automóveis elétricos2

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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 1

E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2

Eléctricos

Não concordo com o acordo ortográfico

Actualidade

Automóveis

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E-Mobilidade:

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Intr

oduç

ão

Objectivos de Política Interna Redução da dependência do petróleo. Criação de emprego. Crescimento económico (Fontes de energia

locais).

Impacto Global Europa: atenuar as alterações climáticas. China: Balanceamento entre crescimento económico e poluição. Governos de todo o mundo: disponibilizam fundos para tecnologias

ambientais.

Independência Energética Fontes de energia locais reduzem volatilidade de preços. Redução de pagamentos ao exterior em divisas, a regiões instáveis do

mundo. Redução da dependência energética de poucas regiões chaves

(Rússia, Arábia saudita, Líbia Angola ,Venezuela)…

Motivações para a E-Mobilidade

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Intr

oduç

ão

Alterações ClimáticasOs líderes europeus apoiam os esforços para diminuírem os efeitos das

alterações climáticas.Os transportes são responsáveis por cerca de 15% das emissões de CO2 a

nível mundial.Em 1992, Portugal ratificou a Convenção da Nações Unidas para as Alterações

Climáticas (UNFCCC), que pediu aos países industrializados para que fizessem esforços voluntários para reduzir os gases com efeito de estufa.

A Política energética da EU é fornecer energia a preços acessíveis, contribuindo simultaneamente para maiores objectivos sociais e climáticos.

Países DesenvolvidosBaixos custos de manutenção de veículos suportam objectivos de

desenvolvimento económico.Poluição do ar urbano e o aumento acelerado das importações de

petróleo são o motor dinamizador para a electrificação.A China estabeleceu os seus objectivos de redução das emissões de

carbono da sua economia.A Falta de infra-estruturas, (redes) é um factor enorme.

Motivações para a E-Mobilidade

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Intr

oduç

ão

Indústria Educação Mobilidade

Local de Trabalho Entretenimento Lar

Saúde Cidades Iluminação

A energia faz parte essencial de nossas vidas diárias.

Motivações para a E-Mobilidade

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Intr

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ão

Mudanças ClimáticasRecursos LimitadosCrescimento Demográfico

Crescimento Populacional: 7.5 bill. in 2020 (+1.1 bill.)

Megacidades:(>10 mill. pessoas) 27 megacidades em 2025

Source: UNO

Aumento do consume de electricidade.

Geopolítica:Meia dúzia de países detêm 70% das reservas de petróleo e gás natural.

Flutuações Preço Petróleo

Devido ao aumento da eficiência: - Crescimento da electrificação da Sociedade.

Objectivos:Programas políticos que visam a redução a longo prazo das emissões de CO2.

Aumento da procura de energias renováveis.

Crescimento Económico com aumento de consumo de energia eléctricaMotivações para a E-Mobilidade

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Intr

oduç

ão

A definição mais aceite para desenvolvimento sustentável é o desenvolvimento capaz de suprir as necessidades da geração actual, sem comprometer a capacidade de atender as necessidades das futuras gerações. É o desenvolvimento que não esgota os recursos para o futuro.

Muitas vezes, desenvolvimento, é confundido com crescimento económico, que depende do consumo crescente de energia e recursos naturais. Esse tipo de desenvolvimento tende a ser insustentável, pois leva ao esgotamento dos recursos naturais dos quais a humanidade depende.

Para ser alcançado, o desenvolvimento sustentável depende de planeamento e do reconhecimento de que os recursos naturais são finitos.

Motivações para a E-MobilidadeDesenvolvimento sustentado

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ão

Parques de estacionamento para VE com postos de carregamento.

Centrais Eléctricas de alta eficiência asseguram o fornecimento de electricidade.

Display das Emissões de CO2

Pequenos e médios sistemas de produção de energia eléctrica são geridos e integrados no sistema da rede eléctrica.

Sistema de armazenamento de energia para compensar flutuações da rede.

Sensores wireless e medidores inteligentes para gestão eficiente das cargas, e fonte de alimentação flexíveis.

Soluções energéticas para desenvolvimento sustentávelMotivações para a E-Mobilidade

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Intr

oduç

ão

Como vemos o problema

A Identidade ou equação de Kaya, relaciona o impacto ambiental decorrente da actividade da população, do crescimento económico e da tecnologia. Este conceito pode ser visto do ponto de vista das emissões de CO2 e da procura de energia.

Redução das emissões de CO2: Equação de Kaya

Motivações para a E-Mobilidade

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Automóveis Eléctricos - 2

Veíc

ulos

Elé

ctric

os –

EV’

s

160 000 EV 20% PARQUE50% PARQUEACTUAL

EMISSÕES CO2 (MTON) -8

MTON/ANO

17

9

1311

CONSUMO ENERGIA PRIMÁRIA

(MTEP)

5.8

3.3

5.34.2

-2.5 MTEP/ANO

FACTURA MOBILIDADE

(M€)

11 000

5 000

9 0007 500

- 6 000 M€/ANO

Com a introdução dos veículos (automóveis) eléctricos…(Target 2020)

Decididamente - O VE!As infraestruturas!.. Integração no Sistema Eléctrico - Equação de Kaya

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1. Energia: economia baseada no petróleo; subida do preço (transportes representam 31% do consumo de energia)

2. Ambiente: emissões (+10% das emissões de CO2 em áreas urbanas da Europa provêm de tráfego automóvel)

3. Produtividade e qualidade de vida: congestionamento (10% das estradas congestionadas diariamente; custo anual pode atingir 2% do PIB)

1. Novos paradigmas da mobilidade, novas soluções e aplicações.

2. Sistemas integrados(utilizadores–transporte–infraestrutura–território)

A Necessidade de Um Novo paradigma

O DESAFIO DA MOBILIDADE

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Intr

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ão

U.S. Department of Energy

Petróleo 94%

Natural Gás 1%outrosO que pretendemos ?

A Necessidade de Um Novo paradigm\a

O DESAFIO DA MOBILID\ADE

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Intr

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ão

O que temos ou… … o que podemos ter

O que pretendemos ?A Necessidade de Um Novo paradigma

O DESAFIO DA MOBILIDADE

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Intr

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ão

Existência:

Car sharing. Park + Ride. Park management Soluções Traffic flow . City toll (CO2 or time related) Linhas de tráfego. Transportes públicos

s/Condutor.

Novo / Futuro:

Redes individuais de tráfego.3D Expressbus.

e-Scooters0 Segways

e-Carros e-Motos

e-Barcos e-Aviões

e-Metroe-Comboio

Do fóssil ..para tudo eléctrico!

Transportes Públicos

Transportes

Individuais

A Necessidade de Um Novo paradigmaO DESAFIO DA MOBILIDADE

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EV’

s

Um Novo paradigma? - O EV!

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Elé

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EV’

s

http://www.youtube.com/watch?v=XQWG9zriXV4Renault ZE:

A Necessidade de Um Novo paradigmaSe já mudou tanta coisa para a electricidade, porque não muda também o viajar?

Nissan Leaf: http://www.youtube.com/watch?v=Nn__9hLJKAk

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s

A minha primeira parte, sobre automóveis eléctricos, terminou com o estabelecimento do motor automóvel a gasolina como um sucesso de consumo, a partir de mais ou menos 1910, e sua aceitação à medida que a moda reinante de transporte pessoal foi evoluindo. O resto, como dizem, é história, e a história posterior do automóvel até á presente década sido tudo a ver com petróleo. Os motores de combustão interna a pistão têm sido absolutamente dominantes no transporte automóvel, bem como no transporte marítimo, transporte ferroviário e aviação em geral, e, com poucas excepções, eles têm utilizado o combustível de derivados do petróleo.

Agora, pela primeira vez em quase um século, o motor de combustão interna está sendo contestado pelo motor eléctrico, anteriormente desacreditado, e alguns dos grandes fabricantes de automóveis estão prevendo que o veículo eléctrico puro, destronará, mais cedo ou mais tarde, o carro de motor de combustão interna. Aqui vou tentar determinar as hipóteses de isso acontecer, pois este é o melhor momento, uma que a indústria de energias alternativas está em causa.

O motor de combustão interna é uma máquina ultrapassada de 150 anos, que evoluiu no decorrer do tempo, mas que sempre gerou força de modo a converter uma energia térmica na explosão de combustível em energia mecânica para movimentar as rodas, tendo uma eficiência de no máximo 35%.

Preâmbulo

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EV’

s

O automóvel sempre vai existir, mas precisamos de nos locomover sem destruir, precisamos migrar para uma tecnologia limpa, eficaz e renovável. Os motores eléctricos são uma saída para este problema. A electricidade é o combustível do futuro, ela é renovável, não gera resíduo, não queima e nem emana gases do efeito estufa.

A tecnologia de células de combustível a hidrogênio é outra alternativa de transporte limpo. O hidrogénio está em 90% de nosso universo, pode ser extraído da água, gerar energia e ser devolvido ao ambiente novamente em forma de água…

Preâmbulo (Cont.)

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s

Os veículos eléctricos oferecem uma experiência de condução superior. Com uma aceleração rápida e suave, um ambiente ultra silencioso e menor emissão de gases poluentes, a sua utilização torna-se inevitável.O governo anterior, definiu um conjunto de benefícios e incentivos à aquisição de veículos eléctricos, que entretanto foram, suspensos pelo governo actual, e que se espera que sejam repostos, que são apresentados em seguida.INCENTIVOS À COMPRAOs particulares que adquirirem um dos primeiros cinco mil carros eléctricos a partir de 2010 terão direito a um incentivo no valor de cinco mil euros (DL 39/2010 de 26 de Abril).Porém, apenas os carros eléctricos que cumprem os requisitos definidos poderão beneficiar do incentivo de cinco mil euros previsto. (Portaria 468/2010 de 7 de Julho).Em seguida apresenta-se a lista de veículos elegíveis para esse incentivo.

INCENTIVOS PARA ABATEO incentivo à aquisição de um carro eléctrico pode chegar a 6.500 euros no caso de a aquisição do novo carro eléctrico ser realizada à custa do abate de um veículo em fim de vida (Art.º 38.º do DL 39/2010, de 26 de Abril).ISENÇÃO DE ISV E IUCOs veículos eléctricos estão isentos do pagamento quer do ISV - Imposto sobre Veículos quer do IUC - Imposto Único de Circulação (Lei n.º 22-A de 2007)

Preâmbulo : INCENTIVOS À AQUISIÇÃO E BENEFÍCIOS FISCAIS

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s

DEDUÇÕES FISCAIS NA AQUISIÇÃO PARA EMPRESASA aquisição de veículos eléctricos permitirá realizar deduções em sede de IRC.Isenção fiscal em sede de IRC – As despesas com VEs estão isentas da tributação autónoma que se aplica aos veículos de empresa. Esta isenção não se aplica nem no caso de veículos híbridos nem no caso de motores de combustão (Artigo 88.º do Código do Imposto sobre o Rendimento das Pessoas Colectivas).Depreciação de VEs para efeitos fiscais – O Código do IRC prevê um aumento da taxa de depreciação permitida para VEs face aos veículos com motores de combustão interna (Artigo 34.º do Código do Imposto sobre o Rendimento das Pessoas Colectivas e Artigo 1.º da Portaria n.º 467/2010 de 7 de Julho).

OUTROS BENEFÍCIOS E VANTAGENSMANUTENÇÃOCom metade das peças utilizadas pelos veículos de combustão, as despesas com a manutenção dos veículos eléctricos são consideravelmente mais reduzidas.

Preâmbulo : INCENTIVOS À AQUISIÇÃO E BENEFÍCIOS FISCAIS

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s

HEV – Veículo com motor de combustão interna, motor eléctrico e bateria recarregável (“Hybrid Electric Vehicle”).

PHEV –Veículo com um motor de combustão interna, motor eléctrico e bateria recarregável que pode ser ligada à rede (“Plug-in Hybrid Electric Vehicle”).

BEV –Veículo com motor eléctrico e bateria recarregável, que pode ser ligada à rede eléctrica, mas sem motor de combustão interna (“Battery Electric Vehicle”).

“BEV”? “AEV”!...AEV –Veículo com motor eléctrico e bateria recarregável, que pode ser ligada à

rede eléctrica, mas sem motor de combustão interna (“All Electric Vehicle”).

Uma questão de terminologias …

ICE – Veículo com motor de combustão interna, (“Internal Combustion Engine”).

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s

O paradigma existente do transporte, assenta na distribuição de energia primária em combustível líquido até ao veículo, onde é feita a conversão num pequeno motor, muito pouco eficiente.

Este paradigma tem elevadíssimas emissões de CO2 e Nox junto das áreas populacionais, onde são mais prejudiciais.

Os hidrocarbonetos são exclusivamente importados o que provoca uma grande dependência energética.

A cadeia de distribuição final dos combustíveis assenta grandemente no transporte rodoviário o que fragiliza ainda mais a segurança do abastecimento.

