El vehicle elèctric: Estat actual i tendències

(1)

XVI Jornades de conferències JCEE’10, 25 Novembre 2010

1

El vehicle elèctric:

Estat actual i tendències

Montse Corbalán

Carles Jaen

Manel Lamich

2

Índex

1. Introducció

2. Situació actual del vehicle elèctric

3. Objectius de futur

4. Vehicles elèctrics actuals i futurs

5. La càrrega de vehicles elèctrics

6. Les bateries

7. Conclusions

8. Bibliografia

(2)

3

1. Introducció

z

Definició de vehicle elèctric.

z

Enfocada al cotxe 100% elèctric.

z

Situació actual:

Vehicle elèctric

z

Cotxe elèctric vs cotxe amb motor

de combustió

1. Contaminació

2. Consumeix aprox. un 90% menys

(1,5€/100 km. )

3. En Espanya estan exempts de l'impost

de circulació

4. Menor autonomia

5. Manca de una xarxa de recàrrega.

6. Són cars

7. Silenciosos

(3)

5

2. Situació actual del cotxe elèctric (1)

5

Projecte MOVELE

Proyecto Piloto de MOVilidad ELEctrica

I N S T I T U T O P A R A L A D I V E R S I F I C A C I Ó N Y A H O R R O

DE L A E N E R G Í A

6

2. Situació actual del cotxe elèctric (2)

DESENVOLUPAMENT :

Període d’execució.

2009-2010

Pressupost IDAE.

10.000 k€.

Adquisició: 8.000 k€.

Infraestructura: 1.500 k€.

Assistència tècnica i anàlisi: 500 k€.

Convenis amb municipis:

Març/Abril 2009

Convocatòria d’ajuts:

Maig 2009

(Particulars: entre un 15 i un 20% del seu cost,

(4)

7

2. Situació actual del cotxe elèctric (3)

RESULTATS ESPERATS

¾

VEHÍCLES ELÈCTRICS: 2.000

¾

PUNTS DE RECÀRREGA PÚBLICS: 500

¾

CONSUM DE PETRÓLI ESTALVIAT: 4.282 tep/any (4,7

millions l./año)

¾

CONSUM D’ENERGÍA: 1.510 tep/any (7.000 MWh/any)

¾

ESTALVI ENERGÈTIC: 2.772 tep/any

¾

EMISIONS EVITADES: 4.471 tCO2 /any (411 g/kWh)

Plan Bio-bike

Pla del Govern de Cantàbria: va

cedir durant 6 mesos (56 motos

Vectrix a la policia i 11 motos

Oxygen CargoScooter

per mitjans

de comunicació).

(5)

9

3. Objectius futurs (1)

z

Un milió de vehicles elèctrics a Espanya el

2014

{

El parc de vehicles, segons les últimes dades de la

D.G.T., ascendeix a 30,3 milions, dels quals 21,8

milions són turismes.

z

Què representa això per…

{

Medi ambient:

La substitució de 2.000 vehicles

elèctrics pot suposar un estalvi de 2.772 tones de

petroli i evitar emetre 4.471 tones de CO

₂

anuals

10

3. Objectius futurs (2)

Què representa això pel

subministrament elèctric

(6)

11

• La

Xarxa Elèctrica insisteix en la necessitat d'una

gestió adequada per ajustar la càrrega de les

bateries en les hores que no representi cap

exigència addicional al sistema

•

El projecte REVE

La energia eòlica i el vehicle

elèctric

3. Objectius futurs (3)

• La

Xarxa Elèctrica insisteix en la necessitat d'una

gestió adequada per ajustar la càrrega de les

bateries en les hores que no representi cap

exigència addicional al sistema

•

El projecte REVE

La energia eòlica i el vehicle

elèctric

4. Cotxes elèctric actuals i futurs

z

De quin tipus són?

{

Esportius

podem arribar a velocitat iguals

o superiors al 100 Km/h.

{

Vehicle d’utilització

urbana

podem

arribar a velocitat iguals o superiors als 60

Km/h però no arriben als 100 Km/h.

