Využití elektromobilů a baterií

Využití elektromobilů a baterií
13.11.2012
Mitsubishi Motors Corporation
Takayuki Yatabe
Obsah
Nová generace elektromobilů i-MiEV
Nové využití elektromobilů
Druhotné využití baterií
Obsah
Nová generace elektromobilů i-MiEV
Nové využití elektromobilů
Druhotné využití baterií
i-MiEV
itsubishi
nnovative
lectric
ehicle
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
* Předpokládaná cena elektřiny: €0.140/kwh
Komfort
0 hlučnost motoru
150 km dojezdová vzdálenost
Nejvyšší rychlost 130 km/h
i-MiEV technické přednosti
Skvělý kompakt
Vysokokapacitní
Li-ion baterie
Integrovaný řídicí systém
vozidla
Synchronní motor
s permanentními magnety
Důkladná ochrana
baterie
2 způsoby nabíjení
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
88 sériových článků
2 řady 117 sérií (234
článků)
330V
270V
16.0kWh
10.5kWh
Použité množství
Celkové napětí
Celková kapacita
článek
modul
kompakt
Rozšíření vozů MiEV ve světě
FY
2009FY
2010FY
2011FY
2012FY
Korporátní prodej
Japonsko
Prodej pro veřejnost
červenec, ‘09
Duben, ‘10
MINICAB-MiEV
Prosinec, ‘11
RHD (Hongkong a UK)
podzim, ‘09
Zámoří
Evropa EU (zahrnuje RHD)
říjen, ‘10
OEM (pro PSA)
Severní Amerika
prosinec, ‘11
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)
Vývojový plán EV v MMC
Výběr optimální technologie dle požadavků trhu:
délka cestování, finanční dostupnost a infrastruktura
FY2011-13 JUMP 2013
MINICAB-MiEV
Mini Commercial EV
Představen 12/2011
Outlander
PHEV
Mini-truck EV
FY2014-16
Uvedení 7 modelů EV/PHEV/HEV
Obsah
Nová generace elektromobilů i-MiEV
Nové využití elektromobilů
Druhotné využití baterií
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
Možnosti přečerpání energie z elektromobilu
Elektrickou energii z elektromobilu lze využít k napájení domácích spotřebičů v rozsahu 11,5 dne.
Zajištění přímých dodávek elektřiny do domácnosti v případě výpadku elektřiny.
Solární panely
DC300V
PCS
DC330V
DC
AC
AC100V
＋
AC100V
DC
AC
DC330V
＋
mikrovlnka
pračka
fén
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
Napájení z elektromobilu
Světelná výzdoba
Vařič na rýži
Semafor
MiEV
síťový
zdroj
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)
Projekt Smart Community ve Španělsku
Source: press release from NEDO as of 8 March 2011
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
Obsah
Nová generace elektromobilů i-MiEV
Nové využití elektromobilů
Druhotné využití baterií
Druhotné využití baterií
Vzhledem k vysoké ceně Li-ion baterií, jejich recyklace/znovupoužití z
vozů na konci životnosti vytváří další užitnou hodnotu.
Životnost vozu
Kapacita baterie
100%
Nové auto
Auto z druhé
ruky
Oprava EV baterie
znovupoužití
znovupoužití
cca 10 let～
ELV*sběr
ostatní užití
(stacionární
akumulátor)
Konec použitelnosti baterie
*ELV:End of Life Vehicle (konec životnosti vozu)
čas
Jednou použité baterie lze znova použít - recyklace
Sběrné místo
Znovupoužití
dle výrobců
Kontrola použitých baterií
pro
další
zpracování
následovaná tříděním pro
další zpracování
Recyklace
testování
Recyklační společnost
（tavicí pece）
Sběr Cu
Separace katod
Rozebrání na
jednotlivé články
Vybití článku
Rozebrání
Spálení
Drcení
Recyklované
suroviny
Recyklované
suroviny
škvára
Mn, Co, Ni, Li
atd.
měď
podsyp
vozovky
Extrakt tavení
kladných
elektrod
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.
Tok elektřiny v závislosti na provozním režimu
Koncept nabíjení elektromobilů využívající fotovoltaiku.
Provoz①：režim akumulátoru (nabitý: dost)
den
PCS
Provoz②：režim akumulátoru (nabitý:málo)
den
noc
PCS
Grid
Grid
PV
PV
LiB
EV-QC
Nabíjení baterie z PV. Baterie má dostatek
energie na rychlonabíjení.
Provoz ③：reverzní režim
LiB
EV-QC
Baterie nemá dostatek energie na rychlonabíjení.
Nabíjení baterie ze sítě a PV.
Provoz ④：pohotovostní režim nabíjení
den
noc
PCS
PCS
Grid
PV
LiB
EV-QC
Baterie je plně nabitá. Přebytek energie z PV je
dodáván do sítě.
Grid
PV
LiB
EV-QC
V noci nabíjení baterie neprobíhá. Baterie má
dostatek energie na rychlonabíjení.
＊PV:fotovoltaika、EV-QC:EV rychlonabíječka、LiB:akumulátor,Grid:síť
Ověřování konceptu chytrých sítí
Nabíjecí stanice
Zařízení na ověřování konceptu chytrých sítí「M-tech Labo」
Opětovně použitý akumulátor
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)
Solární baterie (Mitsubishi
použité akumulátory
： EV5 aut (16kWh×5)
Electric)
PCS
： 3kW×10
FEMS (Mitsubishi Electric)
3kW
20kW
AC
AC
3kW×10
AC
+
+
+
+
PCS
Power conditioner
D
C
PCS
(Mitsub. El./Mitsub.
Corp.)
+
Použité baterie (Mitsub. Corp.)
EV (Mitsubishi Motors)
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)
Schéma M-tech Labo
stojan： prototyp
Indikace stavu připojení
Nepřipojený
(stop)
Nabíjení EV
Přečerpání z
EV
displej【ověření připojení】
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]
Solární panely a
omezení špiček
250
Před regulací
200
Pouze omezení
špiček
Po regulaci
150
100
50
0
posun špiček
akumulátorem
+
poledne
čas
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
EIS
Kalkulace výkonu baterií na
základě údajů z akumulátorů
Uživatel oznámí
kdy plánuje
použít EV
+
+
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
Plán požadavků závodu/aktuální stav
Požadavek změny plánu
EIS
Použitelný výkon akumulátoru
Časová kalkulace
Řízení jízdního řádu EV
• doba příjezdu/odjezdu
• odhad množství použité el.
výkon
čas
Info o využitelných
akumulátorech
Požadavek změny
plánu
Plán použití
EV
EV status
EIS-DB
Řízení statusu EV
• lokalizace, SOC hodnota
• doba příjezdu, SOC odhad
Terminál EV
uživatelů
(chytrý telefon)
Informace
o jízdě
Info o na/vybíjení , plán požadavků závodu
FEMS
Informace o
nabíjení a vybíjení
stojící auta
auta v provozu
M-tech Labo- Energy Flow Monitor (příklad)