Extracção e RefinaçãoDistribuiçãoDistribuição finalAbastecimento

Motorização ICE

Consome L/100km eemite gCO2/km

O DESAFIO DA MOBILIDADE

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s

Na transição dos hidrocarbonetos para um novo Carrier energético para o sector do transporte automóvel é necessário garantir que esse novo Carrier garanta três componentes:

Maximiza a diversidade de fontes primárias de energia, incluindo renováveis. É intrinsecamente eficiente. Garante o transporte automóvel com zero emissões dos veículo.

Fonte: Agência Internacional de Energia

Só duas opções são possíveis: A Electricidade ou a Hidrogénio.

Geração de Electricidade

O DESAFIO DA MOBILIDADE

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s

A visão é unânime por toda a Europa – com o mix de produção de electricidade existente e futuro, o paradigma da mobilidade eléctrica é sustentável do ponto de vista das emissões de gases de efeito de estufa. Mas a crise financeira, e a mudança de Governo a partir de 2011. baralharam todas estas previsões, pelo menos em Portugal.

Fonte: Eurelectric-associação da indústria eléctrica europeia

Emissões directas e indirectas de um carro médio na Europa

Hoje

Target EU2015

Target EU2020

O DESAFIO DA MOBILIDADE

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s

A adopção do paradigma da electrificação do transporte tem justificações fortes: Redução de emissões de gases poluentes e de efeito de estufa;Aumento da eficiência na utilização da energia;Maximização das fontes primárias de energia, incluindo as

renováveis;Redução da dependência energética externa nacional;Redução da poluição sonora do transporte nas cidades.Contudo, há que pesar as vantagens e desvantagens para os utilizadores...

Vantagens

Condução mais confortável e agradável;

Possibilidade de carregar o veículo em casa;

Custos de O&M muito inferiores.

Custo total de tempo de vida positivo dentro de poucos anos…

Desvantagens

Autonomia inferior;Tempo de carregamento;Custo das baterias;Infra-estrutura adequada e

com cobertura abrangente.

O DESAFIO DA MOBILIDADE

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s

A grande diferença dos veículos com motor a combustão é a energia química disponível nos combustíveis que é muito superior à armazenável nas baterias.

ICE

No entanto, a fraca eficiência do ICE aproxima a comparação.O ICE tem um custo de aquisição relativamente baixo mas elevados custos de O&M.

O veículo eléctrico como solução de transporte

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EV’

s

http://static.hsw.com.br/flash/engine.swf

A Válvula de Admissão, Balancim e mola

B Tampa das Válvulas

C Tubo de Admissão

D Cabeçote

E Água

F Bloco do motor

G Carter

H Óleo

I Comando das Válvulas

J Válvula de Escape, Balancim e mola

K Vela de ignição

L Tubo de Escape

M Pistão

N Biela

O Mancal de Biela

P Virabrequim

1 ADMISSÃO

2 COMPRESSÃO3 EXPLOSÃO

4 EXAUSTÃO Ponto Morto Superior

Centelha

Motor de combustão interna a gasolina: Funcionamento

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Motor de compressão a óleo: Ciclo Diesel

1 234Injector

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s

Motores de Combustão Interna

Sejam de que tipo forem, todos são poluentes do ar que respiramos.

É uma hipocrisia política, proibir os humanos de fumar… (que até aprovo).

E permitir, ou até incentivar, que os automóveis continuem impunemente poluindo o ar que supostamente havemos de respirar….

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Eficiência do Combustível… Tudo depende da Origem

Geração33%

Transmissão94%

Tomada-Rodas76%

Refinação82%

Transmissão98%

Bomba-Rodas16%

23%

13%

31%

80%

Well-to-Tank Tank-to-Wheels

31% 76% = 23%

80% 16% = 13%Source: http://www.nesea.org

O veículo eléctrico como solução de transporte

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s

O veículo eléctrico como solução de transporte

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s

BEV

Este facto obriga a que menos energia seja armazenada nas baterias.O BEV tem um custo de aquisição alto mas diminutos custos de O&M.

O veículo eléctrico tem a motorização mais eficiente, ±89% da energia armazenada é usada, mas existe ainda a contribuição da travagem regenerativa.

O veículo eléctrico como solução de transporte

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Automóveis Eléctricos - 2

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ulos

Elé

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os –

EV’

s

Engine Loss76%

Engine

Standby8%

DrivelineLosses

3%

Driveline

Aero3%

Rolling4%

Braking6%

Fuel Tank100%

16% 13%

POWERTRAIN VEHICLE-RelatedUrban Drive Cycle Energy Balance - 2005 3 L Toyota Camry

O veículo eléctrico como solução de transporteVeículo com MCI: Perdas de Energia – Circuito Citadino

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E-Mobilidade

Motor Loss10%

Motor

DrivelineLosses14%

Driveline

Aero29%

Rolling35%

Braking11%

Batteries100%

90% 76%

POWERTRAIN

Exemplo de um automóvel Eléctrico

O veículo eléctrico como solução de transporte

Veículo Eléctrico: Perdas de Energia – Circuito Citadino

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s

• Can eliminate engine entirely

• Engine downsizing• Decoupling of engine and wheel

Engine Loss76%

Engine

DrivelineLosses

3%

Driveline

Aero3%

Rolling4%

Braking6%

Fuel Tank:100%

16% 13%

Standby8%

Micro Hybrid

Eliminates

Mild Hybrid ReducesPlug-in

Full Hybrid Reduces

Exemplo de Sistemas Híbridos

O veículo eléctrico como solução de transporte

Veículo Híbrido: Economia de Energia

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Automóveis Eléctricos - 2

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os –

EV’

s

O veículo eléctrico como solução de transporte

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sRetos de los concesionarios y talleres

ante el VEUm Novo paradigma? - O EV!

Bateria de iões de Lítio

Motor Eléctrico de 47 KW, Binário 180Nm

Equipamentos Electrónicos (Conversor AC/DC, Carregador ..)

Inversor

Tomada de Carga Normal(100% em 6 horas)Tomada de Carga Rápida

(80% em 30 minutos)

Exemplo de um automóvel Eléctrico

O veículo eléctrico como solução de transporte

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s

É assim tão diferente do carro tradicional?

Sistemas EléctricosSistemas ExternosInteriorMotorTransmissãoElementos estruturais e Revestimento Externo

Plataforma

Tecto

Sistema Externo de Absorção de energia.

Elementos Móveis:Portas + Capo + Porta traseira +Tecto Solar

Vidros

Módulos/ Sistemas Funcionais

O veículo eléctrico como solução de transporte

Travões

Módulos/ Sistemas Funcionais

Direcção

Suspensão

Transmissão

Travão de mão

SubChassis

Rodas

Módulos/ Sistemas Funcionais

Geração Potência

Escape

Lubrificação

Alimentação de combustível

Alimentação de Ar

Sistema de refrigeração

Sistema de arranque

Desaparece

Módulos/ Sistemas Funcionais

Assentos

Cintos Segurança

Air Bag

Pedaleira

Sistema Direcção

Sist. Velocidades

Sistema Travão de estacionamentoPainel Instrumentos

Climatização

RevestimentosAnti-roubo11

Módulos/ Sistemas Funcionais

Iluminação Exterior

Sinalização acústica

Limpa Vidros

Retrovisor

Sistemas Estéticos

Mais Simples

Mais Simples

Módulos/ Sistemas Funcionais

Geração e Armazena-mento de Electricidade

Distribuição eléctrica e de Dados

Baterias de Propulsão

Conversores

Cablagem de Potência

Reguladores

Gestão de Energia…

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Elé

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EV’

s

System Architecture of HEV/EV

O veículo eléctrico como solução de transporte

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EV’

s

O Motor Eléctrico

Não deita Fumo… Nem suja…. Não precisa de água.. Não precisa de combustível - carrega-se em casa… Não faz barulho… Grande arranque.. - Pouca autonomia…

O veículo eléctrico como solução de transporte

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E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2

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Elé

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EV’

s

Existem dois tipos de design de transmissão: Um em que um motor eléctrico apenas substitui um motor de combustão interna, e outro que utiliza rodas motoras ou motores alojados diretamente em cada roda ( tecnologia In-wheel).

O veículo eléctrico como solução de transporteO Motor EléctricoUm veículo eléctrico (EV)

utiliza um motor eléctrico para a propulsão, em vez de um motor de combustão interna.

Os EVs não utilizam combustíveis fósseis, em vez disso, são 100% alimentados por energia eléctrica armazenada em Packs de baterias contidas a bordo.

Durante a travagem, o motor eléctrico funciona como gerador e recarrega as baterias através da conversão da energia cinética em energia para o veículo eléctrico.

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Automóveis Eléctricos - 2

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2009 – Motor Honda FCX Clarityhttp://alternativefuels.about.com

Gear Box

Counter Gear

Final Gear

Differential Gear

Traction Motor

Drive ShaftRotor Shaft

Rotor

Stator

O Motor Eléctrico

O veículo eléctrico como solução de transporte

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O Motor único Eléctrico

O veículo eléctrico como solução de transporte

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Com dois motores acoplados directamente á rodas

O veículo eléctrico como solução de transporte

Conventional Alloy Wheel

Vehicle Suspension

Coils & Power Electronic/ Micro Inverters

Wheel Bearing

Rotor

Stator

http://www.youtube.com/watch?v=i1uTR-8KarE&feature=player_embeddedhttp://www.youtube.com/watch?v=kmJTsHcZMFQ&feature=player_embedded

In-Whell Motor

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Cell

4Cell Module

Pack (88 Series connected)

Pack de Baterias

O veículo eléctrico como solução de transporte

2 Modules 4 Cells type

10 Modules 8 Cells type

Air Flow

Battery Tray

Battery Modules

Exhaust Fan

Battery Tray Cover

Air Conditioned

Air duct

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Battery Management System Pack de Baterias

O veículo eléctrico como solução de transporte

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Sistema de Controlo (Battery Control Unit) usada nos EV’s Pack de Baterias

O veículo eléctrico como solução de transporte

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O veículo eléctrico como solução de transporte

Paradigma do automóvel eléctrico: Alimentar cavalos!... …Com Baterias Pack de Baterias

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O veículo eléctrico como solução de transporte Pack de Baterias

Assim, o custo, a massa, e o volume do sistema, pode ser reduzido, e pode ser obtido um desempenho significativamente melhor.

Um veículo eléctrico, pode utilizar uma combinação de diferentes fontes de energia; desde Células combustível (FCS), baterias e supercapacitores (SCs) para alimentar o sistema de accionamento eléctrico…

A fonte de energia principal, bateria ou Célula combustível, é assistida por um ou mais dispositivos de armazenamento de energia.

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Geralmente, os EVs e os HEVs usam motores trifásicos “brushless”, para a propulsão elétrica. Como a bateria do veículo fornece uma corrente contínua DC, ela precisa ser convertida para uma corrente alternada trifásica.

O veículo eléctrico como solução de transporteInverter Block Diagram

Um inversor é usado para este fim. Um inversor de três fases, que é composto de dispositivos de potência, converte a DC para AC durante a aceleração (potência) e converte AC em DC durante a travagem (regeneração).

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O veículo eléctrico como solução de transporteInverter Block Diagram

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A energia eléctrica gerada por um motor de accionamento do veículo durante a travagem e a energia armazenada no Pack de baterias, tem uma tensão elevada (normalmente superior a 100 V). Ela tem de ser convertida para a tensão típica para acessórios (12 V ou 24 V). Um conversor DC-DC é usado para este propósito.

O veículo eléctrico como solução de transporteDC-DC Converter Block Diagram

As configurações diferentes de alimentação de Evs, mostram que, pelo menos, um conversor DC / DC é necessário para a interface da FCs, a bateria ou o módulo Supercapacitores….

Isto elimina a necessidade de um alternador que equipa os automóveis convencionais.

Veículos movidos por motores elétricos podem gerar eletricidade usando um motor de combustão interna ou durante a travagem.

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O veículo eléctrico como solução de transporteTravagem Regenerativa

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EVs 101

Motor/Generator

Battery Fuel

Transmission

Engine

Fuel

Transmission

Engine

Battery

Transmission

Motor/Generator

Eléctrico - BateriaHíbridoConvencional

O veículo eléctrico como solução de transporte Electrificação

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Tanque

Cilindro

GNV

Hidrogénio

Eletricidade

H2

GNV/H2

Célula a combustível

F r

T r

T r

FTr

VEH Paralelo

O veículo eléctrico como solução de transporte Sistemas Híbridos

Gasolina

Álcool

Diesel/Biodiesel

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VEH Paralelo

Tanque

Cilindro

GNV

Hidrogênio

GNV/H2

Tanque

Sistemas Híbridos – Plug - In

Gasolina

Álcool

Diesel/Biodiesel

Gasolina

Álcool Diesel/Biodiesel

O veículo eléctrico como solução de transporte

Eletricidade

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O Veículo é um….

Se tem…Stops/starts automático - desliga o

motor no para-arranque conforme o tráfico.

Usa travagem regenerativa, e opera a mais de 60 volts

Usa um motor eléctrico, que assiste o motor de combustão.

Por vezes pode só usar tracção eléctrica.

Recarrega as baterias numa tomada eléctrica, para extensão de autonomia a electricidade.

