Ponieważ sprzedaż pojazdów elektrycznych osiągnęła rekordowe poziomy w 2023 r., oczekuje się, że będzie rosła jeszcze bardziej. Wspierana przez decydentów, dostawców ładowania i producentów samochodów, ekspansja pojazdów elektrycznych nabiera tempa. Nadal istnieją jednak wyzwania związane z niezawodnością ładowania i dostępem do stacji ładowania, które stają się obecnie ograniczeniami powszechnej ekspansji. Dzisiaj zrozumiemy analizę problemów i rozwiązań w corocznym raporcie niezawodności ChargerHelp.
Jak wspomnieli różni badacze, długie podróże pojazdami elektrycznymi mogą być nadal trudne ze względu na problemy z ładowaniem. Niniejszy raport dostarczy danych i analiz dotyczących stanu infrastruktury ładowania pojazdów elektrycznych i tożsamości, które są główną przyczyną awarii ładowania. Ponadto, dzięki spostrzeżeniom i zaleceniom wymienionym w niniejszym dokumencie, istnieją możliwości przezwyciężenia tych wyzwań i poprawy niezawodności.
Najważniejsze informacje — ustalenia i zalecenia
- Rzeczywista niezawodność ładowania często nie dorównuje podawanemu czasowi sprawności.
- Po przeanalizowaniu 26% stacji widać wyraźnie, że problemy z oprogramowaniem i przecenianie statusu stacji ładowania obniżają zaufanie kierowców. To dodatkowo negatywnie wpływa na doświadczenie ładowania pojazdów elektrycznych.
- Stare EVSE i EVSE z dłuższą historią budowy częściej mają wskaźnik przestojów.
- Po zbadaniu 20 operatorów sieci ładowania zaobserwowano podział. 10-20% stacji było niesprawnych, podczas gdy inne miały stale dobre wyniki. Porty DCFC wspomniały, że tylko 4 sieci mają duży udział portów, ale większość z nich była niesprawna.
- Istnieje wiele powodów przestojów i nieudanych sesji ładowania. Ponadto stan systemu płatności jest znacząco powiązany z przestojem stacji.
- Rozwiązanie problemów ze stacjami zmniejszy obciążenie O&M oraz EVSE.
- Dostępność danych uwzględniona poprzez OCPP należy zapewnić.
- Dzięki standardowym protokołom raportowania danych możesz skutecznie mierzyć czas sprawności.
- Utrzymanie finansowania przeznaczonego na O&M w celu utrzymania i odnawiania infrastruktury EVSE.
- Wdrożenie standardowych protokołów rozwiązywania problemów z kompleksowym zakresem gwarancji.
- Promocja wiodących praktyk branżowych w połączeniu z rozszerzaniem zakresu szkoleń i certyfikacji techników.
Problemy i rozwiązania w corocznym raporcie niezawodności ChargerHelp
Najważniejsze pytanie: czy mogę ładować mój pojazd elektryczny, kiedy i gdzie zajdzie taka potrzeba?
Aby odpowiedzieć na to pytanie i znaleźć odpowiednie rozwiązania, w niniejszej ocenie infrastruktury ładowania w USA przyjrzymy się bliżej i szczegółowo niezawodności pojazdów elektrycznych (EVSE).
Wyniki lub problemy
Badane są trzy powiązane ze sobą kategorie spostrzeżeń:
- Rozbieżność pomiędzy rzeczywistym a raportowanym czasem sprawności.
- Wpływ wieku, sieci i stanu EVSE na niezawodność.
- Czynniki powodujące przestoje i sposoby poprawy czasu sprawności.
Poniżej przedstawiono 6 głównych ustaleń analizy.
- Rzeczywisty czas sprawności jest często niższy niż raportowany czas sprawności.
- Niedokładność oprogramowania pogarsza niezawodność i obniża zaufanie kierowców.
- Wiek sprzętu koreluje z przestojami i różnicami w niezawodności w zależności od regionu geograficznego.
- Niezawodność ładowania znacznie różni się w zależności od sieci.
- Istnieje wiele przyczyn przestojów i nieudanych ładowań, przy czym dominującymi problemami są pewne problemy.
- Rozwiązanie problemu stacji może zmniejszyć obciążenie działu eksploatacji i utrzymania EVSE.
WYNIK 1 – Rzeczywisty czas sprawności jest często niższy niż deklarowany czas sprawności.
