SAE J3105 es una práctica recomendada para dispositivos de conexión automatizada (ACD) que combinan cargadores con autobuses eléctricos de batería y vehículos pesados. La práctica es mantenida por SAE International con el título formal "Sistema de transferencia de energía para vehículos eléctricos que utiliza dispositivos de conexión automatizados conductivos, práctica recomendada", y se publicó por primera vez en enero de 2020. Cubre los requisitos generales físicos, eléctricos, funcionales, de prueba y de rendimiento. para sistemas automáticos de transferencia de energía de CC conductiva destinados a vehículos pesados, centrándose principalmente en autobuses de tránsito .
Estación OppCharge (SAE J3105-1) para TriMet en Portland, Oregon (marzo de 2019) | |||
Tipo | Conector de alimentación automotriz | ||
---|---|---|---|
Historial de producción | |||
Fabricante | ABB , Heliox , SCHUNK , Siemens , Stäubli y otros | ||
Producido | 2016+ | ||
Especificaciones generales | |||
Patas | 4 | ||
Eléctrico | |||
Señal | corriente continua | ||
Extender con el rodillo | |||
+ | corriente continua | Energía DC (positiva) | |
- | corriente continua | Energía DC (negativa) | |
EDUCACIÓN FÍSICA | Tierra de protección | sistema de puesta a tierra de protección de corriente completa | |
CP | Piloto de control | señalización posterior a la inserción | |
WiFi ( IEEE 802.11n ) utilizado para la señalización previa a la inserción |
J3105 define una arquitectura de sistema de carga conductiva automatizada común para que cualquier vehículo que seleccione una de las implementaciones de ACD específicas complementarias pueda usar cualquier cargador que cumpla con esa implementación específica, independientemente del fabricante, de manera similar a como las anteriores IEC 62196 , SAE J1772 y SAE J3068 Los estándares definen las características de una interfaz de equipo de suministro de vehículos eléctricos de conexión manual .
Historia
SAE formó el Grupo de Trabajo de Carga Conductiva de Vehículos de Trabajo Medio y Pesado en 2016 para desarrollar una práctica recomendada para la carga conductiva de vehículos eléctricos de servicio pesado. [1] Los participantes en el grupo de trabajo incluyeron fabricantes de autobuses de tránsito ( Gillig , New Flyer , Nova Bus , Proterra ), fabricantes de cargadores ( ABB , Heliox , Opbrid , Siemens , Toshiba ), fabricantes de interfaces ( Furrer + Frey , SCHUNK , Stäubli , Stemmann ), empresas de servicios eléctricos ( EPRI , SMUD , SCE ), operadores de tránsito ( APTA , CTA , King County Metro , LACMTA , NYCTA ) y partes interesadas ( ANL , CalStart , CEC , CTE ). [1]
El Grupo de Trabajo publicó por primera vez la práctica recomendada SAE J3068 en 2018, basándose en el trabajo de los estándares internacionales existentes para la carga con energía de CA trifásica. J3068 define un conector tipo 2 manual que se puede utilizar tanto para carga de CA como para carga de CC hasta 1000 V. [2]
Características generales de diseño
Los operadores de transporte público pueden utilizar el cobro de oportunidad [a] para ampliar la gama de autobuses eléctricos en rutas circulares o circulares. Esto contrasta con la carga en depósito, [b] donde los autobuses se cobran en un garaje común o en una instalación de almacenamiento mientras están fuera de servicio. [4] : 4 Un sistema ACD puede usarse tanto para carga de oportunidad como de depósito. Por ejemplo, la estación de autobuses del aeropuerto de Schipol tiene cargadores aéreos de 30 kW (carga de la estación) y 450 kW (carga de oportunidad) para su flota de autobuses totalmente eléctricos. [3] : 4
J3105 define dos niveles de corriente de carga de CC, con voltaje de suministro de 250 a 1000 V:
- Hasta 600 A (350 kW)
- Hasta 1200 A (1200 kW)
Estos niveles son mutuamente compatibles; por ejemplo, un vehículo de nivel 1 podría conectarse a un cargador de nivel 2 y recibiría una cantidad adecuada de energía. [5] : 8 Los requisitos específicos para la estación de carga y la comunicación se rigen por IEC 61851-23 e ISO 15118 .