Grau de Hibridização…

Source: http://www.hybridcenter.org/hybrid-center-how-hybrid-cars-work-under-the-hood.html

Micro Híbrido

Citroën C3

Mild Híbrido

Honda Insight

Plug-in Híbrido

Chevy Volt

Full Híbrido

Toyota PriusEficiência

O veículo eléctrico como solução de transporte

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1901 - Lohner-Porsche Mixte

Ferdinand Porche, empregado por Lohner, chegou à conclusão lógica em 1901 introduzindo o "Mixte" veículo / conceito de transmissão: Em vez de um Pack de baterias enorme, um motor de combustão interna construído pela empresa alemã Daimler, que provido de um gerador eléctrico, alimentava os motores eléctricos ( in wheel drive) normalmente montadas nas rodas dianteiras, mas facilmente extensíveis ás 4 rodas, e uma pequena bateria (para a maior fiabilidade do veículo).

Desta forma, Porsche criou o primeiro veículo eléctrico híbrido a gasolina da história, suficientemente confiável, embora as engrenagens e acoplamentos não estivessem disponíveis na época, ele optou por torná-lo um híbrido de série, um arranjo mais comum actualmente nos motores diesel-elétrico ou locomotivas turbo elétricas, do que em automóveis. “in wheel Drive”,

Tecnologias – “In wheel drive”O veículo eléctrico como solução de transporte

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O veículo eléctrico como solução de transporte Sistemas Híbridos

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O veículo eléctrico como solução de transporte Sistemas Híbridos – Série

A potência propulsora é transmitida do gerador aos eixos de transmissão ou directamente às rodas através de um ou mais motores eléctricos. Isto significa que o motor de combustão funciona sempre no ponto ideal, mesmo quando são necessárias velocidades elevadas para o arranque e a aceleração.

A transmissão híbrida em série não tem qualquer ligação mecânica entre o motor de combustão e as rodas. Em ligação com um gerador, o motor de combustão tem como objectivo único gerar potência.

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O veículo eléctrico como solução de transporte Sistemas Híbridos – Série com carregamento a ICE, Flywheel e supercondensador.

Um volante de inércia (flywheel), travagem regenerativa e Supercondensadores, são sistemas de gestão adicionais de energia.

Sendo os dois primeiro de aproveitamento de energia, os supercondensadores melhoram a resposta instantânea, devido á sua curva de resposta de carga máxima praticamente instantânea e descarga lenta… sendo de melhor resposta que a das baterias…

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O veículo eléctrico como solução de transporte Sistemas Híbridos

MCI a 4 temposMotor EléctricoGerador/Motor arranque

Distribuidor de Potência

http://thebatteryclinic.co.nz/repair-my-hybrid/repair-hybrid-engine/

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http://www.fueleconomy.gov/feg/hybridAnimation/swfs/hybridframe.html

O veículo eléctrico como solução de transporte Sistemas Híbridos

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O veículo eléctrico como solução de transporte Sistemas Híbridos – Série a hidrogénio

No essencial, é um carro eléctrico, sendo que neste caso, o gerador de electricidade é uma célula combustível a hidrogénio (fuel cell). Tudo o resto é um carro eléctrico série.

A electricidade produzida pela Célula combustível, pode ir directa para o motor eléctrico, ou recarregar as baterias e os utracondensadores, que são mais dois sistemas, que melhoram a eficiência e resposta instantânea do complexo sistema de controlo da energia, que inclui também um volante de inércia (flywheel) e travagem regenerativa.

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O veículo eléctrico como solução de transporte Sistemas Híbridos – Série a hidrogénio

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O hidrogénio (combustível) é canalizado através das placas de campo de fluxo para o Ânodo, na parte superior da célula, enquanto que o oxidante (oxigénio ou ar) é canalizada para a Cátodo pelo outro lado da Célula.

A Membrana electrólita de Polímero (PEM) permite somente a passagem através dela de iões positivos (protões) para o Cátodo. Os electrões, de carga negativa passam através do circuito exterior criando uma corrente eléctrica.

No ânodo, um catalisador de platina faz com que o hidrogénio se divida em iões positivos de hidrogénio (protões) e electrões carregados negativamente.

No cátodo, os electrões e os iões de hidrogénio carregados positivamente, combinam-se com o oxigénio para formar água que flui para fora do Célula e calor.

(PEM - Protons Exchange Membrane )

O veículo eléctrico como solução de transporte Série a hidrogénio - PEMFC: Protons Exchange Membrane Fuel Cell

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O veículo eléctrico como solução de transporte Fuel Cell – Série a hidrogénio PEMFC: Protons Exchange Membrane Fuel Cell

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O veículo eléctrico como solução de transporte Fuel Cell – Série a hidrogénio PEMFC: Protons Exchange Membrane Fuel Cell

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http://auto.howstuffworks.com/fuel-efficiency/651-ballard-shows-how-a-fuel-cell-works-video.htm

O veículo eléctrico como solução de transporte Fuel Cell – Série a hidrogénio PEMFC: Protons Exchange Membrane Fuel Cell

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O veículo eléctrico como solução de transporte Sistemas Híbridos – Paralelo

Além disso, o motor eléctrico pode ser instalado na caixa de transmissão, de uma forma economizadora de espaço. Isto tem a vantagem de poderem ser utilizadas as transmissões disponíveis, com as suas vantagens no que se refere à dinâmica de condução. O sistema híbrido em paralelo também pode ser concebido como micro-sistema híbrido, sistema híbrido intermédio ou sistema híbrido completo e é adequado para a aplicação tanto em automóveis de passageiros como em veículos comerciais.

No caso do sistema híbrido em paralelo, a transmissão do motor de combustão e a transmissão eléctrica são ligadas em paralelo. Podem ser utilizadas em separado ou em conjunto. O sistema híbrido em paralelo pode funcionar apenas com um motor eléctrico, o que representa uma economia de custos.

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O veículo eléctrico como solução de transporte Sistemas Híbridos Mistos – Série-Paralelo

Pode usar só o motor eléctrico ou usar simultaneamente o motor eléctrico e o motor de combustão interna para que se consiga atingir uma melhor eficiência. Também, caso seja necessário, o sistema pode gerar electricidade usando o gerador ao mesmo tempo que acciona as rodas para deslocar o veículo.

Este sistema combina o sistema híbrido série com o sistema híbrido paralelo de forma a maximizar os benefícios dos dois sistemas. Tem um gerador e um motor eléctrico que também pode funcionar como gerador dependendo das condições de utilização.

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Source: EVWorldwire

Em 2020 previa-se (no tempo do Sócrates) que em Portugal existiriam 160.000 veículos eléctricos. Agora… Os que há devem de ir para o lixo!...

Previsões

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Um Novo paradigma? - O VE!

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Veículo Baterias

Electricidade&

Carregamentos

Serviços de VE’s

…Mas para torná-los práticos, no dia-a-dia, temos que pensar para além do veículo!...

Carregador de bordo.Tecnologias de Comunicações de Bordo.Cabo de Carregamento. …

Comunicações de carga inteligente.Percurso, facturação.. Serviços de assistência remota.…

Serviços avançados de Baterias.

Soluções de pagamentos e cobranças.Gestão eléctrica individual para VE’s.….

Decididamente - O VE!

As infraestruturas!...

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Mercado de Electricidade.

Ligação bidireccional à rede eléctrica.

Monitorização Eléctrica residencial em tempo real.

Os VE’s e a sua infraestrutura, têm de ser considerados como um sistema integrado:Os VE’s precisam de uma infraestrutura

para carregamento.Desafios de Standerização da rede eléctrica

pela crescente participação das energias renováveis.

Os VE’s podem estabilizar a rede eléctrica como baterias móveis.

Tecnologias de comunicação e informação, permitirão a interacção entre os VE’s, ligações residenciais e rede eléctrica.

Decididamente - O VE!

As infraestruturas!...

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200 Kms Ou mais por carga, com carregamento de nível 2 durante 4-8 horas.

Fontes de EnergiaOs veículos eléctricos serão alimentados por energia vinda das fontes tradicionais e das fontes de energia renováveis.

Postos de Carga ComerciaisEstarão disponíveis nas ruas, centros comerciais, estações de abastecimento de combustíveis, e outros locais de estacionamento.

Novos materiais leves Novo designs, criaram EV’s mais potentes e eficientes do que nunca.

Melhores bateriasPermitem maiores distâncias com menos tempo de recarga. Também “Battery Swap Shops”

Emissões Reduzidas EV´s com reduzidas emissões de CO2, tornam a rede eléctrica 30% mais limpa.

Soluções de FinanciamentoSerão implementadas soluções financeiras acessíveis e incentivos fiscais.

Opções de CarregamentoExistirão várias opções de carga inclusivamente na sua habitação.

Redes InteligentesTransmitirão informação para as estações de carregamento, de modo uma gestão eficiente da capacidade da rede, e uma melhor gestão dos custo dos carregamentos, do consumidor final.

Rede de InfraestruturasExistirá uma rede de apoio e assistência a veículos eléctricos, estações de carregamento, transformação e medida de electricidade.

Decididamente - O VE!

As infraestruturas!...

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Decididamente - O VE!As infraestruturas!.. Integração no Sistema Eléctrico

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A Electricidade, não é armazenável….

É necessário um equilíbrio instantâneo entre a geração e o consumo…

Excesso de consumoExcesso de geração

Equilíbrio entre a produção e o consumo de energia eléctrica

Decididamente - O VE!As infraestruturas!.. Integração no Sistema Eléctrico

Produção Consumo

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Decididamente - O VE!As infraestruturas!.. Integração no Sistema Eléctrico

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Uma rede eléctrica inteligente integrada numa infra-estrutura inteligente de pagamentos, permite ás concessionárias gerir a procura de carga e influenciar o seu comportamento através de preços estratégicos.

Postos comerciais de carga rápida atraem os proprietários de EV’s, a locais de venda e oferecem oportunidades de publicidade e outras mais valias aos operadores dos postos.

Sistemas de Carregamento Residencial permitem que os proprietários de EV´s monitorem a saúde da bateria e controlem a sua carga baseados em informações de preço em tempo real.

Estações de Carga rápida instaladas em locais estratégicos, inclusive nos postos tradicionais de abastecimento e locais de paragem para descanso, oferecem oportunidades convenientes de recarga.

Sistemas discretos e seguros de carregamento de rua oferecem amplas oportunidades de tarifação em bairros residenciais e zonas comerciais urbanas.

Sistemas de carregamentos em zonas de escritórios e parques de estacionamento oferecem oportunidades para cobrança de estacionamento dos funcionários e cargas cronometradas pelas estruturas de estacionamento.

Decididamente - O VE!As infraestruturas!.. Integração no Sistema Eléctrico

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O veículo eléctrico existe há mais de 100 anos e teve várias alturas, no passado em que pareceu que ia finalmente ser adoptado, mas tal não aconteceu…

O que é diferente agora? O preço do petróleo. A evolução das baterias.

DesvantagensAutonomia inferior;Tempo de carregamento;Custo das baterias;

Infra-estrutura adequada e com cobertura abrangente.

1913 – Carga de Veículo eléctrico

2011 – Posto de carregamento Mobie.eParadigma do veículo eléctrico

2011 – Carga de Veículo eléctrico

Decididamente - O VE!As infraestruturas!.. Integração no Sistema Eléctrico

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E-Mobilidade

AS CIDADES AS REDES DE ENERGIA

AS SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS

PENSAR…As infraestruturas – Mobi.E

M

obi.E

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E-MobilidadeAs infraestruturas – Mobi.E

Flash

M

obi.E

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E-Mobilidade

http://video.autohoje.com/play.php?vid=1855

M

obi.E

As infraestruturas – Mobi.EVídeo

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E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2

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Automóveis Eléctricos - 2

Padrões são essenciais para o avanço das tecnologias, Indústrias e Indivíduos.As infraestruturas!.. Normas ...

Decididamente - O VE!

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Automóveis Eléctricos - 2

Topologias de Carregamento

Comunicações de Carregamento

Conector de Carregamento

IEC 62196-2 IEC 62196-3IEC 62196-1SAE J1772

IEC 61850-x

IEC 61851-24

IEC 61439-5

IEC 61851-1

IEC 61851-21

IEC 61851-22

IEC 61851-23IEC 61851-24

SegurançaIEC 61140IEC 62040IEC 60529

IEC 60364-7-722ISO 6469-3

Decididamente - O VE!

As infraestruturas!.. Normas ...

ISO/IEC 15118

IEC 62196 : Fichas, tomadas, engates e entradas de veículos.IEC 61851 : Sistema de carga condutora para veículos eléctricos.IEC 61850 : Communication networks and systems for power utility interface ISO/IEC 15118 : Interface de Comunicações V2G (Vehicle to grid Communication interface).

