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Les dépôts de flotte, les stations des corridors autoroutiers et les centres de recharge urbains sont tous confrontés à la même contrainte sous-jacente : la connexion au réseau local est limitée, mais la demande de recharge rapide continue d'augmenter. Les chargeurs CC multi-pistolets sont une réponse directe à cette contrainte. Au lieu d'installer plusieurs chargeurs rapides CC indépendants, chacun nécessitant sa propre armoire de conversion de puissance, sa propre protection de circuit et sa propre protection contre les coupures de réseau, un système multi-pistolets centralise la conversion de puissance et distribue la sortie CC à plusieurs distributeurs. Cette architecture réduit l'encombrement, diminue les coûts d'installation et permet une utilisation plus intelligente de la capacité disponible du réseau.
AMPPAa concentré ses efforts d'ingénierie sur la construction de plates-formes multi-armes qui restent faciles à entretenir, simples à intégrer et suffisamment flexibles pour prendre en charge des flottes mixtes de véhicules électriques. L'aperçu technique suivant explique les paramètres de base, la gamme de modèles, la logique de gestion de l'alimentation, les options de connecteur et les questions courantes des opérateurs.
Un chargeur rapide CC conventionnel comprend une armoire électrique et un distributeur avec un ou deux câbles qui desservent une seule aire de stationnement. Un chargeur CC multi-pistolets utilise une armoire d'alimentation centrale et plusieurs distributeurs distants ou intégrés, chacun avec son propre connecteur de charge. L'armoire centrale contient des modules d'alimentation empilables qui convertissent l'alimentation du réseau AC en DC. Le système achemine ensuite l’alimentation CC vers les distributeurs utilisés. Cela signifie qu’un seul site peut desservir deux, trois ou quatre véhicules à la fois sans dupliquer toute la chaîne de conversion d’énergie.
Pour les opérateurs de recharge, la différence se reflète dans les dépenses d’investissement et les coûts d’exploitation. Moins d’armoires signifie moins de travaux de bétonnage, moins de tranchées, moins de connexions d’appareillage et moins de points de défaillance. Les modules d'alimentation à l'intérieur de l'armoire peuvent être partagés entre les connecteurs. Ainsi, lorsqu'un véhicule ralentit son taux de charge, la capacité libérée est réaffectée à un autre connecteur. Cette utilisation dynamique est difficile à réaliser avec des chargeurs entièrement indépendants.
La fiche technique d'un chargeur CC multi-pistolets doit être lue comme un document au niveau du système, et non comme une simple évaluation du chargeur. AMPPAL publie les paramètres suivants pour sa gamme actuelle de multi-armes. Les valeurs s'appliquent aux configurations standard ; les exigences du réseau régional peuvent affecter la tension et la fréquence d’entrée.
Ces paramètres reflètent le système complet plutôt qu’un seul port de charge. Les opérateurs doivent accorder une attention particulière à la plage de tension de sortie et aux limites de courant, car ces valeurs déterminent la vitesse de session réelle pour différents modèles de véhicules électriques.
La gamme de produits AMPPAL est organisée en fonction de la puissance maximale de l'armoire et du nombre de distributeurs connectés. Le tableau ci-dessous résume les configurations standards. Des mélanges de pistolets et des types de connecteurs personnalisés sont disponibles pour les déploiements de grandes flottes.
| Modèle | Puissance de sortie maximale | Nombre d'armes | Courant continu par pistolet | Tension d'entrée | Évaluation du boîtier | Dimensions (L×P×H) | Température de fonctionnement |
| MG30-2 | 60 kW | 2 | 150 A | 480 VCA / 400 VCA | IP55/IP54 | 700×600×1850 millimètres | -30°C à 55°C |
| MG60-3 | 120 kW | 3 | 200 A | 480 VCA / 400 VCA | IP55/IP54 | 800×700×1950 millimètres | -30°C à 55°C |
| MG120-4 | 240 kW | 4 | 250 A | 480 VCA / 400 VCA | IP55/IP54 | 1 200 × 800 × 2 000 millimètres | -35°C à 60°C |
| MG180-4 | 360 kW | 4 | 500 A avec refroidissement liquide | 480 VCA / 400 VCA | IP55 / IP65 en option | 1 400 × 900 × 2 100 mm | -35°C à 60°C |
Chaque modèle utilise le même étage de puissance modulaire, de sorte qu'une armoire de 120 kW peut être mise à niveau sur le terrain en installant des modules supplémentaires de 30 kW ou 40 kW. Cette modularité simplifie également l'inventaire des pièces de rechange pour les opérateurs qui gèrent plusieurs sites AMPPAL.