Rzeczywisty czas sprawności – odnosi się do rzeczywistych doświadczeń kierowców pojazdów elektrycznych podczas ładowania ich pojazdów w porównaniu ze stanem raportowanym ze stacji lub sieci za pośrednictwem aplikacji, protokołu OCPP lub interfejsów API oprogramowania.
Podczas analizy zaobserwowano zauważalną rozbieżność między tymi dwoma wartościami (rzeczywistym czasem sprawności a deklarowanym czasem sprawności). Eksperci ChargerHelp sprawdzili ponad 4,800 punktów ładowania. Około 15.4% z nich zostało zgłoszonych jako niedziałające, zarówno przez inspekcję programową, jak i osobistą. Jednak 26.3%, czyli stosunkowo duża liczba ładowań, zostało zgłoszonych jako nieudane . Około 15% stacji zostało zgłoszonych jako działające online i dostępne, zarówno przez testy osobiste, jak i przez testy programowe.
Według Parena , średni rzeczywisty czas sprawności stacji we wszystkich sieciach wynosi 84%, w porównaniu z deklarowanym przez stacje 92%. Szacowany zakres wynosi 72–87%, a deklarowany 79–100%. Udane próby ładowania wyniosły 84%, a zakres wynosił 69–94% dla każdej sieci. Po uwzględnieniu rzeczywistego czasu sprawności, liczba niedziałających portów L2 i DCFC zbliżyła się do 18–15%.
Powód – oprogramowanie stale przecenia czas sprawności stacji, możliwość ciągłego ładowania pojazdów i aktualny stan w czasie.
Rozwiązanie – Zastosowanie współczynnika korelacji w celu zrozumienia stanu infrastruktury ładowania publicznego w USA.
WYNIK 2 – Niedokładność oprogramowania pogłębia niedociągnięcia w zakresie niezawodności, zmniejszając zaufanie kierowców.
Technicy terenowi ChargerHelp odkryli, że 16% wyświetlanych statusów operacyjnych i online dla stacji ładowania pojazdów elektrycznych (EVSE) było w rzeczywistości nieprawidłowych . Wyświetlane informacje były błędne (patrz rysunek 4). Następnie 10% stacji nie przeszło testu ładowania . Były to stacje, których status online i roboczy był zgodny z wynikami testów aplikacji i testów fizycznych. Około 26% wszystkich przebadanych stacji ładowania wykazywało błędy oprogramowania i stacji ładowania.
- Fałszywie pozytywne – 1.9% stacji
- Fałszywie negatywne – 10.5% stacji
- Błędy zajętości – 3.6% stacji
- Nieudokumentowana awaria stacji – 10.3% stacji
WYNIK 3 – Wiek sprzętu koreluje z przestojem i tym, jak niezawodność różni się geograficznie w zależności od stanu
Istnieje bezpośredni związek między wiekiem infrastruktury EVSE a ich spadkami. Zgodnie z oczekiwaniami, stare stacje były bardziej w dół, ze znaczącą zmianą skokową około 4-letniego okresu.
Co więcej, stany z takimi stacjami odnotowują wyższy odsetek niedziałających stacji. Według danych AFDC obejmujących wschód, zachód, południe i Bliski Wschód, przed końcem roku 2023 w stanach USA działało ponad 1000 publicznych portów ładowania L2 i DCFC (patrz rysunek 8). Spośród nich 4.7% portów było nieczynnych , od <1% w Dakocie Północnej i na Alasce do 10% w Waszyngtonie.
Czynniki związane:
- Dominująca przynależność polityczna (stan czerwony, fioletowy lub niebieski)
- Populacja stanu
- Reputacja państwa (przyjazna/nieprzyjazna pojazdom elektrycznym)
- Wielkość rynku pojazdów elektrycznych
WYNIK 4 – Niezawodność ładowania znacznie się różni w zależności od sieci.
Analiza 20 operatorów sieci ładowania, posiadających co najmniej 500 portów ładowania, wykazała, że bardzo niewiele stacji zostało zgłoszonych jako nieczynne. Natomiast 10-20% stacji innych operatorów zgłaszało stałe przerwy w działaniu . Taka sytuacja miała miejsce pod koniec 2023 roku.
Porty L2 odnotowują mniej przypadków awarii, rzędu 0-10%. Natomiast w przypadku ładowania DCFC przez główne sieci odnotowano 10-70% . Oznacza to, że negatywne doświadczenia kierowcy pojazdu elektrycznego nie są bezpośrednio związane z konkretnym portem ani stacją ładowania. Według Parena, niektóre sieci częściej wyświetlają nieprawidłowy status stacji w aplikacji. Podczas gdy inne sieci najprawdopodobniej kończą się nieudanymi próbami ładowania.