N

orm

as e

Sta

ndar

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E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2

03-05-2023 Por : Luís Timóteo 86

Automóveis Eléctricos - 2

Normas relevantes para a interface de carregamento (Europa e EUA)

Conectores

1

Comunicações

2

Topologias de Carga

4

ISO/IEC 15118

IEC 61851-21

IEC 62196-1

Segurança

3

IEC 60529

ISO 6469-3

SAE J2931/1SAE J2847/1

SAE J1766SAE J2344SAE J2929SAE J2578SAE J2464SAE J2380

IEC 62196-2

IEC 62196-3

IEC 61850IEC 61851-1

IEC 60364-7-722

SAEJ1772

IEC 61851-24

IEC 61851-22

IEC 61851-23

ISO 17409

SAE J2847/2

SAE J2847/3

SAE J2847/4

SAE J2847/5

SAE J2847/6

SAE J2931/2

SAE J2931/3

SAE J2931/4

SAE J2931/5

SAE J2931/6

SAE J2931/7

IEEE P2030/.1/.2/.3 IEEE P1547/.1/.2/.3

IEEE P1901/.2

SAE J2836/1

SAE J2836/2

SAE J2836/3

SAE J2836/4

SAE J2836/5

SAE J2836/6

SAE J2953/1SAE J2953/2

Interoperacionalidade

5

IEEE 80211P

Electric Vehicle Safety Technical Symposium

Decididamente - O VE!

As infraestruturas!.. Normas ...

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E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2

03-05-2023 Por : Luís Timóteo 87

E-Mobilidade

Contract IDEV Roaming concept.EV Payment concept.

IEC/ISO 14443 series: Identification cards -Contactless integrated circuit cards - Proximity cards.IEC/ISO 7816 series : Identification cards - Integrated circuit cards.IEC/ISO 9594 series: information technology-Opensystems interconnection.

EV wireless data link layer.DC charging communications

IEC/ISO 15118-1: General information and use-case definition.IEC/ISO 15118-2: Protocol definitions.IEC/ISO 15118-3: Wired physical and data link layer requirements.

CEN/CENELEC Focus Group on European Electro-Mobility

IEC 61851 Annex A: Electric vehicle conductive charging system - Part 1: General requirements:Control pilot function through a control pilot circuit using PWM modulation and a control pilot wire.

SmartGrid standards:EC 61850-7-420 ed. 2: Basic communicationstructure - Distributed energy resources.IEC 62056 series: Electricity metering Data exchange for meter reading tariff, and load control.

Decididamente - O VE!

As infraestruturas!.. Normas...

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E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2

03-05-2023 Por : Luís Timóteo 88

Automóveis Eléctricos - 2

Existem no mundo mais de 100 modelos de fichas e tomadas elétricas. Embora a tentativa de se instaurar um padrão universal tenha sido, até agora, frustrada, a expectativa é de que a globalização consiga maior adesão da unificação em médio ou longo prazo.

Para os viajantes, recarregar o telemóvel, o portátil ou a câmara fotográfica quando se está de passagem em diversos países é sempre uma grande complicação. Além dos preparativos que toda viagem exige, quando o roteiro é fazer um tour pela Europa, por exemplo, quase nunca nos lembramos do adaptador de tomada, mas quando lá estamos nos damos conta do quão complicado é utilizar a eletricidade do velho continente. Isso porque, mesmo que você leve um adaptador que encaixe na tomada de Paris, fatalmente, ele não poderá ser utilizado em Londres. Se passar pela Alemanha, lá também terá de procurar um adaptador local. E se for para outro continente, a situação se complicará ainda mais. Como as tensões em que um ou outro país opera também variam, além do adaptador de fichas, era necessário ainda um transformador de tensão, que as fontes universais vieram resolver, para que nenhum acidente com o equipamento ou com a tomada ocorra.

Isto acontece porque cada país possui seu padrão de fichas e tomadas. Alguns países, pela proximidade e/ou afinidade, acabaram, ao longo do tempo, incorporando padrões semelhantes, mas, via de regra, cada mercado instituiu o seu modelo. Especialistas dizem que, com a globalização cada vez mais presente, a tendência é que haja um padrão universal, mas, para se chegar nesse ponto, ainda há uma grande fila de questões a serem resolvidas, envolvendo técnica e interesses políticos e mercadológicos. Isso sem contar a mudança de cultura e de história que envolve a adoção desses padrões por cada uma das regiões.

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Normalização: Standards Fichas e Tomadas domésticas

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Automóveis Eléctricos - 2

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Normalização: Standards

http://www.iec.ch/worldplugs/list_bylocation.htm

Fichas e Tomadas domésticas: A Nível mundial

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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 90

Automóveis Eléctricos - 2

http://fam-oud.nl/~plugsocket/EuropePlugsSockets.html

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Normalização: Standards Fichas e Tomadas domésticas: Na Europa

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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 91

Automóveis Eléctricos - 2

Esta é, em essência, um dos obstáculos que tem impedido a adopção generalizada de veículos eléctricos até à data: fabricantes diferentes de ambos EVs e seus carregadores têm utilizado fichas e tomadas incompatíveis.

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ecto

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Normalização: Standards Fichas e Tomadas para carregamento de Veículos Eléctricos (Evs)

Além da proliferação de diferentes tipos e formas de fichas e tomadas eléctricas domésticas, imagine o cenário seguinte:

E se as diferentes marcas de automóveis tivessem portas de abastecimento de combustível incompatíveis, para que as estações gasolineiras tivessem que usar diferentes tamanhos e formas de bicos das suas bombas, para acomodar apenas o veículo a sua marca preferida?

É muito cedo para declarar vitória completa, mas parece que os "padrões" para fichas e tomadas para EVs, podem surgir nos próximos anos. Seguidamente estão as alternativas propostas.

Esta falta de cooperação e trabalho em equipa sempre foi um problema com a nossa espécie. Pense: VHS vs Beta, Mac vs Windows, QWERTY vs DVORAK, DVD vs Blueray, esquerda versus com volante à direita, polegadas vs centímetros, firewire vs USB ... a lista nunca mais acaba….

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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 92

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Normalização: Standards Fichas e Tomadas para carregamento de Veículos Eléctricos (Evs)

A vaga actual de automóveis eléctricos, foi originada no japão a partir de 1997, depois do fracasso dos EV1 da GM em 1996. Daí que grande parte das inovações e até normas e standards tenham origem no japão.

Um exemplo disso, é o “Leaf” da Nissan que vem equipado com duas tomadas de carga, sob o capot frontal.

A carga Rápida da esquerda e a carga normal da direita, com conectores diferentes mas já “normalizados“ e com uma infraestrutura completa no Japão.

Tomada de carga Rápida DC-JARI TEPCO CHAdeMo

Tomada de carga NormalYazaki AC-J1772

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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 93

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Yazaki Standards:Carga NormalA ficha Yazaki/SAE J1772 Type 1

Carga Rápida

Normalização: Standards

CHAdeMO Standards-JARI TEPCO

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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 94

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Yazaki - SAE Standard J1772 Type 1:Carga Normal AC

Normalização: Standards

AC – L1AC – L2 Ground – N/G Pilot- CPProximity Detector - PP

SAE J1772™ Type 1: A SAE -Society of Automotive Engineers, adoptou este standard, desde os tempos dos EV1s. Actualmente para carregamentos AC até 240V 20 KW(80A). AC Level 1/2.

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Automóveis Eléctricos - 2

SAE Standard J1772/ IEC 61851 : Protocolo de sinalização

Normalização: Standards

AC – L1AC – L2 Ground – N/G Pilot- CPProximity Detector - PP

O equipamento de carga assinala a presença de entrada AC.O veículo detecta ficha através do circuito de proximidade (PP),(o veículo não pode mover-se enquanto estiver

conectado).Começam as funções do “Control Pilot” CP

O equipamento de carga detecta a ligação ao EV. O equipamentos de carga indica a prontidão ao EV para fornecer energia. São determinados os requisitos de ventilação do EV.

O equipamento de carga alimenta o EV.O EV controla o fluxo de carga.EV e equipamentos de carga, monitorizam continuamente a continuidade da Terra (Ground).A carga continua, tal como determinado pelo EV.A carga pode ser interrompida por desligar a ficha do veículo.

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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 96

Automóveis Eléctricos - 2

SAE Standard J1772/ IEC 61851 : Protocolo de sinalizaçãoNormalização: Standards

AC – L1AC – L2 Ground – N/G/PE Pilot- CPProximity Detector - PP

A estação de carga envia uma onda quadrada de 1000 Hz através do contacto piloto (CP), que é ligada de volta para a terra protegida no lado do veículo por meio de uma resistência R3 e do díodo D1 (faixa de tensão ± 12 V ± 0,4 V). Os fios condutores das estações de carregamento públicas estão sempre mortos se o circuito de CP-PE estiver aberto, embora o padrão permita que uma corrente de carga como no Modo 1 (máximo 16 A). Se o circuito estiver fechado, então a estação de carga também pode testar a terra de proteção para funcionar. O veículo pode solicitar um estado de carga através de uma resistência:

2700 Ω ("veículo detectado"), que não requer o carregamento. 880 Ω o veículo está "pronto" para ser carregado.240 Ω pedido do veículo “com ventilação“. Não tem um efeito exterior, mas a corrente de carga será

desligada, se não houver ventilação disponível.A estação de carregamento pode usar o sinal para descrever a corrente máxima que está disponível a partir da

estação de carregamento, com a ajuda da modulação de largura de impulso: a PWM 16% é um máximo de 10 A, a PWM 25% é de 16A, no máximo, a 50 % PWM é de um máximo de 32A e um de 90% PWM assinala uma opção de carga rápida (63A).

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Automóveis Eléctricos - 2

SAE Standard J1772/ IEC 61851 : Protocolo de sinalizaçãoNormalização: Standards

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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 98

Automóveis Eléctricos - 2Normalização: Standards

CHAdeMO Standard Carga Rápida

Terra (Ground)

Carga – Start/Stop 1

Não ligado

Carga - Sim/Não

Tensão DC (-)

CAN-H Check á ligação Tensão DC (+)

CAN-L

Carga – Start/Stop 2

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O carregamento CHAdeMO é um carregamento rápido DC. Ele está projetado para uso de tensões de 600V DC, capazes de carregar 80% de uma bateria de EV, em menos de 30 minutos.

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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 99

Automóveis Eléctricos - 2

JARI JEVS/G105

GroundCharging enable

DC (+) DC (-)

Start chargingsignal

Manípulo

Botão de destravamento

Punho

LED de carga

Diapositivo de Bloqueio

Normalização: Standards CHAdeMO Standard Carga Rápida

Connection CheckCharging readysignal

CAN

500 VDC at 200 A (100KW)Typical -- 208V/3-phase, 240V/3-phase, 480V/3-phase, etc

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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 102

Automóveis Eléctricos - 2

EV Connector

EV Contactor Control Relay

Power Supply (+)

Power Supply (-)

Charger 12V Charger Start/Stop 1

Charger Start/Stop 2

Connection CheckCharger 12V Charging

Enable/DisableOn Board 12V

Ignition 12V

Ground Wire

CAN-H

CAN-L

Power Lines

Analog Control Lines

CAN BUS

Terra (Ground)

Carga – Start/Stop 1

Não ligado

Carga - Sim/Não

Tensão DC (-)

CAN-H Check á ligação Tensão DC (+)

CAN-L

Carga – Start/Stop 2

d1

d2

jk

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g

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Normalização: Standards CHAdeMO Standard Carga Rápida

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High level Communications

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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 105

Automóveis Eléctricos - 2

ECU

On Board Battery

Entrada3 Fases480V 4

DC current output

2 Charging enabling signal

1 Operating Status

3 Charging command value

Posto de Carregamento DC

Normalização: Standards

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CHAdeMO Standard Carga Rápida

100kW (500V/200A)

Control Area Network

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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 106

Automóveis Eléctricos - 2

SAE J1772 - Type 1

As infraestruturas – E.U.A. SAE Standards:

Carga Rápida DC Carga Normal AC

Nos Estados Unidos os standards adoptados são os da SAE J1772, tal qual como no Japão, embora nem todos os construtores de EV’s já as tenham seguido, como por exemplo a Tesla!... Que tem fichas próprias, mas com adaptadores para postos de carga públicos.

Normalização: Standards

Apesar da carga rápida ter sido desenvolvida há muitos anos com os conectores CHAdeMO, só recentemente a Sociedade de Engenheiros Automotivos (SAE), americana, atrasada no projeto, decidiu propor um padrão diferente de “Tudo em um”….

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E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2

03-05-2023 Por : Luís Timóteo 107

Automóveis Eléctricos - 2Normalização: Standards

SAE J1772 ‘Combo Type 1 "para carga AC e DC de

As infraestruturas – E.U.A. SAE Standards:

Até agora, (início de 2013) havia um padrão de carregamento rápido em uso generalizado, CHAdeMO. Este foi desenvolvido no Japão e está disponível em carros elétricos da Nissan, Mitsubishi e mais algumas empresas japonesas e instalado um pouco por todos os países. Outras companhias de Evs, têm ignorado este padrão, e de facto a SAE está-se movendo fortemente para um padrão diferente de carregamento rápido. Tornando a normalização numa bagunça.

