SAE J3105 es una práctica recomendada para dispositivos de conexión automatizada (ACD) que acoplan cargadores con autobuses eléctricos de batería y vehículos pesados. La práctica es mantenida por SAE International con el título formal "Práctica recomendada para sistemas de transferencia de energía de vehículos eléctricos mediante dispositivos conductivos de conexión automatizada" y se publicó por primera vez en enero de 2020. Cubre los requisitos generales físicos, eléctricos, funcionales, de prueba y de rendimiento. para sistemas automatizados de transferencia de energía CC conductiva destinados a vehículos pesados, centrándose principalmente en autobuses de tránsito .
J3105 define una arquitectura de sistema de carga conductiva automatizada común para que cualquier vehículo que seleccione una de las implementaciones ACD específicas complementarias pueda usar cualquier cargador que cumpla con esa implementación específica, independientemente del fabricante, de forma similar a como lo hacían las normas IEC 62196 , SAE J1772 y SAE J3068 anteriores. Los estándares definen las características de una interfaz de equipo de suministro de vehículos eléctricos enchufada manualmente .
SAE formó el Grupo de Trabajo de Carga Conductiva de Vehículos de Servicio Mediano y Pesado en 2016 para desarrollar una práctica recomendada para la carga conductiva de vehículos eléctricos de servicio pesado. [1] Entre los participantes en el grupo de trabajo se encontraban 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 transporte ( 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 utilizando energía CA trifásica. J3068 define un conector manual Tipo 2 que se puede utilizar tanto para carga de CA como para carga de CC de hasta 1000 V. [2]
Los operadores de transporte público pueden utilizar la carga de oportunidad [a] para ampliar la autonomía de los autobuses eléctricos mientras están detenidos en una escala. Esto contrasta con el cobro en depósito, [b] donde los autobuses se cargan en un garaje o instalación de almacenamiento común mientras están fuera de servicio. [4] : 4 Se puede utilizar un sistema ACD tanto para el cobro de oportunidad como para el cobro de depósito. Por ejemplo, la estación de autobuses del aeropuerto de Schipol tiene cargadores aéreos de 30 kW (carga en estación) y 450 kW (carga de oportunidad) para su flota de autobuses totalmente eléctricos. [3] : 4
J3105 define dos niveles actuales de carga de CC, con tensión de alimentación de 250 a 1000 V:
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 a través de la interfaz Control Pilot después de que el vehículo esté conectado. [5] : 8
J3105 solo define cuatro conexiones de interfaz. Las interfaces físicas específicas se definen en las prácticas recomendadas complementarias. [5] : 7
J3105 incluye tres prácticas recomendadas complementarias para implementaciones de ACD específicas:
Las características físicas se describen en las implementaciones específicas de ACD. Cada una de las prácticas recomendadas para implementaciones ACD específicas incluye las dimensiones y el espaciado de los conductores, y el procedimiento de alineación y conexión requerido.
Se tolera una pequeña cantidad de desalineación, dependiendo de la implementación específica:
En la implementación 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 del carril transversal se comercializa comercialmente como OppCharge (carga de oportunidad) y el consorcio OppCharge, liderado por Volvo Buses , incluye varios fabricantes de autobuses e infraestructuras de carga. [7] ABB instaló la primera estación OppCharge a finales de 2016 en Bertrange , Luxemburgo, para autobuses híbridos construidos por Volvo. [8] En 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]
La implementación del bus up ACD (oficialmente, "Conexión de pantógrafo montada en el vehículo") también utiliza un cargador aéreo, pero los contactos de carga permanecen fijos en su lugar mientras el autobús extiende un pantógrafo desde su techo para encontrarse con el cargador. Los contactos de carga se encuentran en la parte inferior de una carcasa larga con capota para facilitar la conexión de los contactos del bus y del cargador.
VDL Bus & Coach ha adoptado la implementación del bus up utilizando cargadores proporcionados por Heliox, ambas empresas con sede en los Países Bajos. Los depósitos de carga de Amstelland-Meerlanden en el aeropuerto de Schipol fueron la instalación de cargadores de autobuses eléctricos 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 con techo hacia abajo (J3105-1) y con autobús hacia arriba (J3105-2) en 2018. [12]
En la implementación ACD de clavija y enchufe (oficialmente, "Conexión de clavija y enchufe cerrada"), se inserta una clavija horizontalmente desde una estación de carga en la acera en un enchufe con un embudo guía en el techo del vehículo.
La implementación de pin y zócalo fue desarrollada por Stäubli , quien lo comercializa como Conector de carga rápida (QCC). [13] El QCC se ha aplicado a modo de prueba en los puertos de Hamburgo (6 estaciones de carga y 25 vehículos de guiado automático [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 sistemas de propulsión eléctricos de 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 cargar los 33 tractores simultáneamente. [15] La instalación del cargador de Long Beach se completó en diciembre de 2023. [16]
Una cuarta implementación de ACD ("Conexión Blade montada en infraestructura" o "Blade") fue parte del desarrollo preliminar, pero el marketing se interrumpió durante el desarrollo del estándar J3105 y la implementación Blade no se incluyó en la edición inicial.
La implementación Blade ACD ("Conexión Blade montada en infraestructura") es similar a la implementación de riel transversal, ya que ambas utilizan un dispositivo de carga aéreo con un contacto pasivo del vehículo. Sin embargo, en la implementación de cuchilla, se utiliza una "cuchara" en forma de embudo en el techo del autobús para guiar mecánicamente la zapata del cargador sobre un contacto de carga de "cuchilla" 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 de batería. Proterra ofreció acceso libre de regalías a su diseño patentado a partir de 2016. [17] A pesar de esto, otros fabricantes no adoptaron el diseño de la hoja y la implementación de la hoja finalmente se eliminó de J3105 durante el desarrollo, algún tiempo después de 2018. [3] : 26 [4] : 11 Desde entonces, Proterra ha adoptado los sistemas de carga J3105-1 (pantógrafo abajo) o J3105-2 (pantógrafo arriba) para autobuses más nuevos. [18]