Cuando un vehículo se acerca a un cargador, las comunicaciones inalámbricas a través de IEEE 802.11n emparejarán el vehículo y el cargador. La comunicación inicial se utilizará para guiar al conductor del vehículo a una posición adecuada para que se pueda realizar la conexión, y las comunicaciones pasarán por la interfaz de Control Pilot después de que el vehículo esté conectado. [5] : 8
J3105 sólo define cuatro conexiones de interfaz. Las interfaces físicas específicas se definen en las prácticas recomendadas complementarias. [5] : 7
- + Energía DC (+)
- - Energía DC (-)
- EDUCACIÓN FÍSICA Tierra / Tierra protectora
- CP Piloto de control
Implementaciones de carga específicas
J3105 incluye tres prácticas recomendadas complementarias para implementaciones específicas de ACD:
- J3105-1 "Conexión de riel transversal montado en infraestructura" (o "riel transversal"): la estación de carga aérea extiende los contactos hacia abajo en un pantógrafo para cumplir con los rieles del vehículo montados en el techo
- J3105-2 "Conexión del pantógrafo montado en el vehículo" (o "Bus up"): el vehículo extiende un pantógrafo hacia arriba desde su techo para encontrarse con los contactos de la estación de carga superior.
- J3105-3 "Conexión cerrada de clavija y enchufe": la estación de carga extiende una clavija horizontalmente en la clavija montada en el techo del vehículo
Una cuarta implementación de ACD ("Conexión Blade montada en infraestructura" o "Blade") fue parte del desarrollo preliminar, pero la comercialización se interrumpió durante el desarrollo del estándar J3105 y la implementación de Blade no se incluyó en el número inicial.
Las características físicas se describen en las implementaciones específicas de ACD. Cada una de las prácticas recomendadas para implementaciones específicas de ACD incluye las dimensiones y el espaciado del conductor, y el procedimiento de alineación y conexión requerido.
Se tolera una pequeña desalineación, dependiendo de la implementación específica:
Suplemento | Ubicación [i] | Ángulo de balanceo [ii] | Ángulo de paso [iii] | Ángulo de guiñada [iv] | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Hacia el bordillo | Lejos de la acera | Arriba | Abajo | ||||
J3105-1 "Carril transversal" | 1,170 ± 150 mm 46,1 ± 5,9 pulgadas | 3,5 ° | 3,5 ° | 5,0 ° | 5,0 ° | 5,0 ° | |
J3105-2 "Bus arriba" | 0 ± 50 mm 0,0 ± 2,0 pulgadas [v] | 4.0 ° | 2,0 ° | 5,0 ° | 5,0 ° | 2,0 ° | |
J3105-3 "Pin" | 1.000 ± 10 mm 39,37 ± 0,39 pulgadas | 3050 ± 10 mm 120,08 ± 0,39 pulgadas [vi] | 5,0 ° | 5,0 ° | 5,0 ° | 5,0 ° | 5,0 ° |
- Notas
- ^ Distancia medida desde la línea central de la puerta delantera hasta la línea central de los contactos montados en el vehículo, hacia la parte trasera del autobús, a menos que se indique lo contrario.
- ^ Ángulo de la carrocería del vehículo con respecto a un plano perpendicular a la calle.
- ^ Ángulo de la distancia entre ejes del vehículo con respecto al plano de la calle.
- ^ Ángulo del vehículo (a lo largo de su longitud) relativo a la línea de acera.
- ^ Medido hasta la línea central de la campana con contactos de carga.
- ^ Medido desde el suelo verticalmente hasta la línea central del embudo.
Carril transversal (J3105-1)
En la implementación de ACD de riel transversal (oficialmente, "Conexión de riel transversal montada en infraestructura"), una estación de carga en la acera incluye una estructura aérea que sobresale de la calle. Después de que el autobús llega a la estación de carga, los contactos se bajan del cargador aéreo en un pantógrafo y se conectan a los rieles montados en el techo delantero del autobús.
La implementación de riel transversal se comercializa como OppCharge (carga de oportunidad) y el consorcio OppCharge, liderado por Volvo Buses , incluye varios fabricantes de infraestructura de carga y autobuses. [7] La primera estación OppCharge fue desplegada a finales de 2016 en Bertrange , Luxemburgo por ABB para autobuses híbridos construidos por Volvo. [8] En los Estados Unidos, las primeras estaciones OppCharge fueron implementadas en 2019 por New Flyer Infrastructure Solutions como cargadores en ruta para la Autoridad de Tránsito de la Ciudad de Nueva York a lo largo de su ruta M42. [9]
Subir autobús (J3105-2)
La implementación de bus up ACD (oficialmente, "Conexión del pantógrafo montado en el vehículo") también usa un cargador aéreo, pero los contactos de carga permanecen fijos en su lugar mientras el bus extiende un pantógrafo desde su techo para encontrarse con el cargador. Los contactos de carga están en la parte inferior de un gabinete con capucha larga para facilitar la conexión del contacto del cargador y el bus.