O mundo dos EVs tem feito um grande esforço, no sentido de um único padrão de carregamento para veículos elétricos, o J1772. Mas o J1772 só lida com velocidades modestas de carga, não com carregamento rápido. No mundo de carregamento rápido, temos vários padrões de enfrentar…Normalização? – Não, negócios!...

Existe uma controvérsia sobre isso, que tem inflamado alguns observadores . Ou seja CHAdeMO é um sistema existente que poderia ser adoptado, mas o comité SAE recusou-se a fazê-lo. Embora existam algumas razões técnicas citadas pela comissão, há uma visão em que o Comité (GM) tem uma motivação monetária para atrasar a aprovação de carregamento rápido. Adoptando CHAdeMO beneficiaria Nissan (e Mitsubishi), porque o “Leaf” e “i-Miev”, ambos podem ser adquiridos com as tomadas de carga rápida CHAdeMO. A GM e a Nissan estão numa batalha de mercado pela supremacia entre o “Volt“ e do “Leaf”.

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500VDC/200A

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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 108

Automóveis Eléctricos - 2Normalização: Standards

SAE J1772 ‘Combo Type 1 "para carga AC e DC de

As infraestruturas – E.U.A. SAE Standards:

O comité SAE já aprovou um novo conector baseado no conector J1772 existente, que é maior e incorpora pinos extras para o transporte de uma fonte DC de alta corrente. O trabalho de normalização do conector não está terminado, mas já há projetos de implantação equipamentos em estações de carregamento.

Isso coloca a adopção do Sistema de carregamento Combo SAE J1772 Type 1 vários anos em direção ao futuro, deixando os compradores da atual onda de veículos elétricos com nenhuma forma de carregamento rápido… Mas a guerra, ainda agora começou!

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DC

500VDC/200A

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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 109

Automóveis Eléctricos - 2

As infraestruturas – E.U.A.

SAE J1772 - Type 1

As infraestruturas – E.U.A. SAE Standards:Normalização: Standards

SAE J1772 ‘Combo Type 1 "para carga AC e DC de

SAE J1772 – Combo Type 1

O novo SAE J1772 “Combo Type 1“, solução que dá mais um salto em direção à normalização do mercado mundial de fabricantes de veículos eléctricos EVs / PHEVs. A norma está prevista para permitir o carregamento tanto a AC níveis 1 e 2 como o carregamento rápido DC, por meio de uma única tomada no veículo. Os Fabricantes teriam assim um acoplador em EV / PHEVs para todos os mercados, independentemente das diferenças de sistemas elétricos e locais de carregamento, de país para país. Integrar os diferentes tipos de carregamento, e também aumentar grandemente a funcionalidade e a comodidade de operação dos veículos.

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500VDC/200A

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Automóveis Eléctricos - 2

As infraestruturas – E.U.A. SAE Standards:Normalização: Standards

SAE J1772 ‘Combo Type 1 "para carga AC e DC de

SAE J1772 - Type 1

SAE J1772 – Combo Type 1

A implementações PLC, baseada na IEEE 1901-2010, banda larga mais madura, robusta e avançada do mundo sobre comunicações através de redes eléctrica. O Protocolo Inter-Sistema impede a interferência quando as diferentes implementações PLC são operadas em estreita proximidade uma da outra.

A SAE J1772 vai mais longe, definindo ainda ma possível norma de comunicações exclusivas entre um EV / PHEV, posto de carregamento, e Redes Eléctricas Inteligentes (Smart grid-V2G). Power Line Communications (PLC) é definida na norma SAE J1772, como a tecnologia de comunicações que permite que o veículo comunique com a rede eléctrica , sem a necessidade de alterações, tais como a adição de um outros pinos na arquitectura engate da ficha, com protocolo “HomePlug Green Phy” para redes eléctricas inteligentes.

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Automóveis Eléctricos - 2

Permite que um veículo, através de uma única tomada de entrada, possa fazer toda a gama de cargas disponíveis para Evs, contrariamente ao sistema de carga rápida japonês CHAdeMO, e do sistema da China, que têm tomadas diferentes para carregamentos AC e DC. A parte superior corresponde á primeira geração da ficha J1772 Type 1, com os pinos inferiores para carga DC, deixados em aberto. O novo "conector combo" é semelhante ao da primeira geração, mas também incorpora os pinos para se encaixar na parte inferior da ficha para carga rápida DC. Vai começar a ser implementada nos EUA, a partir de 2013.

500VDC/200A

SAE J1772 – Combo Type 1

Inlet Connector

As infraestruturas – E.U.A. SAE Standards:Normalização: Standards

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Automóveis Eléctricos - 2

Terminologia SAE para Configuração/Quantificação de carregamentos para Evs.

SAE J1772 -AC level 1120V, 1.4 kW @ 12 amp120V, 1.9 kW 16 ampPEV indudes on-board chargerEst. charge time:PEV: 7hrs (SOC— 0% to full)BEV: l7hrs (SOC — 20% to full)

SAE J1772 -AC level 2PEV indudes on-board charger240V, up to 19.2 kW (80 A)Est. charge time for 3.3 kW on-board chargerPEV: 3 hrs (SOC -0% to full)BEV: 7 hrs (SOC — 20% to full)Est. charge time for 7 kW on-board chargerPEV: 1.5 hrs (SOC. 0% to full)BEV: 35 hrs (SOC — 20% to full)Est. charge time for 20 kW on-board chargerPEV: 22 mm. (SOC - 0% to full)BEV: 1.2 hrs (SOC — 20% to full)

SAE J1772 -DC level 1EVSE includes an off-board charger200-500 V DC, up to 40 kW (80 A)

Est. charge time (20 kw off-board charger):

PHEV: 22 min. (SOC - 0% to 8O%)BEV: 1.2 hrs. (SOC — 20% to 100%)

SAE J1772 -DC level 2EVSE includes an off-board charger200-500V DC, up to 100 kW (200A)Est. charge time (45 kW off-board charger):

PHEV: 10 min. (SOC — 0% to 8O%)BEV: 20 min. (SOC —20% to 80%)

Voltages are nominal configuration voltages, not coupler ratings.Rated power is at nominal configuration operating voltage and coupler rated current.Ideal charge times assume 90% efficient chargers, 150W to 12V loads and no balancing of Traction Battery Pack.

Notes:1) BEV (25 kWh usable pack size) charging always starts at 20% SOC, faster than a 1C rate (total capacity charged in one hour) will also

stop at 80% SOC instead of 100%2) PHEV can start from 0% SOC since the hybrid mode is available. vet. 100312

Normalização: E.U.A. Standards – SAE Standards

SAE J1772 -DC level 3EVSE includes an off-board charger200-600V DC, up to 240kW (400A)Est. charge time (45 kW off-board charger):

BEV: ˂ 10 min. (SOC -20% to 80%)

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Automóveis Eléctricos - 2

Carga AC – Modo 1, 2 e 3

As infraestruturas – CHINA GB Standards: GB/T part 2

440VAC 32A (380V 63A)

Normalização: Standards

A norma IEC61851 utilizada na Europa e na China derivou da J1772 e tem exigências similares, adaptadas para as tensões de rede AC europeias e asiáticas . As diferenças de terminologia são superficiais. Sempre que a norma SAE descreve "métodos" e "níveis", as Normas IEC falam sobre "modos", que são praticamente o mesmo. A maior diferença é física

IEC 61851 E J1772 terminologia

(IEC 62196-2) "Type 2 Connector”

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As infraestruturas – CHINA GB StandardsNormalização: Standards

PECPCC

L N

NC1

NC1

GB AC Connector(Vehicle side)

GB AC Inlet(Vehicle side)

Electrical Bolt

PE

CP CC

LN

NC2

NC2

GB DC Connector(Vehicle side)

CC2

CC1

PEPE

CC1

Electrical BoltCC2 S+S-

DC- DC+

GB DC Inlet(Vehicle side)

A- A+

S-S+

DC-DC+

A+ A-

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E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2

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Automóveis Eléctricos - 2

Carga Rápida DC

DC 750Vmax.125/250A

As infraestruturas – CHINA GB Standards: GB/T part 3Normalização: Standards

Este é o sistema de carregamento DC mais potente existente actualmente, sendo que os chineses já consideram outra opção com vista ao carregamento de baterias mais potentes para veículos pesados de transporte, na ordem dos 1000VDC e … muitos amperes!

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Automóveis Eléctricos - 2

As infraestruturas – CHINA GB Standards:Normalização: Standards

GB/T Connection set of conductive charging for electric vehiclePart 1 General requirements—corresponding to IEC 62196-1Part 2 AC charge coupler—corresponding to IEC 62196-2Part 3 DC charge coupler—corresponding to IEC 62196-3

DC

AC

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Automóveis Eléctricos - 2

As infraestruturas – Coreia do SulNormalização: Standards

Idêntico ao japonês, mas com especificações próprias.A Coreia do Sul lançou o seu próprio standard nacional em matéria de EVs e infraestruturas recarga. Enquanto isso, EUA e Europa estão tentando impor os seus próprios padrões "locais“ a nível global.

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E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2

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Automóveis Eléctricos - 2

As infraestruturas – Coreia do SulNormalização: Standards

KS C AAAA : Carga condutiva– Plug, socket outlet, connector and inlet para AC monofásica

L1L2/N

PECP CS

440VAC 32A (380V 63A)

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Automóveis Eléctricos - 2

As infraestruturas – Coreia do SulNormalização: Standards

KS C AAAA - SAE J1772

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E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2

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Automóveis Eléctricos - 2

As infraestruturas – Coreia do SulNormalização: Standards

KS C CCCC : Carga condutiva– Plug, socket outlet, connector and inlet para DC.

GroundCharging enable

DC (+) DC (-)

Start chargingsignal

Connection CheckCharging readysignal

CAN

Manípulo

Botão de destravamento

Punho

LED de carga

Diapositivo de Bloqueio

500 VDC (150A)

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Automóveis Eléctricos - 2

As infraestruturas – Europa IEC 62196Normalização: Standards

A Comissão Europeia, inexplicavelmente, adoptou como “Standard Europeu" para 240V, o que parece ser uma variação simplificada no projeto alemão da Mennekes em vez do standard J1772 americano. Devido a diferenças de tensão entre outros motivos!$$$...

(IEC 62196-2) "Type 2 Connector".VDE-AR-E 2623-2-2 da MENNEKES

AC – L3 AC – L2

AC – L1

Ground – PE

Neutral

Pilot- CP Proximity - PP

500V AC/DC , MAX 140 A

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Automóveis Eléctricos - 2

PPPE

CPN L1

L2L3

Type 2 AC Socket(Charging station side)

Type 2 AC Plug(Charging station side)

PP CPPE

NL1

L2 L3

As infraestruturas – Europa IEC 62196-2 Type 2 ConnectorNormalização: Standards

Type 2 AC Inlet(Vehicle side)

L1PP

PECP

N

L2 L3

Type 2 AC Connector(Vehicle side)

L1PPPECPN

L3 L2

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As infraestruturas – Europa IEC 62196Normalização: Standards

(IEC 62196-2) "Type 2 Connector". Possibilidades AC

1- fase 3- faseAplicações IEC 62196-2 Type 2

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max. 500V AC 1 x 70A AC

AC Monofásica

AC Trifásicamax. 500VAC 3 x 63A AC;

DC (Low)max. 500 DC 1x 80A

DC (Mid)max. 500 DC 1x 140A

As infraestruturas – Europa IEC 62196Normalização: Standards

(IEC 62196-2) "Type 2 Connector". Todas as possibilidades

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As infraestruturas – Europa IEC 62196Normalização: Standards

(IEC 62196-2) "Type 3C Connector". Lado do EVSEA Europa, ainda está muito longe de uma normalização (Standards), nem sequer a nível de tomadas e

fichas eléctricas domésticas, com normas e fichas que diferem muitas vezes de país para país. A nível da mobilidade eléctrica, passa-se o mesmo. Devido a normas nacionais de segurança, em França e em Itália, e também devido a uma guerra comercial com a empresa alemã Mennekes, a EU teve que adoptar, este conector (SCAME), para o lado dos carregadores públicos AC Modo 3 (16/32A)

A particularidade é que os pinos e a ligação só se fazem, depois das fichas, quer do lado do veículo como do lado do posto de carregamento, estarem devidamente encaixadas.

Tomada Ficha

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Características Type 1 Type 2 Type 3

Fase Monofase Monofase / Trifase Monofase / Trifase

Corrente 32 A 70 A (monofase) 63 A 32 A

Tensão 250 V 500 V 500 V

Nº Pinos 5 7 5 ou 7

Obturador Não Não Sim

Esquema

SAE J1772

Uma disputa entre Alemanha, Itália e França está retardando a adopção de um padrão único para as tomadas para recarga das baterias de carros eléctricos europeus. A decisão deveria ter sido tomada pela União Europeia no último dia 31 de Março de 2011, mas foi adiada. Era esperado que o padrão proposto pela Alemanha fosse o escolhido, mas franceses e italianos se opuseram, alegando que o dispositivo não tem um sistema de fechamento de segurança para proteger crianças de choques acidentais…Ficou só nos países citados, na parte dos postos de Carga

Mennekes

VDE-AR-E 2623-2-2

Scame

EV Plug Alliance

As infraestruturas – Europa IEC 62196Normalização: Standards

(IEC 62196-2) "Type 3C Connector". Lado do EVSE

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A Audi, BMW, Chrysler, Daimler, Ford, General Motors, Porsche e Volkswagen, demonstraram o sistema combinado de carregamento rápido DC, no “Electric Vehicle Symposium (EVS26) em 2012. A tomada universal do veículo, integra a fase de carregamento AC, carregamento trifásico AC, carregamento DC, e carregamento ultrarrápido DC, que lhe permite recarregar carros elétricos nos EUA e na Europa em menos de 20 minutos (100 KW). Este método, de uma única tomada para carregamento dos veículos eléctricos, já foi adoptado nos EUA , pela SAE, e na Europa pela IEC, como standard a equipar os veículos eléctricos a partir de 2013.

