Parking AC sur les camions électriques: Taille de la charge auxiliaire 24V et éviter les surprises de portée

La question qui se pose dans le mauvais ordre

Une équipe d'électrification du parc commence habituellement par le côté traction : taille du paquet, courbe de charge, énergie de route. Le climat de cabine est traité comme une erreur d'arrondissement jusqu'à ce que quelqu'un souligne qu'un conducteur qui ne peut pas dormir à 26 °C en juillet n'acceptera pas le véhicule, et que le ralentiment du système de traction pour faire fonctionner le CVC est à la fois gaspillant et, dans les dépôts avec des règles strictes, non autorisé.

L'architecture auxiliaire est alors gelée. Le convertisseur DC-DC a été spécifié pour les charges hôtelières et un micro-ondes, pas pour un compresseur qui tire 33 A à 24V pendant des heures. Le résultat est un véhicule qui a techniquement un climatiseur de stationnement et pratiquement ne peut pas le faire fonctionner pendant la nuit sans aplatir la batterie 24V.

Cet article concerne la bonne commande : comprendre d'abord le bus auxiliaire, puis choisir l'unité de refroidissement, puis décider de la politique d'exploitation.

Qu'est-ce que "auxiliaire 24V" signifie en fait sur un camion électrique

Sur un camion diesel, le système 24V est alimenté par un alternateur verrouillé au moteur. Sur un camion électrique à batterie, il est alimenté par un Convertisseur DC-DC qui descend à 24-28 V le paquet à haute tension (habituellement 600–800 V).

Trois chiffres décrivent ce convertisseur, et ils ne sont pas le même nombre:

• Classement de sortie continue — ce qu'il peut fournir indéfiniment à la température nominale. C'est le chiffre qui compte pour un climatiseur de stationnement.
• Classement des débits maximaux — une capacité à court terme, souvent de 1,3 à 1,5× continu, utilisée pour l'actionnement de la direction et du frein.
• Courbe dégradante — la manière dont la sortie chute à mesure que le liquide de refroidissement ou la température ambiante du convertisseur augmente. Un convertisseur de 3 kW à 25 °C peut fournir 2,2 kW à 65 °C, et le convertisseur est installé dans une partie chaude du châssis.

Un climatiseur de stationnement est inhabituel parmi les charges auxiliaires car il est continu et grand. Un micro-ondes fonctionne pendant trois minutes. Une cafetière pour cinq. Un climatiseur de stationnement fonctionne pendant huit heures à 700–900 W, qui à 24V est de 29–38 A. Rien d'autre sur le véhicule ne se comporte comme cela, sauf le chauffage, et le chauffage fonctionne surtout lorsque le courant alternatif ne fonctionne pas.

Le budget de l'énergie, avec des chiffres

Commencez par l'unité. Prenez un modèle de toit 24V dans notre gamme — VS02-PRO à 24V dessine 10–33 A, CU2700 dessine 9–33 A, EcoMax 3S 10–33 A dans le refroidissement. À pleine vitesse de compresseur et 24V nominal, soit environ 790 W au sommet de la gamme, plus ventilateur intérieur et commandes, alors appelez-le 830–850 W à la sortie du convertisseur.

Dans une nuit de huit heures, si le compresseur fonctionnait en continu, ce serait 6,6–6,8 kWh. Il ne fonctionne pas continuellement, parce que le thermostat le cycle. À 45 °C ambiant avec une cabine raisonnable, s'attendre à des droits de 50 à 65 % pendant la nuit:

Pour un tracteur électrique long-courrier avec un pack de 500 à 600 kWh, la réponse est confortable : le refroidissement de nuit coûte 1 % de la portée, et aucune flotte raisonnable ne refuserait. Dans le cas d'un camion électrique de moyenne capacité avec un pack de 120-160 kWh, la même nuit coûte 3-5 % – ce qui sur une route de 250 km avec une réserve de 15 % est une contrainte réelle, et nécessite soit une unité de refroidissement plus petite, une fenêtre de refroidissement plus courte, soit un plan de charge comprenant un supplément.

L'arithmétique explique également un modèle que nous voyons dans les enquêtes : les flottes européennes et nord-américaines de véhicules moyens demandant la plus petite unité 24V qui contiendra une cabine de 22 à 24 °C dans une couchette de 1,8 m3 de cabine de jour, plutôt que la plus grande unité disponible. Dans un véhicule électrique, l'efficacité de l'unité importe plus que sa capacité nominale, parce que chaque watt a une conséquence de portée.