La fonctionnalité logicielle la plus importante d’un chargeur CC multi-pistolets est le partage dynamique de l’énergie. La répartition fixe de l'alimentation divise la puissance nominale de l'armoire de manière égale entre les connecteurs, ce qui gaspille de la capacité lorsqu'un ou plusieurs véhicules réduisent leur taux de charge. Le partage dynamique de l'énergie lit en permanence la tension et le courant demandés par chaque véhicule, puis réaffecte la capacité CC disponible en temps réel.
Dans un système AMPPAL, le contrôleur central échantillonne chaque véhicule connecté à des intervalles de 100 ms. Si un véhicule passe en mode tension constante et commence à réduire sa consommation de courant, le contrôleur libère la capacité inutilisée vers d'autres sessions actives. Ceci est particulièrement utile dans les dépôts de flotte où différents modèles de véhicules électriques avec différentes tensions de batterie se chargent côte à côte. Un AMPPAL MG120-4 de 240 kW peut fournir la totalité de la puissance de 240 kW à un seul connecteur lorsque les trois autres sont inactifs, ou la répartir intelligemment entre quatre véhicules en fonction de l'évolution de la demande.
Le système prend également en charge les limites de puissance programmées et l'intégration de la réponse à la demande. Les opérateurs peuvent plafonner la puissance totale du site pendant les périodes de pointe des tarifs des services publics, ou permettre au chargeur de réduire automatiquement la charge lorsque le système de gestion du bâtiment envoie un signal de réponse à la demande. Cette capacité permet d'éviter des frais de demande coûteux et de maintenir le site de recharge dans les limites de connexion au réseau.
Les chargeurs CC multi-pistolets ne sont aussi utiles que leur combinaison de connecteurs. AMPPAL fabrique chaque pistolet sur commande avec des connecteurs CCS1, CCS2, CHAdeMO ou GB/T. En Amérique du Nord, la configuration la plus courante est CCS1 pour les véhicules légers et CHAdeMO en option pour les modèles existants. Les opérateurs européens et d’Asie-Pacifique choisissent souvent CCS2 uniquement ou une combinaison de CCS2 et CHAdeMO. Les configurations GB/T sont disponibles pour les marchés qui les nécessitent.
Le refroidissement des câbles est devenu une variable critique à mesure que les constructeurs automobiles poussent les tensions des packs à 800 V et les taux de charge vers 350 kW. Les câbles refroidis par air sont plus légers et plus simples à entretenir mais deviennent épais et lourds au-dessus de 200 A en continu. Les assemblages de câbles refroidis par liquide permettent des courants continus jusqu'à 500 A tout en gardant le diamètre du câble gérable. AMPPAL propose des distributeurs refroidis par liquide sur le MG180-4 et en option sur les modèles de faible puissance pour lesquels la pérennité est une préoccupation.
Chaque distributeur est disponible avec un système de gestion des câbles intégré, comprenant une suspension par câble rétractable ou un montage sur bras oscillant. Cela réduit l'usure des câbles et maintient la baie de chargement dégagée pour les conducteurs.
Les réseaux de recharge nécessitent une communication fiable entre le chargeur et le système de gestion central. Les chargeurs CC multi-pistolets AMPPAL prennent en charge OCPP 1.6J et OCPP 2.0.1, ce qui signifie qu'ils peuvent se connecter à la plupart des principales plates-formes de gestion de réseau de charge sans middleware personnalisé. OCPP 2.0.1 ajoute des profils de sécurité améliorés, des commandes de recharge intelligentes et une gestion des données de transaction qui facilitent la gestion des grandes flottes.
Les chargeurs fournissent également Modbus TCP pour l'intégration avec les systèmes locaux de gestion de l'énergie. Dans un dépôt où la production solaire, le stockage des batteries et la charge du bâtiment sont gérés ensemble, Modbus permet au chargeur de recevoir des points de consigne de puissance en temps réel du contrôleur du site. Le système peut réduire la production lorsque la production solaire chute ou lorsque le stockage se décharge à sa limite programmée. Ce niveau d'intégration est difficile à atteindre avec des chargeurs qui exposent uniquement OCPP et aucun protocole local.
Le matériel de charge rapide CC fonctionne à haute tension et à courant élevé, la conformité en matière de sécurité n'est donc pas négociable. Les chargeurs CC multi-pistolets AMPPAL sont certifiés UL 2202 et UL 2594 pour le marché nord-américain, CSA C22.2 n° 346 pour le Canada et marqués CE selon les normes CEI 61851-1 et CEI 61851-23 pour l'Europe. Le chemin de conformité ISO 15118 permet une authentification plug-and-charge, ce qui réduit le nombre d'étapes qu'un conducteur doit suivre pour démarrer une session.