Estes construtores, assumiram transformar este modelo em padrão universal, deixando de fora os sistemas já existentes de carregamento rápido, japonês CHAdeMO, e o sistema chinês e Sul Coreano, na intensão de que mais tarde só exista este padrão, mas com duas variantes: uma Americana SAE J1772 “Combo Type 1” e outra europeia IEC 62196-3 “Combo Type 2” com normas e padrões idênticos, mas fisicamente diferentes com o sistema de comunicação PLC (Power Line Communications) e compatível com os sistemas de carregamento AC existentes.

De fora fica também a Tesla, que para o seu Roadster Modelo S, acha que este modelo de carregamento não serve, por ser fraco, e que levaria na melhor das hipóteses a 3 horas para o carregamento, indicando que iria incrementar uma infraestrutura proprietária, nos EUA, e á base de energias limpas e grátis para os proprietários do seu modelo “S”..

Normalização: Standards EUA - EU As infraestruturas – Europa IEC 62196-3 Universal AC/DC Coupler

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Combo 2 Inlet for EuropeIEC 62196-3 850V – 200A

As infraestruturas – Europa IEC 62196-3 Universal AC/DC CouplerNormalização: Standards EUA - EU

Combo 1 Inlet for US SAE J1772 “Combo Type 1 600V-200A

A Integração da AC e DC numa única entrada, proporciona grande liberdade no design e no projeto do veículo. As dimensões mecânicas da tomada são altamente otimizadas.

Na IEC 62196-3, os acopladores associados com o sistema combinado de carga são referidos como configuração de "C“. Os acopladores incluem não apenas os tipos 1 e 2 (IEC 62196-2), introduzidos para aplicações AC, mas as palavras "Combo 1" e "Combo 2" , que foram concebidos para a condução de correntes maiores até 200 A. A Figura mostra as tomadas (Inlet) do sistema combinado de carregamento, na parte do veículo, compatíveis com carregamento AC e DC.

O mesmo Padrão (Standard) … mas

fisicamente diferentes$$$???

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PE

CP PP

DC- DC+

COMBO 2 Connector

DC+ DC-

PE CPPP

L1 N

L2 L3

Normalização: Standards EUA - EU

COMBO 2 Inlet

As infraestruturas – Europa IEC 62196-3 Universal AC/DC Coupler

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O sistema “COMBO” foi desenvolvido para todos os mercados internacionais de veículos e cria um padrão uniforme com idênticos sistemas elétricos, controladores de carga, dimensões de pacote e os mecanismos de segurança.

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Automóveis Eléctricos - 2

http://video.phoenixcontact.com/computeranimation/2011/11_1_111_001_Combined_AC_DC_Charging_System_Type_2.flv

max. 500V AC 3 x 63A ou 1 x 70A

AC Monofásica ou trifásica

AC/DC (Low)max. 500VAC/DC 3 x 63A AC; 1 x 70A AC; 1x80A DC

DC (Mid)max. 500V DC1x 140A

˃500V DC1 x 200A

As infraestruturas – Europa IEC 62196-3Normalização: Standards

850V - 200A DC

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850V - 200A DC

As infraestruturas – Europa IEC 62196-3 Universal AC/DC Coupler - FuncionamentoNormalização: Standards EUA - EU

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1-InserçãoO CP faz contato e indica para o controlo de carga que o conector está inserido corretamente.

2- Bloqueio ACPara garantir a posição, o bloqueio é activado para a unidade de AC.

3- CargaO veículo é carregado com DC.

4- Carga completaO LED “Charging” LED (Icon bateria) indica quando o processo de carga está completo.

5- Desbloqueio ACA ficha de carga desbloqueia automaticamente.

6 - Remova o conectorO LED de bloqueio (cadeado) indica quando o conector pode ser removido.

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Automóveis Eléctricos - 2

http://www.youtube.com/watch?v=zg2-_2jWXdg

Normalização: Standards As infraestruturas – Europa IEC 62196-3 Universal AC/DC Coupler - Funcionamento

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Automóveis Eléctricos - 2

Verificação de conexão correcta da tomada.Verificação da continuidade de terra de protecção.Alimentação e corte de da tomada (tomada morta).

L1- Entrada AC fase 1.L2 - Entrada AC fase 2.L3 – Entrada AC fase 3.N- Entrada Neutro.

G- Entrada Ground (Terra).PP- Pilot Proximity Detector.CP- Control Pilot.

Eléctrodo em contacto comtodo o chassis e partes decontacto directo.

Detecta ainserçãoda ficha.

Desconexão da tomada sem tensão.Comunicação de controlo de corrente.Outras capacidades de comunicação com o veículo.

As infraestruturas – Europa IEC 62196 –Control PilotNormalização: Standards

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As infraestruturas – Europa IEC 62196 –Control PilotNormalização: Standards

Uso de acordo com rede monofásica ou trifásica

Sem resistências na tomada

Sem comutadores nas fichas

Diferenças versus norma SAE J1772

Exemplo: Carga Modo 3 (AC Rápido 63A) usando o acoplador do básico do veículo, ligado a um posto de carregamento público, com o piloto de controlo, em simultâneas com codificação actual da carga e detecção de proximidade.

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As infraestruturas – Europa IEC 62196 –Control PilotNormalização: Standards

AC LEVEL 3 AND AC LEVEL 2 System Configuration

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Automóveis Eléctricos - 2

As infraestruturas – Europa IEC 62196 –Control PilotNormalização: Standards

SILICON

Typical Pilot Line Circuitry

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Automóveis Eléctricos - 2

Verification of Vehicle Connection

EVSE Ready to Supply Energy

EV Ready to Accept Energy

Determination of Indoor Ventilation

EVSE Current Capacity

Verification of Equipment Grounding Continuity

Control Pilot : PWM Diagram

SAE Standard J1772/ IEC 61851 : Protocolo de sinalizaçãoNormalização: Standards

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Automóveis Eléctricos - 2

Design para todo os tipos de Carga.Uso do sistema Combo DC.Compatibilidade de comunicação para carga AC e DC (PLC).

SAE Standard J1772/ IEC 61851 : Power Line Communications (PLC)Normalização: Standards

Control Unit with Pilot Evaloation

and PLC

DC Contactor

DC Contactor

On Board HV Network and

Battery

AC charge Unit (Single or 3

phases)

Vehicle Connector Vehicle ConnectorInlet

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Automóveis Eléctricos - 2As infraestruturas – Europa

Standards:

MODE 1,2,3 AC/ DC (L/M) CHARGING

MODE 4 DC CHARGING

MODE 1,2,AC CHARGING

IEC 61851 E J1772

SAE J1772™ Type 1:

(IEC 62196-2) "Type 2 Connector".

AC/DC CHARGING

IEC 62196-3

JARI JEVS/CHAdeMO

Em implementação

Neste momento na Europa existe uma bagunça. Há um pouco de tudo.

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Automóveis Eléctricos - 2

INLET

CONNECTOR

CONNECTOR(female terminals)

INLET

PLUG(male terminals)

OUTLET

As infraestruturas – EuropaNeste momento na Europa existe uma bagunça. Há um pouco de tudo.Posto de Carregamento VeículoCarregamento AC

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Automóveis Eléctricos - 2

O conceito “COMBO” permite uma interface única no veículo para carregamento global para AC e DC.

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As infraestruturas – EuropaStandards: IEC 61851 e SAEJ1772

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Automóveis Eléctricos - 2

Tensão Fases Modos

AC

1 Fase AC Modo 1

1/3 Fases AC Modo 2

1/3 Fases AC Modo 3

DC

200A Modo 4

350A Modo 4

400A Modo 4

As infraestruturas – Modos de CarregamentoOpções de carregamentos disponíveis actualmente

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Automóveis Eléctricos - 2As infraestruturas – Europa

Comparação entre Sistemas

Os sistemas de carregamento AC, são sempre mais lentos….

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Automóveis Eléctricos - 2As infraestruturas – Normalização de Standards

Cenários possíveis depois da normalização

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E-Mobilidade

Diferentes tipos de "baterias" para alimentar um EVBaterias: Chumbo - ácido, NiMH, iões de Lítio… Super Condensador, Ultracondensador, Condensador de dupla camada… Célula Combustível (Fuel Cell).

Vários métodos de carregamento para um EV

Carga condutiva - através de acoplador e cabo:Carregamento indutivo - carregamento sem fio;Comutação da bateria - mudar rapidamente a bateria;Célula de combustível - recarga de hidrogénio.

Carga Condutiva:O carregador condutivo utiliza um conector que faz a ligação eléctrica directa, de metal-a-metal, através da tomada de carga interna do veículo.

Geralmente classificada de carga normal e carga rápida.Existem actualmente múltiplos padrões e conectores do mundo.

As infraestruturas – Modos de Carregamento

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E-MobilidadeAs infraestruturas – Modos de Carregamento

Carga Condutiva:Quanta energia é necessária para atingir semelhantes tempos de carregamento em

relação ao reabastecimento de veículos com motores de combustão?

Tempo de reabastecimento do veículo ICETaxa de fluxo de enchimento da estação ≈ 20 litros por minuto;Eficiência de combustível de veículo ICE ≈ 8 litros/100 km;Tempo de reabastecimento em torno de 20 segundos para 100 km

Energia necessária para abastecer um EV tão rápido quanto um veículo ICEO consumo de energia ≈ 15 kWh para 100 km.

Para abastecer tempo tão rápida como veículo ICE exigem 15kWh em 20s.Potência de carga exigida ≈ 4,5 MW

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E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2

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E-MobilidadeAs infraestruturas – Modos de Carregamento

Carga Condutiva:

VantagensDesign simples, que pode ser tão simples como ligar uma ficha á tomada

doméstica;Menor custo de implantação porque as fonte de alimentação estão disponíveis e

acessíveis;Projeto padrão e amplamente apoiada pelas construtoras auto e pelos governos;Velocidade de carregamento disponíveis com a opção de carregamento normal e

carregamento rápido;Tecnologia madura, o carregador é fiável e de alta eficiência (> 90%).

DesvantagensSem padrão universal, diferentes conetores e fichas de região para região;Carregamento lento, em comparação com o reabastecimento de combustível.

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E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2

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E-MobilidadeAs infraestruturas – Modos de Carregamento

Carga Condutiva: Carregador interno (on board) e carregador externo

Carregador AC on-board Características optimizadas Carregador flexível: aceita AC tanto de 3 fases com monofásica.Alta potência, para encurtar o tempo de carga especialmente crítico

para EVs com bateria recarregável grande.O tamanho compacto e peso leve para evitar uma sobrecarga

adicional sobre o EV.

Robustez, para resistir a vibrações, acidentes, e condução operacional adversa.Compatível com os padrões de carga diferentes (IEC, GB, SAE).Alta eficiência.Sem manutenção.Longa duração e fiabilidade.Emissão harmónica baixa com alto PFC, imune quebras de tensão.Bidirecional, capacidade de fluxo de energia compatível com apoio a V2G.Baixo custo. ExtraAdaptável a multistandards e conectores.Controlo e monitoramento remoto de carregamento em tempo real, compatibilidade com

carregamento inteligente… M

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E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2

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E-MobilidadeAs infraestruturas – Modos de Carregamento

Carga Condutiva: Carregador DC off-board para EV

Alta potência, para encurtar o tempo de carga especialmente crítico para EVs com bateria recarregável grande.

O tamanho compacto e peso leve para facilitar a instalação e economia de espaço.

Multi-porto, para servir mais clientes ao mesmo tempo.Robusto a Intempéries / design à prova de poeira para operar em

condições adversas.Seguro e simples de usar.Compatível com os vários padrões de carga (por exemplo CHAdeMO, GB,

IEC).Baixo O & M custo.Longa duração e fiabilidade.Emissão harmônica baixa com alta PFC, imune a quebras de tensão.Controlo e monitoramento remoto de carregamento em tempo real,

compatibilidade com carregamento inteligente…Bidirecional, capacidade de fluxo de energia compatível com apoio a V2G. Baixo custo.