{

Vehicles amb velocitats inferiors als

60Km/h

{

Utilitaris comercials

(Aixam Mega)

{

Motos elèctriques

{

Troleibusos

(7)

XVI Jornades de conferències JCEE’10, 25 Novembre 2010 13

Vehicles en el mercat al 2009 (1)

14

Modelo

Top

speed

Acceleration

Charging

time

Nominal

Range

Fiat e 500

115 km/h

40 min

145 Km

Fiat Qubo

100 km/h

8 hrs

120 Km

Fiat

Panorama

115 km/h

De 4 a 6h.

150 km

NICE Ze-0 90 km/h

8-10h

105 km

Vehicles en el mercat al 2009 (2)

(8)

Vehicles en el mercat el 2010

Model

Top

speed

Acceleration Charging

time

Nominal

Range

Lightning

GT

(€155,000)

209 km/h

0- 97 km/h in

less than 4 sec

10 m to

_recharge

300 km

Nissan

Leaf

$25,000

and

$33,000

140 km/h

80%

capacity in

about 30

minutes

160 km

Toyota iQ

Renault

http://www.ren ault-ze.com/es/

TATA

Indica EV

110 Km/h

0 -50 km/h en

9 sec

8 hrs

200 Km

15

Peugeot BB1

Blue car (2011-17)

Vehicles en el mercat el 2011-2012 (1)

(9)

Zytel Cuatro

Vehicles en el mercat el 2011-2012 (2)

18

Model Urbà

Model berlina familiar

Model berlina compacta

Vehicles en el mercat el 2011-2012 (3)

Salon Internacional del Automovil Ecologico y

de la Movilidad Sostenible, Madrid Junio 2010

(10)

19 19

5. La càrrega del vehicle elèctric (1)

z

Com?

z

Quan?

z

On?

Possibilitat de subministrà una gran

quantitat d’energia per carregar les bateries

dels vehicles elèctrics

Problemàtica

(*) Font: IDAE. Projecte MOVELE

La recàrrega de 2000 vehicles elèctrics equival

al consum mensual de 144

llars

( 250kWh/mes)

La recàrrega d’un vehicle elèctric requereix

**18kWh/100 Km en 8h (*)**

5. La càrrega del vehicle elèctric (2)

RESULTATS ESPERATS DEL PROJECTE MOVELE

¾

VEHÍCLES ELÈCTRICS: 2.000

¾

PUNTS DE RECÀRREGA PÚBLICS: 500

¾

CONSUM DE PETRÓLI ESTALVIAT: 4.282 tep/any (4,7

mil·lions l./año)

¾

CONSUM D’ENERGÍA: 1.510 tep/any (7.000 MWh/any)

¾

ESTALVI ENERGÈTIC: 2.772 tep/any

(11)

21 21

5. La càrrega del vehicle elèctric (3)

21

Solucions CIRCUTOR

Recàrrega intel·ligent de vehicles elèctrics

¿CÓM, QUAN I ON CARREGAR LES BATERÍES DEL COTXE

ELÈCTRIC

?

El cotxe elèctric es el cotxe del futur

22 22

5. La càrrega del vehicle elèctric (4)

22 22

POSTES DE RECARREGA EXTERIOR

Tipus RVE - 1

9 Potència recàrrega màxima: 3,6 kW

9 Número d’endolls: 1

9 Pes: 30 kg

9 Dimensions: ∅ 179 mm; 1230 mm

Tipus RVE -2

9 Potència recàrrega màxima: 2 x 3,6 kW

9 Número d’endolls: 2

9 Pes: 40 kg

9 Dimensions: ∅ 214 mm; 1230 mm

(12)