Les boîtiers sont conçus pour une installation extérieure dans des climats variables. L'indice IP55 sur l'armoire électrique protège contre la poussière et les jets d'eau à basse pression provenant de toutes les directions. Les distributeurs IP65 en option ajoutent une protection aux sites côtiers où les brouillards salins sont courants. La plage de températures de fonctionnement de -35°C à 60°C couvre la plupart des scénarios de déploiement, avec une logique de contrôle du chauffage et du ventilateur qui empêche la condensation à l'intérieur du boîtier lors de changements rapides de température.
Les dépôts de flotte conviennent le mieux à une architecture multi-armes. Les camionnettes de livraison, les autobus scolaires et les véhicules des services municipaux reviennent souvent au dépôt à des heures similaires et nécessitent un délai d'exécution rapide. Un système à quatre pistolets permet de recharger plusieurs véhicules pendant la nuit ou pendant une courte escale sans que chaque aire de stationnement ait sa propre armoire électrique complète. Le contrôleur central peut également prioriser des véhicules spécifiques en fonction des horaires de départ.
Les couloirs publics de recharge rapide bénéficient du même matériel. Les aires de repos sur autoroute et les stations-service ont souvent une capacité électrique limitée. Une armoire de 360 kW alimentant quatre distributeurs signifie que quatre conducteurs peuvent commencer à charger immédiatement, même si la puissance totale du site est inférieure à ce que nécessiterait la somme de quatre chargeurs indépendants. Le logiciel de partage dynamique de l'énergie évite les longues files d'attente et améliore l'expérience globale des conducteurs qui arrivent avec des états de charge différents.
Les lieux de travail et les points de vente au détail peuvent utiliser des systèmes multi-pistolets plus petits pour offrir une recharge rapide en courant continu sans le coût d'installation d'une borne publique pleine grandeur. Un AMPPAL MG30-2 peut desservir deux places de stationnement tout en gardant les coûts d'installation gérables pour les propriétaires. Le système étant modulaire, le propriétaire peut ajouter de la capacité ultérieurement, à mesure que l'adoption des véhicules électriques par les employés se développe.
L'installation d'un chargeur CC multi-pistolets nécessite plus de planification qu'une unité à port unique, mais le coût total du site est souvent inférieur par baie de chargement. L'armoire d'alimentation centrale doit être placée aussi près que possible de l'appareillage principal afin de réduire le coût de l'alimentation CA. Les distributeurs peuvent être installés jusqu'à 50 m de l'armoire à l'aide de câbles d'alimentation CC, sous réserve des calculs de taille de câble et de chute de tension. AMPPAL fournit un outil de planification de site qui calcule le calibre des câbles, la profondeur des tranchées et le déclassement thermique en fonction du profil de charge attendu.
Chaque aire de stationnement doit avoir une dalle de béton ou une surface asphaltée conçue pour le poids du distributeur et le système de gestion des câbles. Des bornes ou des butées de roues sont recommandées pour éviter les chocs avec les véhicules. L'armoire nécessite un dégagement minimum de 800 mm sur tous les côtés d'accès au service et de 1 000 mm devant la porte. Les unités sont conçues pour une entrée de câble par le bas ou par l'arrière, ce qui maintient les conduits hors de vue et réduit les risques de trébuchement.
AMPPALes chargeurs CC multi-pistolets sont construits avec des panneaux de service à accès frontal et des modules d'alimentation modulaires qui peuvent être remplacés par un seul technicien à l'aide d'outils standard. Les éléments de maintenance les plus courants sont le remplacement du filtre à air, l'inspection des câbles, la vérification de l'usure des broches du connecteur et les mises à jour du micrologiciel. Les systèmes refroidis par liquide nécessitent des vérifications du niveau de liquide de refroidissement et de la pompe aux intervalles recommandés dans le manuel d'entretien.
Le contrôleur de chargeur enregistre localement tous les événements de panne, les données de température et les mesures de fourniture d'énergie et peut les transmettre au système de gestion de réseau. Ces données aident les équipes de maintenance à diagnostiquer les problèmes à distance avant d'envoyer un technicien. La plupart des défauts peuvent être résolus à distance via des commandes OCPP ou en redémarrant un module d'alimentation individuel, ce qui réduit les temps d'arrêt du site.
Q : Deux véhicules ou plus peuvent-ils charger à pleine vitesse en même temps sur un chargeur CC multi-pistolets AMPPAL ?
