Investigación sobre la construcción de bajo costo de estaciones de carga EV en estaciones de gasolina

El paisaje de la construcción y desarrollo de la estación de carga para la compañía de ventas de petróleo refinado s

• Aumentando rápidamente la penetración del mercado de N EVS

En el mercado chino, por ejemplo, la tasa de penetración del mercado de los nuevos vehículos de energía (NEV) ha sido testigo de un crecimiento exponencial, aumentando del 5,8% en 2020 al 47% en 2024, capturando casi la mitad del mercado de automóviles nuevos (Fig. .  1). Esta aceleración de la sustitución de vehículos de combustible por NEVS presenta desafíos formidables y oportunidades sin precedentes para la industria de la estación de servicio .

Al mismo tiempo, el número de pilas de carga de vehículos eléctricos también ha crecido a un ritmo vertiginoso, que aumenta de 1.681 millones en 2020 a 8.596 millones para fines de 2023 (fig. .  2). La tasa de crecimiento de las pilas de carga supera ligeramente la de los vehículos eléctricos, lo que hace que la relación de vehículo a pila disminuya de 2.93: 1 en 2020 a 2.37: 1 a fines de 2023. Esta tendencia intensifica la competencia en el mercado de carga. En las ciudades de nivel 2 y superiores, el choque entre la floreciente demanda de infraestructura de carga y la disponibilidad cada vez mayor de recursos de la tierra principal ha aumentado significativamente los precios de la tierra y los costos de alquiler. Junto con la reducción en los subsidios de construcción, las compañías de ventas de petróleo refinadas recién ingresadas ahora enfrentan presiones de costos más pronunciadas en comparación con los operadores de pilotes que obtuvieron tierras y se expandieron antes de 2021 .

• Tipos de estaciones de carga para compañías de ventas de petróleo refinados

Los proyectos de vehículos eléctricos de ventas de petróleo refinadas se clasifican en iniciativas de carga en la estación y fuera de la estación . Cuando Integrando las funciones de carga de vehículos eléctricos en las estaciones de servicio, la tierra latente cuesta  son nacidos por las estaciones de servicio. Este proceso requiere una consideración integral de factores como idoneidad del sitio, disponibilidad de suministro de energía, logística de instalación y transporte. Además, la integración debe armonizarse con los edificios de las estaciones y el entorno circundante sin interrumpir las operaciones de productos petroleros, al tiempo que cumple con los estrictos estándares de seguridad, ambiental, económico y de mantenimiento .

Para proyectos de carga fuera del sitio, un análisis exhaustivo de los determinantes clave es esencial, incluidos los costos de conexión de energía del proyecto, la escala de construcción, la selección de equipos, los gastos de construcción y los alquileres de la estación, todos diseñados a diversos escenarios de aplicación. Estos proyectos también deben adherirse a los estrictos requisitos de seguridad, medio ambiente, económico y de mantenimiento. Aunque los proyectos de carga en el sitio y fuera del sitio exhiben diferentes estructuras de costos, la reducción de costos y la mejora de la eficiencia siguen siendo imperativos económicos fundamentales para ambos. La construcción de la estación de carga requiere adoptar una mentalidad de desarrollo de bajo costo y adherirse a los principios de inversión prudente, dirigida y eficiente .

Este artículo Ofrece un enfoque holístico, considerando términos de arrendamiento, clasificaciones en el sitio/fuera del sitio y dimensiones del sitio desde tres puntos de vista: diseño de diseño, selección de instalaciones y técnicas de construcción. Su objetivo es guiar a las compañías refinadas de ventas de petróleo en la construcción de la estación de carga de bajo costo, aliviando así las cargas financieras asociadas con el desarrollo y la operación de la red de carga (Tabla 1) .

Optimización de Diseño de diseño de estación de carga para una compañía de ventas de petróleo refinado s

• Principios de diseño

La planificación maestra de las estaciones de carga debe cumplir con las regulaciones nacionales, de la industria y locales actuales, estándares y marcos legales. Debe alinearse con los requisitos de planificación urbana, regional y de carretera. El diseño también debe considerar los patrones de consumo de clientes e infraestructura local, maximizando la utilización de la tierra a través de diseño estandarizado, optimización del espacio vertical y uso estratégico de tierras marginales. Con una base en el análisis comercial, el diseño debe tener en cuenta el área utilizable, el tipo de estación de carga, el modelo de servicio y la escala para crear zonas funcionales que satisfagan eficientemente las necesidades del cliente. .