Czynniki wpływające na niezawodność i czas przestoju EVSE, inne niż operator sieci.
- Sieci z jednorodnym sprzętem EVSE pojedynczego producenta OEM
- Sieci o niejednorodnej strukturze niezliczonej liczby producentów sprzętu EVSE
- Model operacyjny
- Operatorzy Momand-pop
WYNIK 5 – Przyczyny przestojów i nieudanych sesji ładowania są wieloaspektowe, chociaż dominują pewne problemy.
Stwierdzono liczne oznaki uszkodzeń, takie jak problemy ze złączami, kablami, ekranami i obudową. Najczęściej zauważanymi uszkodzeniami były zwijacze i ekrany (patrz rysunek 19). Stan systemu płatności ma pozytywny związek ze stanowiskami roboczymi i niedziałającymi. Na stanowiskach roboczych występują niewielkie lub żadne problemy z płatnościami, podczas gdy na innych stanowiskach występują niesprawne lub problematyczne systemy płatności.
Według analizy ChargerHelp, najczęstszymi problemami były awarie lub uszkodzenia podzespołów wewnętrznych , a następnie awarie komunikacji i oprogramowania. Te dwa problemy łącznie stanowią ponad 2/3 wszystkich problemów. Natomiast problemy z elektrycznością i uszkodzenia na miejscu stanowią łącznie około 2% wszystkich problemów.
Dowiedz się, czy możesz podłączyć samochód elektryczny do zwykłego gniazdka?
WYNIK 6 – Zajęcie się stacjami problematycznymi może zmniejszyć nieproporcjonalnie duże obciążenie w zakresie eksploatacji i utrzymania EVSE.
Analiza ChargerHelp obejmująca ponad 32 000 pojazdów elektrycznych wykazała, że w 66% przypadków problem stanowiły zlecenia robocze. Tylko 2.5% stacji wymagało 4 lub więcej zleceń roboczych , co powodowało problemy z zasobami O&M. Zmniejsza to czas sprawności sieci i niezawodność stacji.
Według danych Paren, w drugiej połowie 2023 roku połowa stacji DCFC odnotowała co najmniej jedną poważną przerwę w dostawie prądu, trwającą cały tydzień. Co więcej, 2% stacji odnotowało 4 lub więcej przerw, które łącznie przestoju wyniosły miesiąc w ciągu 6 miesięcy. Około 10% stacji odnotowało od 6 do 9 przerw tygodniowo , co oznacza, że były one wyłączone z eksploatacji przez miesiąc lub dłużej. Na tej podstawie średni czas przerwy w dostawie prądu wyniósł 2.57 tygodnia , a mediana około tygodnia. Uwaga: podane dane odnoszą się do przerw i napraw w drugiej połowie 2023 roku.
Zalecenia
W USA niezawodność stacji ładowania pojazdów elektrycznych wynika ze sposobu, w jaki przemysł początkowo zbudował infrastrukturę. Ważne jest, aby upewnić się, że stacje ładowania są sprawne i w dobrym stanie. Oto kilka zaleceń zgodnie z analizą ChargerHelp.
1. Zapewnij dostępność danych, w tym za pośrednictwem OCPP
Można to zrobić, zwiększając dostępność protokołu Open Charge Point Protocol (OCPP) i innych powiązanych informacji diagnostycznych dla dostawców sieci i operatorów stacji. Dzięki temu diagnoza problemów będzie dokładniejsza i nie będzie potrzeby przeprowadzania rozległego fizycznego rozwiązywania problemów.
2. Efektywny pomiar czasu sprawności przy użyciu standardowych protokołów raportowania danych
Mimo że Federal Highway Administration ma nowe przepisy dotyczące czasu sprawności, nadal istnieją rozbieżności co do sposobu pomiaru niezawodności ładowania pojazdów elektrycznych. Dlatego ważne jest, aby zaktualizować metrykę czasu sprawności i dopasować ją do rzeczywistych doświadczeń kierowców pojazdów elektrycznych w zakresie ładowania. Dzięki temu raportowane dane będą dokładniejsze i bardziej wiarygodne.
3. Przydzielenie środków finansowych przeznaczonych na O&M w celu utrzymania i odnowienia infrastruktury EVSE.
W Ameryce infrastruktura ładowania pojazdów elektrycznych jest stara i rozległa. Nowe instalacje powstają w rekordowym tempie. Niezależnie od tego ważne jest zabezpieczenie finansowania dla obu infrastruktur, aby zapewnić niezawodność i dostępność sieci ładowania.
