Využití elektromobilů a baterií

Transkript

1 Využití elektromobilů a baterií Mitsubishi Motors Corporation Takayuki Yatabe

2 Obsah Nová generace elektromobilů i-miev Nové využití elektromobilů Druhotné využití baterií

3 Obsah Nová generace elektromobilů i-miev Nové využití elektromobilů Druhotné využití baterií

4 i-miev itsubishi nnovative lectric ehicle

5 Přednosti i-miev 100% elektřina Ekologie 0 CO2 0 benzín Běžné nabíjení 8 hod. (230V / 10A) Rychlonabíjení 30 Min. (CHAdeMO/ 50kW) Hospodárnost Cena elektřiny 1.89*/100km Bezúdržbový motor Komfort 0 hlučnost motoru 150 km dojezdová vzdálenost Nejvyšší rychlost 130 km/h * Předpokládaná cena elektřiny: 0.140/kwh

6 i-miev technické přednosti Skvělý kompakt Integrovaný řídicí systém vozidla Důkladná ochrana baterie Vysokokapacitní Li-ion baterie Synchronní motor s permanentními magnety 2 způsoby nabíjení

7 Zabudovaná Li-ion baterie ve vozu i-miev Předpoklady baterie garantovat bezpečnost, životnost, spolehlivost LEJ Toshiba Jmenovitá kapacita 50Ah 20Ah Jmenovité napětí 3.7V 2.3V Použité množství 88 sériových článků 2 řady 117 sérií (234 článků) Celkové napětí 330V 270V Celková kapacita 16.0kWh 10.5kWh článek modul kompakt

8 Rozšíření vozů MiEV ve světě FY 2009FY 2010FY 2011FY 2012FY Korporátní prodej Japonsko červenec, 09 Prodej pro veřejnost Duben, 10 MINICAB-MiEV Prosinec, 11 RHD (Hongkong a UK) podzim, 09 Evropa EU (zahrnuje RHD) Zámoří říjen, 10 OEM (pro PSA) Severní Amerika prosinec, 11

9 Velký nárůst v počtu rychlonabíječek Rychlonabíječka CHAdeMO se stává populární v Japonsku a Evropě Japonsko 33 mos. Listopad, 2009 Celkem 55 Source:CHAdeMO Website Září, 2012 Celkem 1617 (Japonsko 1318, zámoří 299)

10 Vývojový plán EV v MMC Výběr optimální technologie dle požadavků trhu: délka cestování, finanční dostupnost a infrastruktura FY JUMP 2013 MINICAB-MiEV Mini Commercial EV Představen 12/2011 Outlander PHEV Mini-truck EV FY Uvedení 7 modelů EV/PHEV/HEV

11 Obsah Nová generace elektromobilů i-miev Nové využití elektromobilů Druhotné využití baterií

12 Využití elektromobilů v chytrých sítích a plánech měst Městské plánování a chytré sítě přináší nové využití elektromobilů. Velká pozornost je v současnosti věnována využití tzv. průběžné baterie. EV phv městské plánování Uskladnění energie ze solárních panelů a její použití v domácnosti Chytré sítě (chytrá města) Vozy užívající obnovitelnou energii

13 Možnosti přečerpání energie z elektromobilu Elektrickou energii z elektromobilu lze využít k napájení domácích spotřebičů v rozsahu 1-1,5 dne. Zajištění přímých dodávek elektřiny do domácnosti v případě výpadku elektřiny. Solární panely PCS DC300V DC330V DC + AC AC100V AC100V DC AC mikrovlnka fén pračka DC330V +

14 Napájecí zařízení MiEV power BOX Možnost přečerpání energie z elektromobilu v chytrých sítích a s tím související vývoj externě instalovaného DC/AC měniče lze využít ve stavu nouze nebo pro napájení domácích spotřebičů. Vnější rozměry Délka spojovacího kabelu Váha Výstupní napětí Maximální výkon Koncovka (AC100V zástrčka) 395mm 334mm 194mm 1.7m 11.5kg (zařízení 9.5kg kabel 2kg) AC100V 1500W (15A) 1

15 Napájení z elektromobilu Světelná výzdoba Vařič na rýži Semafor MiEV síťový zdroj

16 Role elektromobilů v chytrých sítích V chytrých sítích má elektromobil roli jak spotřebiče tak i zdroje elektřiny. Jako spotřebič nabíjením může destabilizovat elektrickou soustavu, jako zdroj naopak podporuje stabilitu elektrické soustavy. Spotřebič řízení nabíjení EV vyhnout se náhlému nárůstu spotřeby (způsobeného intenzivním nabíjením ) načasováním nabíjení v dopravě Zdroj možnost přečerpání energie plus absorpce síťových fluktuací, podporuje stabilitu sítě. obecné označení (Vehicle to X V2X) V2G (Vehicle to Grid) V2C (Vehicle to Community) El. síť 発 電 所 Komunikační sítě V2F (Vehicle to Factory) V2H (Vehicle to House)

17 Projekt Smart Community ve Španělsku Source: press release from NEDO as of 8 March 2011

18 Možnost přečerpání elektřiny z elektromobilu Pro přečerpání stejnosměrné energie z baterie auta do domácnosti se střídavým rozvodem je potřeba měnič. Naše společnost se tímto tématem zabývá. I když měnič je poměrně malé zařízení, existují ještě technické záležitosti, které je potřeba dořešit v praxi spolu se zainteresovanými institucemi. Výrobci elektroniky Solární panely Naše společnost Power control (PCS) D C AC +