23 23

5. La càrrega del vehicle elèctric (5)

23 23

CAIXES PARKING DE RECARREGA INTELIGENT

Característiques tècniques

Tipus RVE - CP1

Potència recàrrega màxima: 3,6 kW

Pes 4 kg. Dimensions: 178 mm ; 166 mm ; 88 mm

Tipus RVE - CPE2

Potencia recàrrega màxima: 2 x 3,6 kW

Pes 5 kg. Dimensions: 294 mm ; 166 mm ; 88 mm

Tipus RVE-CP1-P

Potència recàrrega màxima: 3,6 kW

Protecció Diferencial y Magnetotèrmic

Pes 4,2 kg. Dimensions: 236 mm ; 162 mm ; 88 mm

Tipus RVE-CP2-P

Potència recàrrega màxima: 2 x 3,6 kW

Protecció Diferencial y Magnetotèrmic

Pes 5,4 kg. Dimensions: 391 mm ; 167 mm ; 88 mm

5. La càrrega del vehicle elèctric (6)

CAIXES PARKING DE RECARREGA INTELIGENT

Característiques tècniques

Tipus RVE-CD1

Potència recàrrega màxima: 3,6 kW

Display 4 Dígits (Consum total y parcial)

Pes 4 kg

Dimensions 135 mm ; 155 mm ; 88 mm

Tipus RVE-CD1-P

Potència recàrrega màxima: 3,6 kW

Protecció Diferencial y Magnetotèrmic

Display 4 Dígits (Consum total y parcial)

Pes 4,2 kg

(13)

25 25

5. La càrrega del vehicle elèctric (7)

25 25

CONTROLADOR RVE – CM 20

SISTEMA MULTIPUNT PER A PARKING.

Controlador remot per a 20 punts

CAIXA PARKING RVE – SL

26 26

5. La càrrega del vehicle elèctric (8)

26

EQUIPS DE RECARREGA RÀPIDA

Tipus RVE - CT1

¾Potència recàrrega màxima: 42 kW

¾Corrent màxima de sortida 63 A per endoll (trifàsic), 400 V

¾Connector CETAC ® 63 A trifàsic - IEC 60309

¾Nombre d’endolls1

¾Pes 19 kg

Tipus RVE - CM1

¾Potència recàrrega màxima: 7,3 kW

¾Corrent màxima de sortida 32 A per endoll (monofàsic), 230 V

¾Connector CETAC ® 63 A monofàsic - IEC 60309

¾Nombre d’endolls 1

¾Pes 18 kg

(14)

27 27

5. La càrrega del vehicle elèctric (9)

27 27

Solucions RENAULT ZE

(15)

29 29

5. La càrrega del vehicle elèctric (11)

29 29

30 30

5. La càrrega del vehicle elèctric (12)

30 30

(16)

31 31

5. La càrrega del vehicle elèctric (13)

31 31

www.youtube.com/watch?v=KKA4GhVn0a4&NR=1

Sistema ràpid de recàrrega de bateries

Better place

The global provider of electric vehicle network and services

(17)

6. Les bateries (2)

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c6/Energy_density.svg

34

6. Les bateries (3)

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Secondary_cell_energy_density.svg

(18)

35

6. Les bateries (4)

(19)

6. Les bateries (6)

1992 2-3 500~ 1000 5% 2.8-5.0 360 300-380 130-200 0.47-0.72 3,7 Li polymer 1999 2-3 1200 5%-10% 2.8-5 80%-90% 300 270-410 160 0.58 3,6 Li ion 1920 400-800 2-3.3 86% 900 170-280 60-100 0.22-0.36 1,6 Ni-zinc 1990 1000 30% 0.5-1.5 66% 180 140-300 30-90 0.11-0.32 1,2 NiMH 15+ 20.000 ↓↓↓ 85% 220 60 75 0.27 1,5 NIH2 1956 1500 20% 70%-90% 400 50-150 40-60 0.14-0.22 1,2 Ni-cadmium 1901 30-50 20%-40% 5-7.3 65% 100 50-55 50 0.18 1,2 Ni-iron <5 100-1000 <0.3 50 250 85 0.31 1,50 Alkaline 2 VRLA (1) 1881 5-8 (car), 20 (stat) 500-800 3%-4% 5-8 70%-92% 180 60-75 30-40 0.11-0.14 2,1 Lead-acid Anys (%/mes) (Wh/$) (%) (W/Kg) (Wh/l) (Wh/kg) (MJ/Kg) (V) Comercia lització Vida estimada Cicles Autodesc arrega Energia/ Preu Eficiència Potencia Densitat energia Tensió cel·la Tipus 38

