие части порта.
На переднем крае инноваций
Сингапурский проект компании PSA объединяет две крупнейшие тенденции, радикально преобразующие транспортную отрасль: развитие автоматических платформ и внедрение электромобилей. Технология компании ABB обеспечит быструю зарядку автоматических платформ, что имеет определяющее значение для эффективного перемещения контейнеров, а также для увеличения пропускной способности порта. Инновационное сотрудничество PSA и ST Engineering станет первым примером использования зарядных устройств ABB для питания парка автоматических платформ на коммерческом предприятии. Этот передовой проект ускорит переход Сингапура к будущей экосистеме мобильности, которая станет еще безопаснее, экологичнее и доступнее.
В более широком смысле быстрорастущий рынок электромобилей стимулирует инновационное и гибкое мышление. Компания ABB играет ведущую роль в разработке экологичных транспортных решений с применением новых цифровых технологий и принимает участие во многих проектах по всему миру. Экономичность и экологичность электрических автоматически управляемых транспортных средств означает, что они неизбежно будут находить все более широкое применение на все большем числе коммерческих предприятий. Сингапурский проект является идеальным примером их практического применения.
