Automobilulelectric
Astmul bronic
Boala pulmonarobstructiv cronic
Fibroza chistic
Pneumonie
Alergii
Cancer
Iritaii ale pielii
SO2
Pb
CO2
CO
NOx
COV
Decalarea n timp a consumului Dispozitivele cu cicluri de ncrcare descrcare pot fi decalate pentru a fi conectate la reeaua electric pe intervale orare de consum redus astfel nct generatoarele electrice s fie utilizate n mod echilibrat, iar pentru reeaua electric se evit perioade de solicitare crescut.
Uniformizarea curbei de sarcin Prin integrarea unor echipamente cu rspuns n timp real, companiile din industria energiei electrice pot s dispecerizeze n mod dinamic consumatorii de tip baterie astfel nct s obin anumite obiective sau s limiteze solicitarea reelei electrice n anumite puncte sau zone.
Serviciile de sistem n timp real, vehiculele electrice pot fi adaptate pentru a contribui la echilibrarea puterilor active ca serviciu de sistem.
Conectarea bidirecional la reea (V2G) Circulaia bidirecional a puterii ntre reeaua electric i vehiculul hibrid poate fi planificat astfel nct, atunci cnd este necesar, acestea s injecteze putere napoi n reea.
Promovarea surselor regenerabile de energie Bateriile din componena automobilelor electrice pot fi dispecerizate astfel nct s fie utilizat n mod eficient disponibilitatea vntului i soarelui.
ConectareaEV la reeaua electric
Automobil electric : University of Delaware
Emisii: Maina nsi nu produce emisii
Acceleraie: 0 la 60 mile / or n 7 secunde
Viteza maxim: 95 mile / or
Autonomie: 120 mile pe autostrad, 150 mile n ora
Durata bateriei: 5 ani sau aprox. 50000 mile (testat i verificat)
Rencrcare: 2 ore la 240 V sau pe perioada nopii la 110 V -> 10 kWh
Mentenan: nu se schimb ulei; frnele dureaz de 3 ori mai mult deoarece maina are frn regenerativ, un mecanism ce ncetinete maina i rencarc bateria
$70000 $5000
Automobilulelectric
Port de conectareElectric Drive Unit
Chevrolet Volt
BATERIE LITIU-ION
Capacitate 16 kWh
Timpul de ncrcare aprox. 4 ore la 240Vaprox. 10 ore la 120V
Durata bateriei 10 ani/150,000 mile
Pornire cu baterieLithium-Ion
Generatormotor
Plug-in Hybrid Electrical Vehicle Toyota Prius
Baterie modulat de tipHymotion A123 L5.
Bateria are o capacitate de kWh iar Hymotion estimeaz c aceasta dureaz aprox 20-30 mile utiliznd numai electricitate, respectiv 30-40 n mod asistat electric
120V (1.2 kW) Conectarea la priza standard ncrcare compet n aprox 8 ore (depinde
de temperatur) Nu necesit echipamente/instalaii
suplimentare Cablu electric standard
240V (3.3 kW) ncrcare n aprox. 3 ore Eficient, permind oportunitatea de a
conduce electric Va necesita investiii pentru o instalaie
dedicat de 240V
120V
240V
Niveluri de ncrcare a bateriei
Modul 1: Priz normal n cas i cablu de alimentare simplu
Automobilul este conectat la reeaua electric printr-o priz standard ataat casei. Acest mod presupune existena unor elemente de siguran, adic trebuie s existe un sistem de mpmntare i un ntreruptor pentru deconectarea la suprasarcin. Priza trebuie realizat astfel nct s previn contactul accidental. Sistemul nu este prevzut cu dispozitiv de comunicare ntre priz i automobil.
Modul 2: Priz normal i cablu de alimentare cu dispozitiv de protecie integrat
Automobilul este conectat la reeaua electric printr-o priz ataat casei. ncrcarea se poate face fie printr-un circuit monofazat fie printr-un circuit trifazat, iar n ambele cazuri trebuie s existe o instalaie de mpmntare. Cablul de alimentare este prevzut cu un dispozitiv de protecie i cu sistem de comunicare ntre priz i automobil. Aceast soluie este mai scump datorit cerinelor privind construcia cablului de alimentare.
Modul 3: Priz special pe un circuit de alimentare dedicat
Automobilul este conectat direct la reeaua electric printr-o priz i un circuit monofazat sau trifazat, special dimensionate n acest scop. Totodat, trebuie s existe elemente de protecie integrate n priza de conectare. Cablul este prevzut cu elemente de comunicare ntre priz i automobil. Acesta este singurul mod de ncrcare care satisface cerinele actuale privind caracteristicile instalaiilor electrice. Acest mod permite, de asemenea, delestajul de sarcin astfel nct aparatele electrocasnice s poat funciona pe perioada ncrcrii bateriei automobilului sau chiar pentru a optimiza ncrcarea n funcie de preul energiei electrice i de consumul programat n cas.