19 Obsah Nová generace elektromobilů i-miev Nové využití elektromobilů Druhotné využití baterií

20 Druhotné využití baterií Vzhledem k vysoké ceně Li-ion baterií, jejich recyklace/znovupoužití z vozů na konci životnosti vytváří další užitnou hodnotu. Kapacita baterie 100% Životnost vozu Nové auto Auto z druhé ruky znovupoužití Oprava EV baterie znovupoužití cca 10 let~ ELV*sběr ostatní užití (stacionární akumulátor) Konec použitelnosti baterie *ELV:End of Life Vehicle (konec životnosti vozu) čas

21 Jednou použité baterie lze znova použít - recyklace Sběrné místo Kontrola použitých baterií pro další zpracování následovaná tříděním pro další zpracování Recyklace testování Znovupoužití dle výrobců Recyklační společnost (tavicí pece) Sběr Cu Separace katod Rozebrání na jednotlivé články Vybití článku Rozebrání Spálení Drcení Recyklované suroviny Recyklované suroviny škvára Extrakt tavení kladných elektrod Mn, Co, Ni, Li atd. měď podsyp vozovky

22 Příklad modelu druhotného využití baterie V červnu 2010 byl zahájen test demonstračního modelu na druhotné využití Li-ion baterie elektromobilu. Síť Display Power conditioner rychlonabíječka PV Li-ion baterie Elektřinou z fotovoltaiky se nabije EV (rychlonabíjení) a nadbytečná energie se dodá do el. sítě. Možnost znovupoužít Li-ion baterii, ve které je uskladněna elektřina z fotovoltaiky. Elektřina generovaná z fotovoltaiky se uloží do Li-ion baterie. Pokud se použije k rychlonabíjení EV malá zátěž sítě.

23 Tok elektřiny v závislosti na provozním režimu Koncept nabíjení elektromobilů využívající fotovoltaiku. Provoz1:režim akumulátoru (nabitý: dost) den PCS Grid PV LiB EV-QC Provoz2:režim akumulátoru (nabitý:málo) den noc PCS Grid PV LiB EV-QC Nabíjení baterie z PV. Baterie má dostatek energie na rychlonabíjení. Baterie nemá dostatek energie na rychlonabíjení. Nabíjení baterie ze sítě a PV. Provoz 3:reverzní režim den PCS PV LiB Grid EV-QC Provoz 4:pohotovostní režim nabíjení noc PCS Grid PV LiB EV-QC Baterie je plně nabitá. Přebytek energie z PV je dodáván do sítě. *PV:fotovoltaika EV-QC:EV rychlonabíječka LiB:akumulátor,Grid:síť V noci nabíjení baterie neprobíhá. Baterie má dostatek energie na rychlonabíjení.

24 Ověřování konceptu chytrých sítí Nabíjecí stanice Zařízení na ověřování konceptu chytrých sítí M-tech Labo Opětovně použitý akumulátor

25 Schéma M-tech Labo Pro posílení v době špičky a vyrovnávání poptávky po elektřině byla v budově továrny v Nagoji instalována tato konfigurace. fotovoltaika : monokrystal, 20kW EV : 5 aut (16kWh 5) použité akumulátory PCS : EV5 aut (16kWh 5) : 3kW 10 Solární baterie (Mitsubishi Electric) 3kW AC FEMS (Mitsubishi Electric) 20kW AC 3kW 10 AC PCS Power conditioner D C PCS (Mitsub. El./Mitsub. Corp.) Použité baterie (Mitsub. Corp.) EV (Mitsubishi Motors)

26 Schéma M-tech Labo Pro efektivní využití obnovitelné energie je použit EV a akumulátor následujících parametrů Elektromobil: i-miev G Grade (16kWh), možnost zpětného odběru energie (prototyp) Použitý akumulátor: i-miev (používán 1 rok, 16kWh)

27 Schéma M-tech Labo stojan: prototyp Indikace stavu připojení Nepřipojený (stop) Nabíjení EV Přečerpání z EV displej ověření připojení

28 Energy management(ems)v M-tech Labo Pro posílení v době špičky a vyrovnávání poptávky po elektřině byla v budově továrny v Nagoji instalována tato konfigurace. Během dne: kombinace energie ze solárních panelů+přečerpání z EV+přečerpání z akumulátoru dodala do ústředí továrny elektrickou energii (max.50kw) Ráno a večer: nabíjení EV a baterie ze solárních panelů [kw] 250 Solární panely a omezení špiček Před regulací Pouze omezení špiček Po regulaci 100 posun špiček akumulátorem poledne čas

29 Management EV (EIS) v M-tech Labo Zařízení EIS bylo vyvinuto pro řízení použitelné kapacity baterií. Používá se nejen pro EV akumulátory ale i k vyrovnávání požadavků na odběr elektřiny. EIS: Integrační systém elektromobilů Spojení s EV za účelem zjištění kolik je využitelné energie v akumulátoru E I S Kalkulace výkonu baterií na základě údajů z akumulátorů Uživatel oznámí kdy plánuje použít EV + +

30 Management EV (EIS) v M-tech Labo EIS umožňuje nejen vyrovnávat poptávku po el. energii ze strany uživatelů EV, ale i prostřednictvím komunikace s externím agregátorem vyrovnávat požadavky celého regionu. EIS : Integrační systém elektromobilů agregátor Požadavek změny plánu EIS Řízení jízdního řádu EV doba příjezdu/odjezdu odhad množství použité el. Řízení statusu EV lokalizace, SOC hodnota doba příjezdu, SOC odhad EIS-DB Plán požadavků závodu/aktuální stav Použitelný výkon akumulátoru Časová kalkulace výkon čas Plán použití EV EV status Informace o jízdě Terminál EV uživatelů (chytrý telefon) Info o využitelných akumulátorech Požadavek změny plánu FEMS Info o na/vybíjení, plán požadavků závodu Informace o nabíjení a vybíjení stojící auta auta v provozu

31 M-tech Labo- Energy Flow Monitor (příklad)

32