• Diseño de cable

Las configuraciones de cable en las estaciones de carga se pueden dividir en tres segmentos: desde el punto de conexión de alto voltaje exterior hasta el transformador, desde el transformador hasta las pilas de carga y entre las montones de carga. La conexión T de alto voltaje al transformador representa una línea externa, y es aconsejable localizar esta conexión dentro de los 100 metros del transformador. Las distancias que exceden este umbral requieren una evaluación cuidadosa. El transformador y las pilas de carga deben colocarse muy cerca; reducir a la mitad la distancia entre ellos reduce el volumen de ingeniería de cable y la inversión asociada en un 50% .

Hay dos configuraciones principales para el cableado entre pilas: diseños de un solo lado y central ( Consulte la figura a continuación).

Suponiendo que el ancho del espacio de estacionamiento es L, para el diseño de un lado, la longitud del cable es:

Para la disposición intermedia, las longitudes del cable son:

Evidentemente, en condiciones idénticas en el sitio y el espacio de estacionamiento, el diseño central reduce la longitud del cable en un 50% en comparación con el diseño de un solo lado. Por lo tanto, se prefiere el diseño central, especialmente para sitios grandes donde los ahorros de costos son más pronunciados . En estaciones con menos espacios de carga, donde los requisitos totales del cable son mínimos, las decisiones de diseño deberían priorizar la coordinación dentro de la estación y el cumplimiento de las regulaciones de seguridad.

• Diseño general de la instalación

Entre las instalaciones principales de la estación de carga, las posiciones del punto de acceso de alto voltaje y el terminal de carga generalmente se fijan , mientras que las pilas de transformador y carga ofrecen espacio para la optimización . Contrariamente a la intuición, colocar el transformador a mitad de camino entre la conexión T de alto voltaje y las pilas de carga es subóptimo . Por ejemplo, en una configuración de pila de carga de 480 kW, colocando cables de la conexión T al transformador cuesta aproximadamente CNY 510/m , y el costo de colocar la línea desde el transformador hasta la pila de carga es aproximadamente CNY 1280/m, con una diferencia de precio de CNY 770 por metro. Por lo tanto, se recomienda instalar el transformador más cercano a las pilas de carga .

Del mismo modo, las pilas de carga deben ubicarse lo más cerca posible del área de carga . Si el host de carga dividida está cerca del transformador de tipo de caja, los tres cables de bajo voltaje de CC se extenderán simultáneamente. Cuantos más dispositivos de manejo haya, cuanto mayor es la disparidad de costos . Dado que las líneas de DC generalmente sufren mayores pérdidas de potencia que las líneas de CA, incluso si el transformador no se puede colocar adyacente a los espacios de estacionamiento, las pilas de carga deben colocarse tan cerca como sea factible para minimizar las pérdidas .

Optimización de la selección de instalaciones de la estación de carga para empresas de ventas de petróleo terminados

• T transformador, pila de carga y configuración de armas de carga

Para reducir Costos de actualización de la capacidad del transformador , la tasa de carga del transformador debe aumentar moderadamente. Se recomienda configurar la velocidad de carga del transformador dentro y fuera de la estación a 1: 1, excepto por los requisitos especiales de la Oficina de Suministros de energía. Para las estaciones con transformadores de sobreapacidad, los sistemas de gestión inteligentes como los "controladores de carga ordenados" deben configurarse en el gabinete de control maestro de carga para evitar el riesgo de sobrecarga actual y reducir el impacto en el transformador. Tomando una pila de carga de 720 kW como ejemplo, se recomienda configurar completamente la combinación terminal de 2 pistolas de sobrealimentación + 10 armas de carga rápida.