Modul 4: Conectarea la tensiune continu pentru ncrcare rapid
Automobilul electric este conectat la reeaua electric printr-un ncrctor extern ce furnizeaz tensiune continu la priz. Funciile de control i protecie trebuie s fie implementate pentru funcionare permanent n cadrul instalaiei.
Puterea nominal Tipul conexiunii Puterea maxim Curentul maxim Autonomie Putere normal Monofazat, AC 3,7 kW 10 16 A < 20 km Putere medie Mono- sau
trifazat, AC 3,7 22 kW 16 32 A 20 110 km
Putere mare trifazat, AC > 22 kW > 32 A > 110 km Putere mare Conexiune DC > 22 kW > 32 A > 110 km
Pe baza caracteristicilor standardizate de IEC, Eurelectric consider c domeniile de putere corespunztoare i autonomia automobilului sunt cele prezentate n tabelul urmtor
Redimensionareaconductoarelor
Contor integrat
Redimensionareaconductoarelor
Redimensionareaconductoarelor
Contor integrat
ncrcare foarte rapidncrcare parial
ncrcare lent
Automobilulelectric unnouconsumatoractiv
- necesitatea de adaptare a reelei electrice -
Puterea nominal Tipul conexiunii Puterea maxim Curentul maxim Autonomie Putere normal Monofazat, AC 3,7 kW 10 16 A < 20 km Putere medie Mono- sau
trifazat, AC 3,7 22 kW 16 32 A 20 110 km
Putere mare trifazat, AC > 22 kW > 32 A > 110 km Putere mare Conexiune DC > 22 kW > 32 A > 110 km
Terminal cu ncrcare rapidTimp de ncrcare: 15-30 min
+ Soluie robust pentru ncrcarea rapid de urgen
Parcare la centru comercialncrcare: min 25% n 2h
+ Soluie robust, cu blocaj, protecie mpotriva vandalizrii, plata prin card
Parcare publicncrcare: 3-8 ore
+ Managementul ncrcrii i soluii pentru economia de energie
Garaj rezidenialncrcare: 6-8 ore
+ Instalat de un profesionist cu garantarea securitii pentru oameni
Garaj rezidenial publicncrcare: 6-8 ore
+ Soluii pentru managementul costurilor cu energia electric
Parcare privat la serviciuncrcare: 3-8 ore
+ Gratuit sau contra cost pentru angajai cu supraveghere video i paz
Parcare cu plat acoperitncrcare: min 25% n 2h
+ Instalaii controlate de la distan sau central
Parcare pe stradncrcare: min 25% n 2h
+ protecie la ap, sistem de rezisten la impact, sistem de plat
Automobilul electric soluii de ncrcare a bateriei
Set special de conectare: priz i techer
Cablu este identic la ambele capete simplu i uor de manevrat
Priza trebuie s fie aproape identic att la staie ct i la automobil
Cablu i alimentare i cablu de adaptare pentru alimentarea n cas
Rezistor-punte ca protecie atunci cnd nu se folosete cablul corespunztor, adic un cablu de 6 mm2 (32 A) n loc de un cablu 16 mm2 (64 A)
Aspecte de comunicare
Este necesar comunicare dintre automobil i staia de ncrcare. Standardele actuale cer s existe elemente suplimentare att n priz ct i n techerpentru comunicare, ns practica curent se bazeaz pe comunicarea prin cureni purttori (PLC)
Comunicarea dintre vehicul i staia de ncrcare Identificarea codului automobilului (pentru comunicarea cu furnizorul de
energie Identificarea sistemului de ncrcare al automobilului (ce mod de ncrcare
se dorete) Verificarea conexiunii corecte a automobilului la staie Decuplarea la finalizarea ncrcrii bateriei Semnal pentru interblocare
Comunicarea dintre vehicul i furnizorul de energie
Facturarea energiei consumate Opiuni de ncrcare pe tarife diferite Folosirea bateriei ca rezerv de putere
CONVERTORDC-DC
INVERTOR/REDRESOR MOTORBATERIE
ncrcarea bateriei
Convertor Buck-Boost
Redresor trifazat
Modulfrn
regenerativ
Descrcarea bateriei
Convertor Buck-Boost
Invertortrifazat