L'efficacité est la spécification qui importe ici

Sur un camion diesel, une différence de rendement de 10 % est un argument de nombre de carburant. Sur un camion électrique, c'est un argument de portée qu'un planificateur de route peut voir.

Deux chiffres de nos données illustrent l'écart :

• Les Plateforme CU2700 / CUDU2700 publie un EER maximum de 3,4 mesuré à 35 °C ambiant. C'est 3,4 W de refroidissement par watt d'entrée électrique à cette condition, et c'est la plateforme la plus efficace de la gamme.
• Une unité de toit de plus grande capacité à pleine vitesse dans les mêmes conditions assure plus de refroidissement mais à un rapport inférieur, car les pertes de condensateur et de compresseur augmentent plus vite que la capacité.

L'efficacité se dégrade également dans la chaleur, dans les deux directions : la capacité chute et la puissance d'entrée augmente. Le comportement dégradant décrit dans notre guide hautement ambiant s'applique de la même manière ici, et sur un camion électrique il apparaît comme un nombre de portée plutôt qu'une plainte de confort.

Intégration: cinq connexions, l'une d'entre elles critique

Sur le plan mécanique, le montage d'un climatiseur de stationnement sur un camion électrique n'est pas différent d'un diesel : ouverture du toit, base scellée, drainage. Électriquement, il y a cinq connexions, et la commande compte.

1. Puissance — une alimentation fusionnée à partir du bus 24V, dimensionnée par chute de tension au courant de pointe (voir notre guide de dimensionnement du câble; la méthode est identique, le courant est ce qui change).
2. Allumage / signal de réveil — la manière dont l'unité sait que le véhicule est stationné et autorisé à circuler. Sur un véhicule électrique, il s'agit habituellement d'une sortie de contrôle du corps plutôt que d'une position clé.
3. Gros — un retour dédié au négatif de la batterie 24V, et non pas une trajectoire de châssis à travers la structure en aluminium collé.
4. Communications (facultative) — CAN ou LIN si la flotte veut un contrôle télématique, ou des contacts secs pour un simple signal d'autorisation d'exécution.
5. Sensibilisation à l'interconnexion HV — l'unité elle-même ne touche pas à haute tension, mais l'installation ne doit pas conduire le câblage 24V près des métiers orange HV sans la séparation spécifiée par l'OEM, et tout travail près des composants HV nécessite la procédure de désenergisation de l'OEM.

Le plus important est le signal de réveil, parce que le système auxiliaire d'un EV dort habituellement. Si l'AC est câblé à 24V permanent et laissé à sa propre télécommande, il fonctionnera alors que le véhicule croit qu'il est fermé, et le convertisseur peut ne pas permettre de le supporter. L'unité draine ensuite la petite batterie tampon 24V, et le camion ne démarrera pas ses systèmes le matin — un équivalent électrique d'une batterie à vilebrequin plat, avec le même temps de diagnostic et aucune des mêmes options de démarrage.

La batterie tampon 24V n'est pas optionnelle

Les camions électriques gardent une petite batterie 24V – généralement 2-4 kWh d'acide au plomb ou un petit paquet au lithium – pour charger le tampon que le convertisseur ne peut suivre instantanément et pour maintenir les systèmes de sécurité en vie pendant la déconnexion HV.

Ce tampon fait le même travail pour le climatiseur : il absorbe la poussée de démarrage du compresseur, que le convertisseur peut ne pas fournir en raison de sa limite actuelle. Un compresseur 24V qui démarre contre un condenseur à chaud peut tirer deux à trois fois le courant courant pendant des dizaines de millisecondes. Si le tampon est sous-dimensionné ou vieilli, la tension du bus s'éteint, le contrôleur de l'unité voit un événement de basse tension et, selon sa logique, il peut refuser de démarrer ou de redémarrer à plusieurs reprises.

Deux conséquences pratiques :

• Ne pas supprimer la batterie tampon dans un exercice de réduction de poids sans vérifier la réponse transitoire du convertisseur. Le convertisseur est un dispositif à l'état stable; la batterie est le dispositif transitoire.
• Définir le seuil de faible tension pour la chimie tampon, pas pour un grand pack traction-adjacent. Un tampon plomb-acide 24V veut une coupure d'environ 23,6 à 24,0 V; un tampon lithium peut aller plus bas, mais le BMS se déconnecte sans avertissement si poussé.