Wykonawcy mogą lepiej zrozumieć pracę, zachęcając do tworzenia RFP na konserwację stacji ładowania pojazdów elektrycznych. W ten sposób promując efektywne zarządzanie stacjami.
4. Wprowadź kompleksową gwarancję wraz ze standardowymi protokołami rozwiązywania problemów.
Solidne programy gwarancyjne gwarantujące niezawodność i czas sprawności stacji ładowania. Gwarancje powinny obejmować szeroki zakres potencjalnych problemów, które mogą wystąpić: od awarii sprzętu po problemy z oprogramowaniem, a także obejmować robociznę i części. Zapewni to sprawne i szybkie rozwiązanie.
5. Promowanie wiodących praktyk branżowych przy jednoczesnym rozszerzaniu szkoleń i certyfikacji techników.
Należy ulepszyć kanały komunikacji między producentami a technikami. Skróci to czas oczekiwania i wyeliminuje procesy rozwiązywania problemów. Można to zrobić poprzez ustanowienie dedykowanych linii wsparcia, szybsze czasy reakcji dla wsparcia technicznego na miejscu i ulepszenie zdalnych narzędzi diagnostycznych.
Fakty do rozważenia
Pojazdy elektryczne stały się kluczowym źródłem redukcji emisji CO2 w sektorze transportu w USA. Konsumenci są przyciągani przez osiągi i niższe koszty pojazdów elektrycznych w porównaniu z pojazdami spalinowymi. Co więcej, pojazdy elektryczne biją nowe rekordy w USA , odnotowując sprzedaż przekraczającą milion sztuk w 2023 roku.
Przyszły sukces opiera się na niezawodnej infrastrukturze ładowania. Dzięki temu liczba publicznych portów ładowania pojazdów elektrycznych w USA podwoiła się w ciągu ostatnich 3 lat i do początku kwietnia 2024 roku przekroczyła 175 000. Duże organizacje łączą siły, aby zwiększyć skalę infrastruktury ładowania i wesprzeć miliony kolejnych pojazdów elektrycznych w nadchodzących latach. Wśród nich znajdują się: ustawa o redukcji inflacji, program Wspólnego Biura ds. Energii i Transportu (Joint Office) na rzecz krajowej infrastruktury pojazdów elektrycznych (NEVI) oraz federalna ustawa o infrastrukturze, zgodna z porozumieniem dwupartyjnym.
Niedociągnięcia w zakresie ładowania pojazdów elektrycznych (EVCS) zostały ostatnio udokumentowane w artykułach medialnych w „USA Today” , „Wall Street Journal” i „Bloomberg” . Mają one duży wpływ na reputację branży i powodują frustrację wśród obecnych właścicieli/kierowców pojazdów elektrycznych. Co więcej, zmniejsza to liczbę potencjalnych osób gotowych do przejścia z pojazdów spalinowych na elektryczne.
Badanie Plug In America z maja 2024 roku wykazało, że 40% kierowców pojazdów elektrycznych było niezadowolonych z niezawodności i dostępności publicznych stacji ładowania pojazdów elektrycznych. Około 70% z nich spotkało się w ciągu ostatniego roku z niedziałającą lub uszkodzoną ładowarką.
Oczywiste jest, że zarówno postrzeganie, jak i rzeczywistość ładowania nie spełniają celu 97% czasu sprawności programu NEVI. Co więcej, lęk przed ładowaniem stał się głównym zmartwieniem obecnych i przyszłych kierowców pojazdów elektrycznych. Zastąpił nawet lęk przed zasięgiem wśród ludzi, który powstrzymywał ich przed dokonaniem zmiany.
Podsumowując, problemy i rozwiązania w corocznym raporcie niezawodności ChargerHelp, niezawodność ładowania i problemy z oprogramowaniem ogólnie obniżają zaufanie kierowców. 10-20% stacji jest niesprawnych, a porty DCFC wykazały wysoki wskaźnik awaryjności. Stare EVSE i dłuższa historia rozbudowy zwiększają wskaźniki przestojów, a warunki systemu płatności i inne przyczyny na to wpływają.
Zatem zajęcie się problematycznymi stacjami i zapewnienie dostępności danych poprawi wydajność. Ponadto, zarówno dla nowych, jak i starych stacji wymagane są standardowe protokoły raportowania i finansowanie specyficzne dla O&M.