Modulmotor
Caracteristici ale EV, HEV i FCEV
Pila cu combustibil, durata de via i fiabilitate
Infrastructura de hidrogen
Controlul surselor de energie multiple, optimizare i management
Dimensionarea bateriei
Baterie i sistem de management al bateriei
Instalaia de ncrcare Cost
Aspecte majore
Emisii zero sau foarte sczute
Eficien energetic foarte mare
Distan de condus satisfctoare
Cost mare n dezvoltare
Emisii foarte sczute Consum de combustibil
foarte sczut Distan mare Dependent de petrolul brut Cost mare n comparaie cu
mainile pe benzin Disponibil comercial
Emisii zero Eficien energetic
mare Independena de petrol Capacitate relativ mic Cost iniial mare Disponibil comercial
Caracteristici
Hidrogen Infrastructura de producie i
transport a hidrogenului
Staie de benzin Instalaie de ncrcare de la
reeaua electric
Instalaie de ncrcare de la reeaua electric
Sursa de energie & infrastructura
Pile cu combustibil Necesit
baterie/ultracondensatorpentru asigurarea energiei le pornire
Baterie Ultracondensator Sistem de producie ICE
Baterie Ultracondensator
Sistemul de energie
Motor electric Motor electric Motor cu combustie intern
Motor electricPropulsie
EV pe pil cu combustibilEV hibridEV pe baterieTipuri de EV
Proprieti ale bateriilor preferate pentru HEV
Hidrur metalic de Nikel (NiMH)
- Introdus la sfritul anulor 90- Performane similare cu cele ale bateriilor NiCd dar energia i intensitate de
putere sunt mult mai mari, ncrcndu-se mai repede- Celula bateriei trebuie izolat pentru a evita o reacie a hidrogenului cu aerul- Bateria poate necesita rcire dac este ncrcat rapid
Ioni de Litiu (Li-Ion)
- Introdus la nceputul anilor 90- Necesit un control precis al tensiunii atunci cnd bateria se ncarc; dac
tensiunea este prea mare bateria se poate distruge, iar daca tensiunea este prea mic bateria nu se ncarc
- Datorit dimensiunii considerabil mai mic dect alte baterii, acestea sunt cele mai atractive pentru utilizarea n cadrul HEV
- Bateriile mari pot costa foarte mut- Cost: $500/kWh . 2000 cicluri ; 24 kWh -> 100 mile
Electronica de putere din cadrul unui automobil folosindpil cu combustibil
BaterieP
i
l
c
u
c
o
m
b
u
s
t
i
b
i
l
Motor de traciune
Convertor 20 kW Convertor 100 kW
Toyota Prius - Automobil electric hibrid
Pereche IGBT-Diod
Toyota Prius - Automobil electric hibrid
Numrul de EV n SUA = 40000
Sursa: Oil Price Information Service
Sursa: Energy Information Administrationhttp://www.eia.doe.gov/fuelelectric.html
$3.23/17.57
$3.21/17.50
$3.30/15.96
$3.20/15.69
$3.30/14.62
$3.42/19.36$3.11/15.95
$3.46/18.79
$3.26/11.39
$3.36/11.07
$3.24/8.93
$3.18/10.13
$3.27/10.93
$3.26/11.60
$3.15/9.72
$3.12/8.98
$3.12/9.79
$3.04/8.03
$3.21/7.82
$3.24/7.48
$3.23/8.22
$3.17/13.91$3.21/13.81
$3.28/11.67
$3.23/10.06
$3.35/12.68$3.26/9.72
$3.12/9.99
$3.16/9.69
$3.34/7.03
$3.19/10.36
$3.20/7.97
$3.14/10.30
$3.15/8.81$3.13/9.46
$3.19/10.36
$3.07/9.25
$3.13/12.92
$3.21/10.25
$3.21/10.15
$3.30/7.01
$3.27/9.14
$3.34/11.93
$3.24/10.02
$3.28/8.30
$3.18/8.18
$3.53/14.40
$3.36/8.52
$3.42/7.58
$3.75/16.35
$3.76/32.50
2008: Preul benzinei vs. Preul energiei electricePreul mediu al benzinei $3.25/Galon i energiei electrice 11.36/kWh
1 galon = 3,785 litri
O ncrcare = 27 kWh
Distana = 120 mile = 200 kmConsum = 8,7 l / 100 km
Pre en.el. = 27 kWh * 9,83 / kWh = 1,474 $
Pre / km = 7,37 Cons sp. = 0,087 l/km
Pre / km = 8,43
Pre = 3,75 $/galon
Pre = 0,97 $ / litru
Toyota RAV 4 (combustibil conventional) Toyota RAV 4 EV
= 84.99 mpgge overall