La implementación de bus up ha sido adoptada por VDL Bus & Coach utilizando cargadores proporcionados por Heliox, con ambas compañías con sede en los Países Bajos. Los depósitos de carga de Amstelland-Meerlanden
en el aeropuerto de Schipol fueron la instalación de cargadores de autobús eléctrico más grande de Europa cuando se completaron en 2018, incluidos 23 cargadores de oportunidad de 450 kW y 84 cargadores de depósito de 30 kW de Heliox, que dan servicio a una flota de 100 VDL Citea Autobuses articulados SLFA equipados con pantógrafos bus-up. [10] [11] Heliox también introdujo un sistema de interfaz dual compatible con vehículos de arriba hacia abajo (J3105-1) y bus-up (J3105-2) en 2018. [12]Pin y zócalo (J3105-3)
En la implementación ACD de clavija y zócalo (oficialmente, "Conexión de clavija y clavija cerrada"), una clavija se inserta horizontalmente desde una estación de carga en la acera en una clavija con un embudo de guía en el techo del autobús.
La implementación de clavijas y enchufes fue desarrollada por Stäubli , que la comercializa como Conector de carga rápida (QCC). [13] QCC se ha implementado a modo de prueba en los puertos de Hamburgo (6 estaciones de carga y 25 vehículos guiados automatizados [AGV]) y Singapur (3 estaciones y 22 AGV). [14] Además, el Puerto de Long Beach ha anunciado sus intenciones de convertir una flota existente de 33 tractores con motor diésel en trenes motrices eléctricos a batería, lo que incluirá la instalación de estaciones de carga. La cantidad de estaciones de carga, construidas por Tritium y equipadas con el sistema Stäubli QCC, será suficiente para permitir que los 33 tractores se carguen simultáneamente. [15]
Espada
La implementación de Blade ACD ("Conexión Blade montada en infraestructura") es similar a la implementación de riel transversal, ya que ambas usan un dispositivo de carga aérea con un contacto pasivo del vehículo. Sin embargo, en la implementación de la pala, se usa una "pala" en forma de embudo en el techo del autobús para guiar mecánicamente la zapata del cargador sobre un contacto de carga de "pala" en el techo trasero del autobús. La implementación de la cuchilla es más lenta de acoplar que el riel transversal, pero el proceso de acoplamiento para acoplar el vehículo al cargador es más automatizado.
La implementación de la pala fue desarrollada por Proterra para su línea de autobuses eléctricos a batería. Proterra ofreció acceso libre de regalías a su diseño patentado a partir de 2016. [16] A pesar de esto, el diseño de la hoja no fue adoptado por otros fabricantes y la implementación de la hoja finalmente se eliminó de J3105 durante el desarrollo, en algún momento después de 2018. [3] : 26 [4] : 11 Proterra ha adoptado desde entonces los sistemas de carga J3105-1 (pantógrafo hacia abajo) o J3105-2 (pantógrafo hacia arriba) para los autobuses más nuevos. [17]
Notas
- ^ La carga de oportunidad también se conoce como carga en escala, en ruta o carga rápida (350 kW + tasas de carga). [3] : 34 Debido a que el cobro se realiza mientras el autobús está en servicio de ingresos, las ubicaciones de cobro de oportunidad se seleccionan por tiempos de espera y horarios de ruta. Los cargadores rápidos de alta potencia se utilizan para acortar los tiempos de carga.
- ^ Carga en depósito (también conocida como carga básica o lenta, 50 - 100 kW) [3] : 34 es similar a las operaciones con autobuses de combustible convencional (diésel, gas natural o hidrógeno), donde el reabastecimiento de combustible se realiza durante el mantenimiento y almacenamiento del autobús depósitos. La carga del depósito se puede realizar a menor potencia porque los autobuses de carga no volverán al servicio durante varias horas.
Referencias
- ↑ a b Shuttleworth, Jennifer (junio de 2018). "La práctica recomendada de carga automática conductiva está a punto de completarse" (PDF) . Ingeniería automotriz . Sociedad de Ingenieros Automotrices . Consultado el 6 de noviembre de 2020 .
