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