Politique d'exploitation : l'ingénierie de pièce ne peut pas décider pour vous

Une fois que le véhicule peut piloter physiquement l'AC toute la nuit, quelqu'un doit décider dans quelles conditions il devrait. C'est une question de politique de la flotte et les options ne sont pas équivalentes.

L'approche régie par le SOC est celle sur laquelle converge le plus de flottes, parce qu'elle est applicable dans les logiciels et vérifiable par la suite. Il crée également une question de support : quand un conducteur le remplace à 02:00 et le camion est à 18 % le matin, quel est le problème ? Répondez par écrit avant que le premier véhicule ne soit livré, et non après.

Pré refroidissement: le refroidissement le moins cher est le refroidissement que vous faites sur la puissance de terre

Chaque kWh de refroidissement effectué pendant la connexion est un kWh que le conducteur n'a pas besoin de transporter. Deux habitudes font une différence mesurable sur un camion électrique:

• Pré-refroidir sur le chargeur pendant 20 à 30 minutes avant le départ, tirer la cabine de 35 °C à 23 °C pendant que le véhicule est à terre. La consommation propre de l'AC est alors externe à l'énergie de la route, et le conducteur commence par une cabine fraîche et sèche.
• Garer dans l'ombre et utiliser les couvertures. Le gain solaire est la plus grande charge variable sur une cabine garée. Un capuchon réfléchissant et des rideaux fermés peuvent réduire la charge de refroidissement de 300 à 500 W, qui sur une nuit de huit heures est de 2,4 à 4 kWh, soit la différence entre 1 % et 2 % d'un pack de taille moyenne.

Aucun de ces deux éléments ne nécessite un changement de produit, c'est pourquoi ils sont habituellement sautés en faveur d'une batterie plus grande.

Qu'est-ce qu'il faut préciser dans un RFQ au fournisseur CA

Si vous êtes l'intégrateur du véhicule ou le parc spécifiant l'unité de refroidissement, demandez:

• Courant à 24V, vitesse maximale du compresseur, dans un environnement déclaré. Pas des watts de plaque nominative.
• Courant d'entrée maximum et durée, de sorte que le convertisseur et le tampon peuvent être vérifiés.
• Efficacité (EER ou COP) à 35 °C et à 45 °C, avec l'état d'essai indiqué.
• Options d'interface de contrôle: télécommandé, signal d'allumage, CAN, contact sec.
• Courant de sommeil — ce que l'unité dessine lorsqu'elle est garée mais coupée. Une unité qui tire 40 mA en continu aplatira une petite batterie tampon pendant un long week-end.
• Comportement en cas de sous-tension: est-ce qu'il redémarre automatiquement, bloque une défaillance, ou nécessite une réinitialisation manuelle ?

Ce dernier point importe plus sur un véhicule électrique que sur un diesel, parce que la procédure de récupération pour une défaillance serrée peut nécessiter la marche vers un véhicule qui est délibérément immobilisé.

Vérification du convertisseur travaillé

Prendre un camion électrique de moyenne durée avec un convertisseur continu DC-DC de 3 kW, nominalisé à 25 °C et déduit à 2,2 kW à 65 °C. Supposons que les autres charges auxiliaires continues du véhicule pendant leur stationnement soient modestes : commande de la carrosserie, télématique, réfrigérateur à 60 W, éclairage intérieur à 30 W et réveil périodique du système de freins à une moyenne de 40 W. Appelez la ligne de référence non-AC 250 W.

Ajoutez le climatiseur à 850 W dans le pire des cas et le total est 1 100 W — la moitié de la capacité du convertisseur dégradé, ce qui semble confortable. Ajoutez ensuite les charges faciles à oublier :

• chauffe-cabine le matin froid, 400–800 W;
• chauffage des sièges, 100 W;
• un inverseur de conducteur pour les chargeurs d'ordinateur portable et de téléphone, 150 W;
• la batterie 24V se recharge elle-même, qui peut tirer 300–500 W après une nuit profonde.

Une matinée froide avec chauffage, un ordinateur portable et une batterie tampon épuisée atterrissent à peu près 2 050 W — à l'intérieur de la 2,2 kW dégradée note, mais sans presque aucune marge, au moment exact le convertisseur est le plus chaud après huit heures de travail. C'est pourquoi la courbe de dérapage et la logique de priorité de l'OEM comptent plus que la note de convertisseur de tête, et pourquoi une unité de pompe à chaleur qui livre 2 000 W de chauffage pour 620 W d'entrée est une proposition matériellement différente d'un chauffage résistif.

