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Accordo di Programma MiSE- ENEA "Ricerca di Sistema Elettrico" 1
Tecnologie per la mobilità elettrica
Ricarica Flash per TPL
Accordo di Programma MiSE-ENEA
Roma, 13/12/2018
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2 Accordo di Programma MiSE- ENEA "Ricerca di Sistema Elettrico"
Le problematiche della ricarica dei bus elettrici – Lato veicolo
– Lato infrastruttura
I vantaggi di un accumulo a terra.
La ricarica flash – Caratteristiche a bordo
– A terra
Il prototipo e la sperimentazione
Contenuti
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3 Accordo di Programma MiSE- ENEA "Ricerca di Sistema Elettrico"
Le tipologie di ricarica di un autobus elettrico
Arch. B:
• Ricarica lenta al deposito (max 3h/giorno) e biberonage al capolinea con pantografo (max 8’/sosta)
• Accumulo ridotto agli ioni di litio, standardizzato in funzione della dimensione del veicolo (70 kWh per bus 12 m)
Arch. C:
• Ricarica lenta al deposito (max 1h/giorno), veloce al capolinea (max 4’/sosta) e ultrarapida alle fermate (20’’ per bus articolati, 15’’ per tutti gli altri)
• Accumulo principale molto ridotto a supercaps, accumulo di riserva e per gli ausiliari agli ioni di litio, entrambi standardizzati in funzione della dimensione del veicolo
Arch. A:
• Ricarica lenta al deposito (max 6/8 h/giorno)
• Accumulo agli ioni di litio
1. dimensionato sul consumo energetico della linea nella giornata più onerosa
2. standardizzato a 350 kWh
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4 Accordo di Programma MiSE- ENEA "Ricerca di Sistema Elettrico"
Alle alte potenze di ricarica/tanti autobus contemporaneamente in carica:
Problematiche per la disponibilità di potenze elevate e per tempi brevi
Necessità di un accumulo a terra
Diverse possibili architetture di accumulo in funzione della tipologia di ricarica
Per la ricarica flash: l’accumulo più idoneo sono i supercondensatori
Criticità per la rete elettrica
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5 Accordo di Programma MiSE- ENEA "Ricerca di Sistema Elettrico"
Benefici dell’accumulo a terra (ricarica al capolinea)
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6 Accordo di Programma MiSE- ENEA "Ricerca di Sistema Elettrico"
Alcune Realizzazioni di ricarica alla fermata
Capabus (Aowei Technology Development Company & Sinautec, Shanghai)
TOSA ABB, (Ginevra)
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7 Accordo di Programma MiSE- ENEA "Ricerca di Sistema Elettrico"
Architetture di stazione per ricarica alla fermata simulate
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8 Accordo di Programma MiSE- ENEA "Ricerca di Sistema Elettrico"
Valutazione economica delle diverse architetture
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9 Accordo di Programma MiSE- ENEA "Ricerca di Sistema Elettrico"
La stazione non è dotata di convertitore per modulare la ricarica
La ricarica avviene per travaso di carica tra Supercondensatori a terra (carichi) e a bordo (scarichi)
I supercondensatori a terra vengono opportunamente collegati per effettuare 3 step di ricarica a tensione crescente
L’unico oggetto che limita il picco di corrente è una induttanza opportunamente dimensionata
Caratteristiche della ricarica per «travaso»
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10 Accordo di Programma MiSE- ENEA "Ricerca di Sistema Elettrico"
Ricarica Flash: Prototipo in scala ridotta
• Sistema in scala di un sistema di ricarica «flash alla fermata per autobus
• Ricarica per travaso da supercondensatori carichi (della stazione di ricarica) a scarichi (del bus)
• Assenza di componenti elettronici (inverter)
• Inductance: 8 mH and 4 mH • Maxwell modules 250 F 16V • 2 steps of charge:
• 6 modules 2s2p +1s+1s • 3 module in series «onboard»
Moduli Maxwell 16V e 250 F e induttore 4 mH
Vl
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11 Accordo di Programma MiSE- ENEA "Ricerca di Sistema Elettrico"
Prototipo in scala ridotta: Risultati
Confronto tra dati misurati e calcolati da modello di simulazione
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12 Accordo di Programma MiSE- ENEA "Ricerca di Sistema Elettrico"
Prototipo di stazione di ricarica alla fermata
Ricarica Flash: Sistema in scala reale
RL1
RL3
RL5
L1
RL7
RL11
D1
AC-DC1
AC-DC2
AC-DC3
AC-DC4
230V/50Hzinput
230V/50Hzinput
230V/50Hzinput
230V/50Hzinput
AC-DCControl Unit
I1
Vb
Vc
SC1
SC2
SC3
SC4
SC5
SC6
Main control board
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13 Accordo di Programma MiSE- ENEA "Ricerca di Sistema Elettrico"
Profili di ricarica della stazione reale
Quando la corrente scende al di sotto di un certo valore si passa allo step successivo
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14 Accordo di Programma MiSE- ENEA "Ricerca di Sistema Elettrico"
Il sistema di accumulo di bordo
SUPERCONDENSATORI BATTERIE
IL SISTEMA DI ACCUMULO MISTO SOSTITUISCE QUELLO TRADIZIONALE ALL’INTERNO DEL SUO CASSONE
PANTOGRAFO SCHUNK 1000V / 1000 A MAX