6. Les bateries (7)

200 ??? ??? 240-450 130 0.47 1.7 Silver zinc (Zpower) 400 * 1.4* 1.7 Super iron 8+ 3000+ 18% (dia) 4.54 150-220 160 90 0.32 2.58 Molten salt (ZEBRA) 2002 15 2500 molt petita 0,55 87% 15 170 120 0.43 2 NaS 1980 10(stat) 14 20% 80% 15-25 10-20 0.03-0.07 1,15-1,55 Vanadium redox 2000 2,5 70% 33-35 60-80 0.21-0.29 1,8 ZnBr ?? 40000 ?? ?? 2500-6000 1000 250-300 0.9-1.1 3,9 Thin film Li 2009 20+ 9000-12000 ??? 0.5-1.0 87-95% 400-1100 126 74 0.27 2,3 NanoTitanate (Li-ion) 2003 ~1000 89%-92% 350 260-400 0.94-1.44 2 Li sulfur 2004 2000+ 0.7-3.0 1400 170 80-120 0.29-0.44 3,25 LiFePO4 Anys (%/mes) (Wh/$) (%) (W/Kg) (Wh/l) (Wh/kg) (MJ/Kg) (V) Comerci alització Vida estimada Cicles Autodes carrega Energia /Preu Eficiència Potenc ia Densitat energia Tensió cel·la Tipus

(20)

39

6. Les bateries (8)

z

Coulombic efficiency:

is the ratio of the coulombs

discharged from the battery divided by the coulombs

required to bring it back to the initial condition.

z

Energy efficiency: the fraction, usually expressed as a

percentage, of the electrical energy stored in a battery by

charging that is recoverable during discharging.

z

Coulometric efficiency:

the fraction, usually expressed

as a percentage, of the electrical charge stored in a

battery by charging that is recoverable during discharging.

Inefficiencies arise from current inefficiencies. The

coulometric efficiency is always larger than the energy

efficiency. Also called "ampere-hour efficiency" "charge

efficiency," and "coulombic efficiency."

Algunes definicions d’interès

7. Conclusions

• Vehicles híbrids en producció (Toyota, Honda,...)

• Inici tímid de vehicles elèctrics purs (serveis)

(21)

41

8. Bibliografía

z

Projecte REVE,

http://www.evwind.es/contenidos.php?id_cont=12

,

[Consulta 22-11-2010]

z

Aixam Mega,

http://www.aixam.net/Mega.php

, [Consulta 8-12-2009],

[Consulta 22-11-2010]

z

Wiki

http://en.wikipedia.org/wiki/Currently_available_electric_cars

,

[Consulta 22-11-2010]

z

http://es.wikipedia.org/wiki/Veh%C3%ADculo_el%C3%A9ctrico#cite_

note-3

, [Consulta 22-11-2010]

z

Iqbal Husain “Electric and hybrid vehicles: design fundamentals”

Google llibres

9. Links de interès (1)

1. Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía, IDAE

http://www.idae.es/index.php/mod.pags/mem.detalle/idpag.11/rec

ategoria.101/relmenu.30

2. Centro Nacional de Energías Renovables, CENER,

http://www.cener.com/es/index.asp

3. red Eléctrica,

http://www.ree.es/quien_es/presentacion.asp

4. Wikipedia Electric car,

http://en.wikipedia.org/wiki/Electric_car#Currently_available_elect

ric_cars

5. http://www.renault.com/

(22)

9. Links de interès (2)

6. http://www.bb1-peugeot.com

7. http://www.bluecar.fr

8. http://www.c-zero.citroen.com

9. Projecte MOVELE.

http://www.idae.es/index.php/mod.pags/mem.detalle/relcategoria.

1029/id.490/relmenu.52

10. Circutor, tecnologia per a la eficiència energètica

http://www.circutor.es

11. http://www.madkatz.com/ev/batteryTechnologyComparison.html

12. http://www.rtpnet.org/~teaa/battery.html

13. http://www.mkbattery.com/images/VRLA_TechManual.pdf

14. http://www.battcon.com/PapersFinal2009/ClarkPaper2009FINAL_

12.pdf

43

9. Links de interès (3)

15. http://www.mpoweruk.com/nickel_iron.htm

16. http://www.betterplace.com