La configuración de potencia de la pila de carga rápida debe coincidir de acuerdo con los principales modelos de servicio de la estación propuesta, y la relación de distribución de potencia de la pistola de carga debe ser consistente con la proporción de diferentes tipos de vehículos atendidos. Tomando el stock actual de los vehículos eléctricos y los modelos en el mercado como ejemplo, Las plataformas de 400V dominan . Durante el proceso de carga, el vehículo que recibe energía fluctúa entre 40 kW y 70 kW. Factorización en el uso simultáneo y los coeficientes de potencia de las armas y los vehículos de carga , Se recomienda una potencia de armas de carga promedio de 40-80 kW . Por ejemplo, una pila de carga refrigerada por aire de 480 kW con 8 armas cuesta 25.200 yuanes por arma, mientras que una configuración de 10 cañones reduce esto a 21,700 yuanes—Un ahorro de 3.500 yuanes por estacionamiento. La investigación de mercado exhaustiva durante la planificación del proyecto es crucial para evitar el poder de sobreprovisión y las pérdidas asociadas; Generalmente se recomienda una producción de pila de carga promedio de 50 kW .

• Selección de material de cable

Los cables para las estaciones de carga vienen en variantes de cobre y núcleo de aluminio, con cables de cobre que actualmente prevalecen en aplicaciones que van desde estaciones de servicio y cableado doméstico hasta cargas de pilas y equipos de distribución. Aunque los cables de núcleo de aluminio cuestan aproximadamente un tercio de las alternativas de cobre-núcleo, se retrasan en varios aspectos críticos:

• Mayor capacidad de transporte de corriente: la menor resistividad del cobre permite que los cables de núcleo de cobre transporten un 30% más de corriente que los cables de aluminio de la misma sección transversal.
• Seguridad mejorada: bajo cargas de corriente idénticas, los cables de cobre generan menos calor, reduciendo los riesgos de incendio.
• Pérdida de energía más baja: la conductividad superior del cobre minimiza la disipación de potencia.
• Resistencia a la corrosión: los conectores de cable de núcleo de cobre resisten la oxidación, asegurando el rendimiento estable, mientras que las juntas de aluminio son propensas a las fallas inducidas por la oxidación.
• Facilidad de instalación: maleabilidad de cobre y alta resistencia mecánica simplifican los procesos de enrutamiento, flexión y conexión.

Por ejemplo, un 100 -metro  El cable de núcleo de cobre incurre en 10 kWh de pérdida de energía, mientras que un cable de núcleo de aluminio a la misma longitud pierde 16.8kWh—1.68 veces más Durante un año, los cables de núcleo de cobre no requieren mantenimiento, mientras que los cables de núcleo de aluminio requieren un promedio de 8 reparaciones a CNY 2,000 cada uno . Teniendo en cuenta los costos completos del ciclo de vida, los gastos totales para ambos tipos convergen, lo que hace que los cables de núcleo de aluminio sean más adecuados para configuraciones de energía temporales a corto plazo . En resumen, desde la perspectiva de la seguridad y el costo del ciclo de vida completa, los cables de núcleo de cobre deben usarse en estaciones de carga.

• Monitoreo de estación, iluminación y protección contra incendios

Para las estaciones de carga en la estación, se recomienda la reutilización de los gabinetes de las estaciones de servicio existentes y las terminales de monitoreo, mientras que las instalaciones de la estación de salida requieren gabinetes de monitoreo dedicados, terminales y discos duros de almacenamiento . Las cámaras de vigilancia deben colocarse en las esquinas, manteniendo una distancia segura del equipo para garantizar una cobertura integral. Como regla general, 2 cámaras por 10 espacios de estacionamiento son adecuados, con ajustes de sitios de forma irregular. Las imágenes deben almacenarse durante al menos 30 días, o según lo ordenado por las autoridades locales. .

Los sistemas de iluminación deben priorizar las lámparas de alta eficiencia y ahorro de energía que cumplan con la representación de color y los requisitos de tiempo de inicio, con niveles de iluminación que cumplen con los estándares de la industria. En áreas bien iluminadas, confiar en la luz ambiental puede reducir los recuentos de accesorios; Es típica una densidad de iluminación interna de 1 lámpara por 5 espacios de estacionamiento. Las disposiciones de extinción de incendios deben cumplir con las regulaciones nacionales y locales, proporcional al tamaño de la estación y el número de espacios de carga. Se recomienda reutilizar el equipo de extinción de incendios inactivo de las estaciones de desmantelamiento. Una configuración estándar incluye 2 extintores de 5 kg por 2 terminales de carga, complementados con botones de corte de emergencia y sistemas de alarma opcionales .