R : Cela dépend de la classification de l'armoire et des demandes de recharge des véhicules. Le système peut fournir sa puissance maximale à un pistolet lorsque les autres sont inactifs. Lorsque plusieurs véhicules sont connectés, la puissance disponible est partagée de manière dynamique. Par exemple, un modèle de 240 kW peut charger un véhicule à 240 kW, deux véhicules à 120 kW chacun ou quatre véhicules à 60 kW chacun si tous demandent la même puissance. Si un véhicule diminue à 40 kW, le contrôleur réaffecte immédiatement les 20 kW libérés à une autre session active. Cela signifie que les véhicules rechargent rarement à leur maximum individuel lorsque l'armoire est entièrement occupée, mais le site dans son ensemble utilise la capacité du réseau beaucoup plus efficacement que ne le feraient des chargeurs indépendants.
Q : Quelle est la différence entre le partage dynamique du pouvoir et la répartition fixe du pouvoir ?
R : La répartition de puissance fixe divise la capacité de l'armoire de manière égale entre les connecteurs, que chaque véhicule puisse ou non l'utiliser. Le partage dynamique de l'énergie mesure la demande en temps réel et la tension de la batterie de chaque véhicule, puis distribue la capacité en conséquence. Dans un système AMPPAL, le contrôleur échantillonne chaque véhicule connecté à des intervalles de 100 ms. Si un véhicule réduit sa consommation de courant pendant la phase de tension constante, cette capacité est transférée vers un autre connecteur. Le partage dynamique est la seule approche qui maximise l'utilisation du connecteur et réduit la durée moyenne des sessions sans nécessiter une connexion au réseau plus importante.
Q : Les chargeurs CC multi-pistolets AMPPAL sont-ils compatibles avec les véhicules électriques de 400 V et 800 V ?
R : Oui. Tous les modèles de chargeurs CC multi-pistolets AMPPAL produisent une plage de tension de 150 à 1 000 V CC. Le chargeur détecte automatiquement la tension de la batterie du véhicule et ajuste la sortie CC en conséquence. Cela signifie qu'une Tesla Model 3 de 400 V et une Hyundai Ioniq 5 de 800 V peuvent charger simultanément sur la même unité, sur des pistolets différents. Le système ne nécessite pas de booster externe ni de modules de charge séparés pour les plates-formes haute tension.
Q : Combien de distributeurs peuvent être connectés à une armoire d’alimentation centrale AMPPAL ?
R : Les configurations standard prennent en charge deux, trois ou quatre pistolets distributeurs par armoire. Les MG30-2 et MG60-3 sont conçus pour les sites compacts comportant deux ou trois places de stationnement. Les MG120-4 et MG180-4 prennent en charge quatre canons et sont destinés aux dépôts plus grands ou aux centres publics de recharge rapide. Lorsque des baies supplémentaires sont nécessaires, plusieurs armoires centrales peuvent partager un bus CC commun ou être gérées en groupe par le même contrôleur de site. AMPPAL propose également des options de distributeurs satellites qui étendent les baies de chargement plus loin de l'armoire électrique pour les configurations avec service au volant.
Q : Quel entretien un chargeur CC multi-pistolets nécessite-t-il ?
R : La plupart des chargeurs CC multi-pistolets AMPPAL nécessitent quatre actions d'entretien de routine : le nettoyage ou le remplacement du filtre à air tous les six à douze mois en fonction de l'exposition à la poussière, l'inspection visuelle des câbles et des connecteurs tous les trois mois, les mises à jour du micrologiciel dès leur publication et une vérification annuelle du couple des terminaisons électriques. Les modèles refroidis par liquide ajoutent une vérification du niveau de liquide de refroidissement et de la pompe au moins deux fois par an. Le système enregistre en permanence les données de température et de panne, de sorte que de nombreux problèmes peuvent être diagnostiqués à distance avant l'envoi d'un technicien. Les modules d'alimentation étant remplaçables à chaud, le remplacement d'un module prend généralement moins de 30 minutes et ne nécessite pas l'arrêt des autres pistolets.
Q : La capacité de charge peut-elle être augmentée une fois le système installé ?
R : Oui. Les chargeurs CC multi-pistolets AMPPAL utilisent un étage de puissance modulaire, de sorte qu'une armoire de 60 kW peut être mise à niveau à 120 kW, une armoire de 120 kW à 240 kW et une armoire de 240 kW à 360 kW en ajoutant des modules de puissance. La mise à niveau sur site nécessite un technicien de service et une mise à jour du micrologiciel. Dans certains cas, l'alimentation CA et la protection du circuit doivent être augmentées pour fournir une puissance plus élevée. La mise à niveau doit donc être planifiée en fonction de la conception électrique d'origine du site. L'architecture modulaire protège l'investissement initial et permet aux opérateurs d'adapter la capacité de recharge à mesure que le trafic de véhicules électriques augmente.