- ^ "SAE International publica una nueva especificación (SAE J3068) para la carga de vehículos eléctricos de servicio mediano y pesado" (Comunicado de prensa). Sociedad Internacional de Ingeniería Automotriz. 26 de abril de 2018 . Consultado el 6 de noviembre de 2020 .
- ^ a b c d Kosowski, Mark (22 de octubre de 2019). "Tamaño de la flota de autobuses de tránsito" (PDF) . Instituto de Investigaciones de Energía Eléctrica . Consultado el 7 de noviembre de 2020 .
- ^ a b Informe de implementación del autobús eléctrico de batería: base provisional y más allá (PDF) (Informe). Metro del condado de King. Enero de 2020 . Consultado el 7 de noviembre de 2020 .
- ^ a b c Kosowski, Mark (12 de junio de 2018). "Práctica recomendada de carga automática conductora de servicio pesado SAE J-3105" (PDF) . Instituto de Investigaciones de Energía Eléctrica . Consultado el 9 de noviembre de 2020 .
- ^ Kosowski, Mark (10 de marzo de 2020). "Práctica recomendada de carga automática conductora de servicio pesado SAE J-3105" (PDF) . Instituto de Investigaciones de Energía Eléctrica . Consultado el 9 de noviembre de 2020 .
- ^ "Página de inicio" . OppCharge . Consultado el 7 de noviembre de 2020 .
- ^ "ABB entrega el cargador rápido OppCharge para autobuses híbridos eléctricos a Bertrange, Luxemburgo" (Comunicado de prensa). Grupo ABB. 21 de diciembre de 2016 . Consultado el 9 de noviembre de 2020 .
- ^ "New Flyer lanza las primeras estaciones de carga OppCharge de EE. UU." (Comunicado de prensa). New Flyer of America. 23 de abril de 2019 . Consultado el 9 de noviembre de 2020 .
- ^ Kane, Mark (27 de abril de 2018). "Heliox lanza la mayor oportunidad y depósito de carga de autobuses de Europa" . Dentro de los vehículos eléctricos . Consultado el 9 de noviembre de 2020 .
- ^ "cobrando vida urbana" (PDF) . Heliox. 2018 . Consultado el 9 de noviembre de 2020 .
- ^ Kane, Mark (25 de noviembre de 2018). "Heliox presenta la carga multiestándar para autobuses en Europa" . Dentro de los vehículos eléctricos . Consultado el 9 de noviembre de 2020 .
- ^ "Solución automática de carga rápida QCC" (PDF) . Conectores eléctricos Stäubli . Consultado el 7 de noviembre de 2020 .
- ^ "Tomando el mando" . Tierra, mar, aire . No. 178.12 de marzo de 2020 . Consultado el 9 de noviembre de 2020 .
- ^ "Stäubli se une para la carga automatizada de vehículos eléctricos en la logística portuaria" (Comunicado de prensa). Conectores eléctricos Stäubli. 22 de julio de 2019 . Consultado el 9 de noviembre de 2020 .
- ^ "Proterra ofrece tecnología de carga rápida aérea de una sola hoja para la industria del transporte público sin derechos de autor" . Congreso de coches ecológicos . 29 de junio de 2016 . Consultado el 7 de noviembre de 2020 .
- ^ "Introducción a la plataforma de catalizador Proterra para la Asociación de tránsito de California" (PDF) . Proterra, Inc. 14 de noviembre de 2019 . Consultado el 7 de noviembre de 2020 .
enlaces externos
- Grupo de trabajo de carga conductiva de vehículos de servicio pesado y mediano SAE
- Shuttleworth, Jennifer (5 de febrero de 2020). "SAE publica las prácticas recomendadas de los sistemas de carga de vehículos eléctricos conductivos mecanizados en ruta" . Sociedad de Ingenieros Automotrices . Consultado el 6 de noviembre de 2020 .
- "Sistema de transferencia de energía del vehículo eléctrico mediante dispositivos de conexión automatizados conductivos" . Sociedad de Ingenieros Automotrices. 20 de enero de 2020 . Consultado el 6 de noviembre de 2020 .
- Kosowski, Mark (10 de marzo de 2020). "Práctica recomendada de carga automática conductora de servicio pesado SAE J-3105" (PDF) . Instituto de Investigaciones de Energía Eléctrica . Consultado el 9 de noviembre de 2020 .