Construcción Selección de tecnología para las estaciones de carga de las compañías de ventas de petróleo refinadas

• Entorno de cobertura

El ajuste de la carga de los cochera debe adaptarse a las condiciones locales y dividirse en tres tipos:

• Sin cobertizo: cero costo de construcción por espacio de estacionamiento;
• Membrana de tracción de bajo costo: 7.200 yuanes por espacio de estacionamiento;
• Estructura de acero ligero integrado en fotovoltaicos: aproximadamente 11,000 yuanes por espacio de estacionamiento. Para proyectos conscientes de costos, se prefiere la primera opción.

• Tratamiento de tierra de la estación de carga

Hay cinco tipos de pisos disponibles:

• Reutilizando las superficies de estacionamiento existentes;
• Piso de ladrillo de hierba;
• Superficies endurecidas livianas de 180 mm;
• Superficies endurecidas estándar de 220 mm;
• Superficies endurecidas reforzadas. Al construir estaciones de carga, la reutilización de la cobertura de tierra existente minimiza la inversión, reduciendo los costos en 4,500 yuanes por arma de carga. Si la reutilización es inviable, la elección del piso debe coincidir con el perfil de servicio de la estación: los ladrillos de hierba se adaptan a pequeñas estaciones de vehículos solo; Las superficies endurecidas livianas son suficientes para los sitios con requisitos de endurecimiento; Las superficies estándar acomodan vehículos medianos y pequeños; y las superficies reforzadas son necesarias para el estacionamiento y la carga de los vehículos grandes .

• Aparcamiento Recubrimiento y protección espacial  norte

Las marcas de estacionamiento vienen en dos formas :

• Pintura solo de esquema (con letreros opcionales de numeración y carga), con un borde blanco de 150 mm de ancho;
• Pintura antideslizante de PU de cobertura completa (ideal para estaciones urbanas de alta visibilidad). .

Alar columnas anti-colisión de pila deben ser tuberías de acero soldadas verticales, colocadas para permitir el acceso de mantenimiento. Las alturas de instalación deben ser de 600 mm para vehículos pequeños y 1000 mm para vehículos medianos y grandes. Los bloqueadores de espacios de estacionamiento, también hechos de acero soldado, deben medir 2 m de longitud, 150 mm de altura y estar recubiertos con pintura de advertencia reflectante .

• Método de colocación de cables

Tres técnicas de colocación de cables se usan comúnmente :

• Entierro directo: los cables blindados están enterrados directamente, con tubos protectores solo donde cruzan superficies o cimientos endurecidas;
• Trinchera de cable de tierra: los cables se alojan en trincheras construidas en el piso existente;
• Implementación rápida: los sistemas de bandeja de cables montado en la superficie permiten una instalación y reposicionamiento rápidos. Para sitios abiertos que requieren nivelación y endurecimiento del suelo, el entierro directo es más rentable. Al reutilizar el terreno existente, las comparaciones de costos deben informar la elección entre la colocación de la trinchera y los métodos de implementación rápida .

Conclusión y perspectiva futura

Este artículo Presenta soluciones personalizadas para la construcción de bajo costo de estaciones de carga de vehículos eléctricos en diversos tipos, ubicaciones y escalas. Al integrar el diseño de diseño, la selección de instalaciones y las técnicas de construcción, al tiempo que cumplen con los estándares nacionales y las consideraciones estéticas, tiene como objetivo respaldar la expansión comercial de las compañías de ventas de petróleo refinados. .

En el futuro, estas compañías deben priorizar las operaciones de la estación de alta calidad más allá de la construcción. A medida que el mercado de vehículos eléctricos evoluciona, las demandas de los usuarios de servicios de carga se diversificarán. Aprovechando sus recursos existentes, las empresas deben esforzarse por crear un ecosistema de "personas, automóviles, vida" sin problemas, ofreciendo experiencias convenientes y cómodas que elevan su ventaja competitiva en el panorama de infraestructura de carga .