Ce qui change sur une plate-forme 12V

Les fourgonnettes électriques utilitaires légers utilisent habituellement un bus auxiliaire 12V, et l'arithmétique est moins indulgente : le même 850 W de refroidissement tire environ 70 A à 12V au lieu de 35 A à 24V. Le convertisseur est plus petit, le câble doit être beaucoup plus grand, et la batterie tampon 12V du véhicule est souvent une unité 70-95 Ah AGM qui n'a jamais été conçu pour absorber un démarrage du compresseur.

Deux conséquences pratiques. D'abord, choisissez la plus petite unité qui répond à la charge de la cabine – dans une cabine de van 1,8 m3, un toit 7 000 BTU/h à 12V est généralement suffisant, et la bande actuelle est plus importante que le titre de capacité. Deuxièmement, traitez la batterie tampon 12V comme un consommable avec un contrôle de l'état de santé à chaque service, parce qu'une AGA vieillie produira exactement le patron d'arrêt intermittent qui est mal diagnostiqué comme un défaut de contrôleur.

Lorsque le refroidissement du camion électrique se dirige

Deux tendances sont visibles du côté du fournisseur.

D'abord, refroidissement est absorbé dans le système de gestion thermique. Au lieu d'une unité autonome sur le toit, certains OEM veulent que l'évaporateur de sommeil soit planté dans une boucle réfrigérante partagée avec un refroidisseur ou une pompe à chaleur. Cela améliore l'efficacité et réduit l'encombrement du toit, mais il fait de l'AC un système au niveau du véhicule avec validation au niveau du véhicule, et il supprime la simplicité du marché après-vente que les parcs de valeur.

Deuxièmement, refroidissement stationné devient une fonction télématique plutôt qu'une fonction matérielle. L'unité est un composant; la valeur est dans le moteur de la politique qui décide quand elle tourne, à quel point de mise en place et contre quel état de charge. Les flottes qui intègrent les cinquante premiers véhicules apprennent plus sur leurs cycles de service réels que n'importe quelle feuille de spécification leur dira.

Pour l'instant, la réponse pragmatique pour la plupart des flottes est une unité de toit autonome 24V de capacité modeste, une plate-forme efficace, une alimentation de convertisseur de taille appropriée, une batterie tampon saine, et une politique d'exploitation écrite. Cette combinaison coûte moins qu'une intégration thermique sur mesure et couvre l'exigence qui compte réellement : un conducteur qui dort, et un camion qui démarre. Il laisse également place à un changement d'avis sur l'architecture thermique plus tard, parce qu'une unité autonome peut être retirée d'un véhicule et montée au prochain dans le parc — une option qui disparaît le moment où le refroidissement est planté dans la boucle frigorigène du véhicule.

Différences d'entretien sur un camion électrique

Deux habitudes de service changent. Tout d'abord, il n'y a pas de compartiment moteur pour réchauffer le condenseur, mais il ya un système thermique batterie qui peut décharger la chaleur près de l'unité pendant une journée chaude, donc les condenseurs montés sur le toit sur les camions électriques doivent être vérifiés pour la recirculation de la même manière que les installations diesel — stationné sur un pack HV chaud, une unité de toit peut voir l'air d'entrée à plusieurs degrés au-dessus de l'environnement.

Deuxièmement, le diagnostic se divise en deux. Le côté 24V se comporte comme n'importe quel autre camion : mesurer la tension sous charge, vérifier le courant par rapport à la spécification, vérifier le réglage de coupure. Le côté haute tension est le domaine de l'OEM, et il ne faut pas demander aux techniciens de travailler autour des composants HV pour atteindre une défaillance 24V. Ecrivez la frontière dans la procédure de service pour que personne ne improvise près d'un câble orange.

Foire aux questions

Le climatiseur est une charge 24V, donc le convertisseur et la batterie tampon décident de la faisabilité avant la capacité de refroidissement. Le coût de l'énergie est d'environ 1 % d'un pack long-courrier et de 3 à 5 % d'un pack moyen-courrier par nuit. Et la politique d'exploitation — quand le refroidissement est autorisé, contre quel état de charge — est la chose qui transforme une installation de travail en une installation déployable.