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E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2

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E-Mobilidade

Modo 1: - Carregamento lento (6-8H): Neste modo de carregamento doméstico, o veículo eléctrico (EV) está ligado à rede de electricidade, monofásica de 250V ou 480V trifásica máximos, através de uma ficha standerizada com pino de Terra, usando o carregador “ON-Board” do veículo, não excedendo os 16A (3.7kW). Este modo também requer protecções de limite de corrente e picos de tensão no lado da rede. Sem proteção em linha do cabo de carregamento. Nenhuma comunicação com o veículo. Este modo de carregamento é proibido nos EUA, devido a protecções relacionadas com o circuito Terra.

Caixa de Protecção

Rede

IEC 61851-1 "Modo 1”

As infraestruturas – Modos de Carregamento

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Protecção de corrente

residual

Protecção de picos de

corrente e curto circuitos

Tomada Schuko

Cabo SAE J1772 Type 1

Cabo IEC2196-2 Type 2

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E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2

03-05-2023 Por : Luís Timóteo 153

Automóveis Eléctricos - 2As infraestruturas – Modos de Carregamento

Modo 1: - Carregamento lento (6-8H):

No entanto, pelo menos para a Europa, devido a uma guerra de interesses económicos, entre Alemanha, França e Itália, com os Americanos a assistirem ainda não está definido um standard, que tanto os chineses como os japoneses e Americanos já definiram… Assim, cada fabricante … faz á sua maneira…

O Nissan LEAF fornece é fornecido com um cabo de carregamento de 6 metros, o que lhe permite carregar o veículo nos postos de carga públicos, em cerca de 8 horas com 220v – 16A.

A instalação e manutenção dos pontos de carregamento a que se refere o artigo 1.º obedecem aos seguintes requisitos técnicos:a) As tomadas devem estar localizadas a uma distância ao solo entre 0,4 m e 1,5 m;b) O índice de protecção da tomada deve ser o adequado ao local da instalação, mas não inferior a

norma a estabelecer pelo director -geral de Energia e Geologia;c) O circuito que alimenta a tomada deve ser preferencialmente dedicado exclusivamente a essa função

e deve ser protegido por um disjuntor de sobreintensidade;d) A instalação eléctrica que alimenta o equipamento de carregamento ou no próprio equipamento deve

ser instalado um dispositivo de protecção diferencial (RCD) com calibre não inferior a ≤ 30 mA.

Portaria n.º 252/2011 de 27 de Junho

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Automóveis Eléctricos - 2

Modo 2: - Carregamento lento (6-8H): Neste modo de carregamento doméstico, se a instalação estiver preparada, o veículo eléctrico (EV) está ligado à rede de electricidade, monofásica de 250V ou 480V trifásica máximos, através de uma ficha standerizada com pino de Terra, juntamente com uma “Control Box” com função de “Pilot” e circuito de protecção de choque eléctrico, usando o carregador “ON-Board” do veículo, não excedendo os 32A (7kW s). Este modo também requer protecções de limite de corrente e picos de tensão no lado da rede.

Rede

IEC 61851-1 "Modo 2”

As infraestruturas – Modos de Carregamento

Protecção de corrente

residual

Protecção de picos de

corrente e curto circuitos

Tomada Schuko

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Caixa de ProtecçãoControl Box

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Automóveis Eléctricos - 2

Modo 2: - Carregamento Normal (6-8H): Num posto de carregamento público da rede Mobi.e, com a instalação preparada, ligada à rede de electricidade, monofásica de 250V ou 480V trifásica, através de uma ficha standerizada com pino de Terra ( Ficha industrial azul de 3 pinos), juntamente com uma “Control Box” com função de “Pilot”.

As infraestruturas – Modos de Carregamento

Estes postos encontram-se situados na via pública, em locais privados de acesso público como parques de estacionamento, centros comerciais e hotéis e ainda em estacionamentos privados em garagem.

Posto de Carga MOBI.E

adaptador schuko/IEC 60309

Control Box

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Automóveis Eléctricos - 2

Charger: Level 1 & 2As infraestruturas – Modos de Carregamento

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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 157

Automóveis Eléctricos - 2As infraestruturas – Modos de Carregamento

Modo 2: - Carregadores caseiros (Home chargers):

Ford NissanEfacec

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Automóveis Eléctricos - 2As infraestruturas – Modos de CarregamentoCablagens para Modo 1-2:

adaptador schuko/IEC 60309

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Automóveis Eléctricos - 2

Modo 3: - Carregamento Rápido AC (30 m – 80%): Num posto de carregamento público da rede Mobi.e, com a instalação preparada, ligada à rede de electricidade, monofásica de 250VAC ou 480VAC trifásica, com a função de controlo de carga “Pilot” entre o sistema interno de carga do veículo eléctrico, e o módulo de controlo do posto de carga (EVSE). Tipicamente 32A/7kW monofásica, ou até 63A/43kW em trifásico

Cabo IEC2196-2 Type 2

Posto de Carga MOBI.E

Rede

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As infraestruturas – Modos de Carregamento

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Automóveis Eléctricos - 2

Modo 3 : - Em lugares de carregamento reservados para o efeito, contando com uma distribuição equitativa e uniforme de tomadas em modo 3 com conectores tipo 2 (Mennekes)

As infraestruturas – Modos de Carregamento

Cabo IEC2196-2 Type 2

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Modo 4 - Carregamento Rápido DC (30m): Neste modo de carregamento, em vias de trânsito rápido, o veículo eléctrico (EV) está ligado um posto de carregamento com um carregador específico e com fichas e conectores próprios, permanentemente ligado à rede de electricidade trifásica AC, convertida para DC, com potências > 50KW e com correntes de carregamento DC até 400A. Os circuito de protecção de choque eléctrico, Função “Pilot”, controlo de distância, e protocolos de comunicação com o veículo, estão incorporados na estação de carregamento, O protocolo existente é o japonês CHAdeMO. Faz parte das Infraestruturas instaladas pelas concessionárias responsáveis pela mobilidade eléctrica.

Posto de Carregamento

Rede

IEC 61851-1 "Modo 4”

As infraestruturas – Modos de Carregamento

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As infraestruturas – Posto de Carregamento DC “Modo 4”

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Automóveis Eléctricos - 2As infraestruturas – Modos de Carregamento

Modo 4: - Carregadores rápidos (DC) CHAdeMO

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A Efacec é uma das primeiras empresas mundiais a ter os carregadores rápidos para veículos eléctricos certificados pela Associação CHAdeMO, com sede no Japão.

As infraestruturasModo 4: - Carregadores “tudo em 1”

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As infraestruturas – Modos de CarregamentoCarga Indutiva: Carga Wireless

A transferência Indutiva de energia (IPT), ou carregamento sem fios, usa acoplamento de ressonância magnética para transferir a energia, a partir de um bloco de transmissão no chão, para uma almofada receptora, no carro elétrico.

Vantagens:Facilidade de usar, em vez de ter de ligar um cabo de energia, o veículo pode ser colocada no ou perto

de um prato de carga.Menor risco de choque elétrico, uma vez que não há contatos expostos em comparação com carga

condutiva.Pode permitir carregamento dinâmico, permitindo o carregamento enquanto EV está em movimento.Desvantagens:Menor eficiência e transferência de energia Custo de desenvolvimento adicional Emissão EMI.

Para a carga, o EV simplesmente tem que ser estacionado ou mesmo conduzido sobre uma placa.

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Wardenclyffe,USA,1899 : A alta frequência irradiada da bobine de Nikola Tesla, poderia acender as lâmpadas fluorescentes (como néon) a 25 Milhas de distância sem usar qualquer fio.

No final do século XIX, a ideia de que a electricidade poderia ser “canalizada” para acender uma lâmpada, provocou uma corrida louca para determinar , qual a melhor maneira de distribui-la. Foi Nikola Tesla quem desenhou a primeira central hídrica de corrente alterna do Mundo, nas cataratas do Niágara, que possibilitou a distribuição da energia eléctrica, contra as ideias de Thomas Edison que insistia na DC . No entanto a ideia de Tesla, era e distribuição universal de electricidade, e sem fios….

Em Wardenclyffe, Long Island, ele construiu uma torre com 57 metros de altura, para essa finalidade, e informou o seu financiador J.P. Morgan que tinha transmitido, electricidade para Los Angels a 3900 Km de distância com perdas de apenas 2% (hoje as perdas são de cerca de 30%). Morgan não gostou da ideia, pois tinha investido na distribuição com fios, e despediu Tesla antes de acabar o trabalho….

Nikola TeslaCarregamento sem fios (IPT- Induction Power Transfer) – Carga Wireless

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Nikola TeslaCarregamento sem fios (IPT- Induction Power Transfer) – Carga Wireless

Transmissor Receptor

Bobine Primário

Grossa

Fina

GrossaFinaBobine Secundário

Condensador

A alta frequência irradiada da bobine de Nikola Tesla era transportada, pelas camadas da atmosfera e só era necessária uma antena e um circuito sintonizado, onde a electricidade fosse precisa!....

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Automóveis Eléctricos - 2As infraestruturas

Carregamento sem fios (IPT- Induction Power Transfer) – Carga Wireless

Princípios do IPTExiste uma corrente no fio (I).Esta corrente produz um campo magnético (H).A bobina ao interceptar este campo tem a tensão (V)

induzida, e alimenta uma lâmpada.Requer um gerador de alta frequência.Precisa de controladores modernos.

Podem ser usadas 3 tecnologias:Indução magnética;Via rádio.Ressonância Magnética;Bobine

Emissora

Bobine receptora

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As teorias de Nikola Tesla, não foram testadas nem desenvolvidas... O que temos é o que se segue…

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As infraestruturasCarregamento sem fios (IPT- Induction Power Transfer) – Carga Wireless

Princípios do IPTa) Indução ElectromagnéticaPela variação da intensidade do fluxo que passa através das

bobines, é utilizada a força electromotriz resultante. O princípio é o mesmo que o utilizado em transformadores, etc.

Campo electromagnético na sua maioria contido (blindado) entre ferrites.

A Indução eletromagnética usa o fluxo magnético entre duas bobines para transmitir energia eléctrica, e já está em uso prático em aplicações de carregamentos sem fios, de telemóveis e similares.

Bobine Emissora

Bobine receptora

grandes quantidades de energia podem ser transmitidas por indução eletromagnética, mas o receptor deve de estar alinhado com o transmissor e deve ter uma bateria.

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As infraestruturasCarregamento sem fios (IPT- Induction Power Transfer) – Carga Wireless

Princípios do IPTb) Via ondas rádioA abordagem de recepção de rádio usa a energia das ondas

de rádio para carregar ou operar terminais. Apenas um retificador (mostrado em vermelho) é necessário para converter a forma de onda recebeu AC em DC, essencialmente a mesma tecnologia usada, desde os receptores a cristal há mais de uma centena de anos atrás.

Via recepção de ondas rádio só se pode transmitir alguns a dezenas de mW, o que torna impossível para recarregamento de um aparelho em uma ou duas horas, mas suficiente para lidar com requisitos de energia de um telemóvel em standby.

Carregamento via rádio servirá para dispositivos de baixa potência que operam dentro de um raio de 10 metros, a partir do transmissor, para carregar as baterias em implantes médicos, aparelhos auditivos, relógios e aparelhos de entretenimento. O carregamento via Rádio também pode ativar avançados RFID chips (Radio Frequency IDentification) através de indução ressonante reforçada.

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As infraestruturasCarregamento sem fios (IPT- Induction Power Transfer) – Carga Wireless

Princípios do IPT LC Ressonante Campo

Magnético

Dielétrico Campo Eléctrico

A Ressonância de campos eléctricos ou campos magnéticos, não de campos electromagnéticos. A Ressonância utiliza o mesmo princípio de ressonância que entre dois pêndulos, usando campos elétricos ou magnéticos em vez de campos electromagnéticos , e foi proposta pela primeira vez pelo MIT. Partes de indução e de RF, sistema capaz de alimentar os equipamentos de 1 sala!...

c ) Ressonância Magnética;

Campo magnético irradiante, não blindado.

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As infraestruturasCarregamento sem fios (IPT- Induction Power Transfer) – Carga Wireless

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As infraestruturasCarregamento sem fios (IPT- Induction Power Transfer) – Carga Wireless

Princípios do IPTc) Via ondas rádio - RFIDTransponders indutivamente acoplados

quase sempre são operados de forma passiva. Isto significa que toda a energia necessária para o funcionamento dum circuito tem de ser fornecida pelo leitor. Para este fim, a bobina de antena do leitor gera um forte campo electromagnético, de alta frequência, que penetra na secção transversal da bobina e da área da superfície em torno da bobina.

Uma vez que o comprimento de onda da faixa de frequências utilizadas (<135 kHz : 2400 m, 13,56 MHz: 22,1 m) é várias vezes maior do que a distância entre a antena do leitor e o transponder, o campo electromagnético pode ser tratado como um campo magnético simples no que diz respeito à distância entre a antena do receptor e do transponder. Sistema actualmente usado, em portagens de auto estradas, bilhetes de metro, autocarros, sistemas de acesso restrito, etc.

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Automóveis Eléctricos - 2As infraestruturas

Carregamento sem fios (IPT- Induction Power Transfer) – Carga Wireless

Princípios do IPT – Indução de calor

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Automóveis Eléctricos - 2As infraestruturas

Carregamento Indutivo - Carga Wireless- utilidades

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Carregamento por indução é uma alternativa quando é necessário uma transmissão de energia sem contactos. Com esta abordagem de carga, um campo electromagnético é utilizado para transferir a energia entre dois objectos. Portanto, essa técnica pode carregar um dispositivo sem contatos.

Receiver

Actualmente já muito utilizado para carregamento de dispositivos electrónicos portáteis (telemóveis, i-Pads I-Pods, Tablets.. Etc.) , pode também ser utilizado para carregamento de Evs.

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Automóveis Eléctricos - 2As infraestruturas

Carregamento Indutivo - Carga Wireless- Veículos eléctricos (Evs)

Claro que para que seja possível este recarregamento, o carro tem de estar adaptado para o sistema wireless, mas sem dúvida que é um avanço significativo na forma de como os carros eléctricos, a curto prazo poderão tornar-se cada vez mais uma solução responsável e amiga do ambiente, disponível para todos.

Trata-se de um tapete de recarregamento wireless, que permite fazer não só o recarregamento dos carros eléctricos, como dá acesso a dados estatísticos de consumos de energia, estado de carregamento, entre outros.

Basicamente é um carregador sem fios em tudo semelhante aos que já existem para os telemóveis, mas em tamanho maior.

Bateria Fonte de Alimentação

Controlo(Inverter)

Rectificadores

Secondary Coil Primary Coil

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Automóveis Eléctricos - 2As infraestruturas

Carregamento Indutivo - Carga Wireless- Veículos eléctricos (Evs)

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B

D

Z

D2

L2L1

As infraestruturasCarregamento Indutivo - Carga Wireless- Veículos eléctricos (Evs)

O acoplamento é determinada pela distância entre os indutores (z) e pelo tamanho relativo (D2 / D). O acoplamento é ainda determinado pela forma dos enrolamentos e pelo ângulo entre as mesmos.

O princípio básico dum sistema de transferência de energia indutivamente acoplado, é constituído por uma bobine L1, transmissora, e uma bobine receptora L2. Ambas as bobines formam um sistema de indutores magneticamente acoplado. Uma corrente alternada na bobina transmissora gera um campo magnético que induz uma tensão na bobine receptora.

Esta tensão pode ser utilizada para alimentar um dispositivo móvel ou carregar uma bateria.

A eficiência da transferência de energia depende do acoplamento entre os indutores e da sua qualidade.

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Air Core

Magnetic Core

As infraestruturasCarregamento Indutivo - Carga Wireless- Veículos eléctricos (Evs)O acoplamento é ainda determinado pela forma dos enrolamentos e pelo ângulo entre os

mesmos.

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Automóveis Eléctricos - 2As infraestruturas

Carregamento Indutivo - Carga Wireless- Veículos eléctricos (Evs)A Comunicação entre primário e secundário, é conseguida através de um processo chamado de Load

Shift Keying (LSK). Isto envolve a variação da carga no captador. Qualquer carga sobre o captador irá reflectir uma tensão no circuito primário proporcional à carga. Portanto, uma variação na carga sobre o captador pode ser detectada pela estação de carregamento.

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Automóveis Eléctricos - 2As infraestruturas

Carregamento Indutivo - Carga Wireless- Veículos eléctricos (Evs)

Fonte de Alimentação: Converte a frequência da rede (50 Hz), para alta frequência (20kHz), para fornecer á bobine transmissora. A alta frequência é necessária para assegurar uma transferência altamente eficiente e com baixas emissões. Fornecimento de energia

Tapete Emissor: A energia de alta frequência cria uma forte campo magnético acima do tapete. O design da topologia magnética é crucial para transferir energia através de um espaço de entre 80 mm a 400 mm.

Acoplamento Magnético: O Fluxo de energia e de dados através de uma pequena faixa de espaço por um campo magnético rigorosamente controlado e delimitado de acordo com os padrões internacionais de emissões de campos magnéticos..

Tapete Receptor: Corrente de alta frequência é induzida no bloco receptor e enviada para o controlador. O excelente design magnético, possibilita tapetes com baixo factor de forma. Para fácil instalação nos veículos, mantendo os requisitos de alta tolerância ao desalinhamento.

Controlador: Regula a energia, e converte a alta frequência em DC para fornecer energia às baterias. Comunica com o sistemas de controlo do veículo e sistemas de gestão das baterias.

Bateria: Armazena energia para mais tarde alimentar o motor eléctrico da viatura.

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As infraestruturasCarregamento Indutivo - Carga Wireless- Veículos eléctricos (Evs) HaloIPT

HaloIPT

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Automóveis Eléctricos - 2

O Carregamento Indutivo, tem um número de vantagens em relação a outros métodos de transferência de energia - que não é afectado pela sujidade, poeira, água, ou produtos químicos. Em situações como minas de carvão, evita faíscas e outros perigos. Como o acoplamento é magnético, não existe qualquer risco de choque eléctrico, mesmo quando utilizado em sistemas de alta potência.

As infraestruturasCarregamento Indutivo - Carga Wireless- Veículos eléctricos (Evs)

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Automóveis Eléctricos - 2As infraestruturas

Carregamento Indutivo de Ressonância Magnética - Carga Wireless- (Evs)

Esta tecnologia de transferência de energia sem fios, é baseada numa tecnologia denominada de acoplamento por ressonância magnética. Duas bobines de cobre são ajustadas para ressonar na mesma frequência natural - como dois copos de vinho que vibram quando uma nota específica é cantada. As bobines são colocadas a poucos metros de distância. Uma bobine está ligada á corrente eléctrica, que gera um campo magnético que faz com que a segunda bobina entre em ressonância. Esta ressonância magnética resulta na transferência invisível de energia eléctrica através do ar a partir da primeira bobina para a bobina de recepção. A transferência de energia sem fios irá ocorrer somente se as duas bobines ressonantes estiverem sintonizadas.

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Este processo é chamado de Amplitude Shift Keying (ASK). Isto é alcançado através da variação da tensão de saída do conversor Buck que fornece uma tensão contínua de entrada ao conversor de ressonância.

Neste sistema, as comunicação são codificadas na forma de onda, que fornece energia. A Comunicação do primário para o secundário é executada por comutação do sinal de potência na saída do conversor de ressonância entre o seu nível normal, e um nível mais baixo que é detectável pela bobine receptora, mas ainda com energia suficiente para controlar o microcontrolador receptor.

In-motion Technology

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Automóveis Eléctricos - 2

Outros objectos sintonizados em diferentes frequências, não serão afectados. Esta característica, permite o carregamento do veículo, enquanto circula!...

As infraestruturasCarregamento Indutivo de Ressonância Magnética - Carga Wireless- (Evs)

In-motion Technology

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Automóveis Eléctricos - 2As infraestruturas

Carregamento Indutivo de Ressonância Magnética - Carga Wireless- (Evs)Diagrama

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In-motion Technology

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Automóveis Eléctricos - 2

Bombardier primoveCity

Cada segmento do sistema só é activado quando o veículo estiver sobre ele. Seja Comboio…

As infraestruturasCarregamento Indutivo de Ressonância Magnética - Carga Wireless- (Evs)

Way

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Wayside inverter

Grid connection

Primary winding

Supply voltage400-600 VAC/ 750 VDC

Power pickup

Vehicle detection antenna loop

Transportes públicos totalmente eléctricos.

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Automóveis Eléctricos - 2

Bombardier primoveCity

Way

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Wayside inverter

Grid connection

Primary winding

Supply voltage400-600 VAC/ 750 VDC

Vehicle detection antenna loop

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Cada segmento do sistema só é activado quando o veículo estiver sobre ele. Ou BUS…

As infraestruturasCarregamento Indutivo de Ressonância Magnética - Carga Wireless- (Evs)

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Transportes públicos totalmente eléctricos.

Power pickup

Segment enable

In-motion Technology

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Automóveis Eléctricos - 2

Cada segmento do sistema só é activado quando o veículo estiver sobre ele. Ou automóvel…

As infraestruturasCarregamento Indutivo de Ressonância Magnética - Carga Wireless- (Evs)

Way

side

Trac

kVe

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Wayside inverter

Grid connection

Primary winding

Supply voltage400-600 VAC/ 750 VDC

Vehicle detection antenna loop

Transportes públicos totalmente eléctricos.

BatteryEnergy Manegement System

AC/DC Rectifier

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Bombardier primoveCity

In-motion Technology

Power pickup

Segment enable

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Automóveis Eléctricos - 2

Os Enrolamentos são prefabricados, o que torna fácil a instalação.Todos os componentes são pré-testados e certificados antes de instaladosAs trilhas existentes são fáceis de instalar ou modificar.Podem ser cobertos com diversos materiais; asfalto ou betão…

As infraestruturasCarregamento Indutivo de Ressonância Magnética - Carga Wireless- (Evs)

Estrada Magnética: Lommel, Bélgica

Bombardier primoveCity W

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As infraestruturasCarregamento Indutivo de Ressonância Magnética - Carga Wireless- (Evs)

In-motion Technology

Características PrincipaisElimina a ansiedade pela autonomiaCarga de 40kW a 120 Km/h, η>90%. Custo : $1M/Km.Abordagem propostaFormatação do Campo magnéticoControladores dinâmicos rápidosCompensadores VAR reativos Topologias de Comutação suavesTeste de alta velocidade e rotação.

Desafios

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Automóveis Eléctricos - 2As infraestruturas

Carregamento Indutivo de Ressonância Magnética - Carga Wireless- (Evs)

Transportes públicos totalmente eléctricos.1 para todos

Energia estável, mesma infraestruturapara carros, ônibus e veículos leves sobre carris.

Dinâmica.Carga estática ou dinâmicafaz as distâncias irrelevantes.

Tecnologia ProntaProjectos pilotos de transportes públicos na Europa.

FácilSem carregamentos, sem perigo, sem

cabos ou estações, sem perda de tempo.

Indutivo.Sem poluição visual, nenhuma emissão, Imune ao mau tempo

E- Mobilidade para todos5 Respostas

Wire

less

Cha

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Automóveis Eléctricos - 2As infraestruturas

Carregamento Evs : Substituição de baterias (Battery Swap)Como funciona:

Empresas como a Better Place, ônibus Sunwin e State Grid criaram infraestruturas de ensaio em vários países…

Quando o EV está a ficar sem bateria, é ligado a uma bateria totalmente carregada na estação de comutação.

Comutação rápida da bateria em cerca de 2-5 minutos.Em alguns modelos de negócios, o condutor não é proprietário da bateria e o leasing a um operador

pode reduzir os custos iniciais do EV.

Vantagens:Tempo de comutação rápido, comparável ao reabastecimento de um veículo convencional ICE.Com a comutação da bateria, o EV não tem praticamente nenhuma limitação de autonomia.Contrato de locação de bateria poderia reduzir EV custo inicial e risco de adoção antecipada.As baterias de reserva em estações de comutação, podem ser usadas para o armazenamento de

energia e backup e alimentar a rede eléctrica quando necessário.

Grande espaço necessário para construir a estação de comutação. Exigência de um grande stock de baterias, uma vez que os EV’s diferem de fabricante para fabricante , em tipo, forma, e sistema de controlo das baterias. Limitado número de modelos de EVs compatíveis. Não existe um standard de baterias e padrão de comutação entre construtores. A carga/descarga frequente das baterias, aumenta o risco de incêndio.

Desvantagens:

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EVs 101

Tesla Roadster

Velocidade : ˃200Km/h

Aceleração : 0-100 em 3.7 sec

Autonomia : 400 Km

Preço: $110,000

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Automóveis Eléctricos - 2

Dúvidas?

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Automóveis Eléctricos - 2

Bibliografias

http://autoesque.blogspot.pt/2011/05/volvo-flywheel-kers.html

http://www.infomotor.com.br/site/2009/06/tecnologia-limpa-para-os-automoveis/

http://blogs.automotive.com/

http://www.mennekes.in/uploads/media

http://www.casteyanqui.com/ev/evplugs/index.html

http://www.osetoreletrico.com.br/

http://en.wikipedia.org/wiki/SAE_J1772

http://laadzones.khlim.be/wp-content/uploads/2012/05/nl_dct_52006703_2011-01_EN.pdf

https://www.phoenixcontact.com

http://www.greencarreports.com/news/1079858_sae-finalizes-new-electric-car-fast-charging-combo-connector

http://inhabitat.com/stanford-develops-wireless-electric-car-charging-system-for-highways/

http://www.wirelesspowerconsortium.com/technology/basic-principle-of-inductive-power-transmission.html

http://www.elmost-conference.de/page/downloads/12.10-12.30_Taeoh_Tak_KOR.pdf.

http://primove.bombardier.com/

http://www.semicon.toshiba.co.jp/eng/application/automotive/ecology/power_train/evs/index.html#evs01

http://web.mit.edu/evt/EVs%20101%20-%2011-13-09(web).ppt.

http://arpa-e.energy.gov/sites/default/files/documents/files/Wu Wireless Power.pdf

www.lps.usp.br/lps/arquivos/conteudo/grad/dwnld/carroeletrico.ppt