INGEREV®

Infraestructura de Recarga para Vehículos Eléctricos

Jon Asín Muñoa – jon.asin@ingeteam.com

Muskiz FP Curso de Verano - 27 Junio 2012

El presente del vehículo eléctrico

“Si hubiera preguntado a mis clientes que es lo que querían, me hubieran dicho que un caballo más rápido”.

Henry Ford (1863 - 1947)

Introducción

El presente del vehículo eléctrico

El vehículo eléctrico ya está aquí

¡Y HA VENIDO PARA QUEDARSE!

Ventajas de la electrificación del transporte

■ La electricidad se produce localmente y de diversas fuentes

■ Los precios de la electricidad presentan mayor estabilidad

■ El sector eléctrico tiene suficiente capacidad sobrante

■ La infraestructura principal ya existe

■ Los kilómetros eléctricos son más económicos que los de petróleo

■ Los kilómetros eléctricos son más limpios que los de petróleo

Ventajas del VE

El pico de Hubbert o “Peak Oil” significa el momento en que la extracción de petróleo del mundo habrá llegado a su cénit

El pico de Hubbert

¿Creen que lo hemos alcanzado ya?

Producción mundial de petroleo

La era del petroleo barato ha pasado a la historia

147$ - Máximo histórico del barril de petróleo

Histórico de precios del barril

“La crisis financiera que estalló en 2009 fue consecuencia del aumento del precio del barril de petróleo a 147 dólares en julio del 2008”

Jeremy Rifkin – Abril 2010

Calentamiento global

Emisiones de CO2 del sector del transporte

■ Responsable del 25% de las emisiones de CO2 en 2005 en la UE

■ Las emisiones del transporte podrían llegar a ser el total permitido en el 2050

No hay una “bala de plata” – Múltiples opciones van a ser necesarias

¿Otros combustibles alternativos?

Comparativa de Emisiones de CO2

■ En España y en el resto de Europa, el VE representa una reducción efectiva de emisiones frente a los vehículos convencionales.

■ En 2016, se espera que el MCI optimizado sea un 30% más eficiente

Comparativa de emisiones entre el MCI y VE en Europa (hoy)*

Fuente: REE, IEA, Planificación de los sectores de electricidad y gas 2008-2016.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

MCI gasolina(Golf)

MCI diesel(Golf)

VE con mixgeneración

UE

VE con mixgeneración

España

VE con mixgeneración

Italia

VE con mixgeneraciónAlemania

VE con mixgeneraciónReino Unido

VE conEERR

Emis

ione

s gC

O2/

km -66% Reducción de emisiones

-50% Reducción de emisiones

Cortesía de Acciona Energía

(*) : 50 a 55 % para el CC; 30 a 40 % en térmica Convencional. 92,5 % para la distribución.(**) : Mix Energético Españoa =386 gr. CO2 por KWh en 2009 y 265 gr. CO2 / KWh en 2016

0

200.000

400.000

600.000

800.000

1.000.000

1.200.000

2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

Emis

ione

s ev

itada

s (t

CO

2)

VE asociado a EERR

VE asociado al mixgeneración

Valor del CO2 evitado a 2020 para el VE asociado a EERR:

Acumulado a 2020: 2,84 MtCO2

Acumulado a 2020: 2,64 MtCO2

Emisiones de CO2 evitadas por el VE asociado al mix de

generación o a EERR (*)

El valor del CO2 evitado por el VE, debido a los vehículos convencionales desplazados, será de entre 26 y 100 M€ a 2020

M€ Precio CO228,4 10 €/tCO256,8 20 €/tCO285,2 30 €/tCO299,4 35 €/tCO2

1 litro de Gasolina = 2,35 Kgr. CO2

1 litro de Gasoil = 2,70 Kgr. CO2

Cortesía de Acciona Energía

Coste económico del CO2

(*) Mix energético español de 0,386 tCO2/MWh en 2009 y 0,265 en 2016 (fuente: Planificación de los sectores de electricidad y gas 2008-2016), emisiones asociadas a la generación renovable: 0 tCO2/MWh. Suponiendo 413.000 VE a 2020

Rendimiento de un VE

Gráfica de rendimiento VE vs ICE

(*) : 50 a 55 % para el CC; 30 a 40 % en térmica Convencional. 92,5 % para la distribución.

(**) : Mix Energético Españoa =386 gr. CO2 por KWh en 2009 y 265 gr. CO2 / KWh en 2016

Cortesía de Acciona Energía

3.600 MWh/año1.000 coches

25.000 Km / año

AWP15001.5 MW

200.000 MWh/año

Nevada Solar One64 MW

45.000 Coches

25.000 Km / año

55.000 Coches

25.000 Km / año

160.000 MWh/año

Biomass25 MW

Cortesía de Acciona Energía

Energía necesaria para el VE

Normativa Internacional

IEC - ISO

Entornos de Normativa para el VE

Normativa - Entornos

NACIONAL EUROPEA MUNDIAL

IEC 61851: Sistema conductivo de carga para vehículos eléctricos (VE)

■ Modo 1 de carga – AC:Conector de red eléctrica estándar, no específico para el VE

Es necesario el uso de un DCR previo en la instalación.

Máximo 16 A por fase (3,7 – 11 kW)

NOTA: En algunos países está prohibido el modo 1 por ley (US)

■ Modo 2 de carga – AC:Conexión del VE a un conector de red eléctrica estándar, mediante un cable especial

Cable con dispositivo electrónico intermedio, con función de Piloto de Control y DCR

Máximo 32 A por fase (7,4 – 22 kW)

■ Modo 3 de carga – AC:Estación de recarga para uso exclusivo del VE, permanentemente conectada al suministro AC

Conector incompatible con el conector de red eléctrica estándar (5 o 7 pines para VE)

Máximo 64 A por fase (14,8 – 43 kW)

■ Modo 4 de carga – DC:Estación de recarga para uso exclusivo del VE, permanentemente conectada al suministro AC

Cargador de baterías externo al VE, con suministro DC al mismo

Hasta 400 A (aprox 50 – 150 kW)

IEC 61851 – Modos de carga

Gráfico resumen de los 4 modos de carga según IEC 61851

IEC 61851 – Modos de carga

Seguridad■ Las OEMS no quieren el modo 1 No hay comprobación del conductor de

tierra

IEC 61851 – Modo 1

Seguridad■ ¿Es fiable el enchufe Schuko para cargas diarias de 16 Amperios de 6 horas?

IEC 61851 – Modos 1 y 2

¿16 Amperios – 6 horas al día?

Piloto de Control■ Modos 2 y 3: El hilo “Piloto de Control” se usa como regulación de la demanda

de potencia del VE por medio de la modulación de una señal PWM

IEC 61851 – Modos 2 y 3

Circuito Control piloto

Regulación corriente vs Duty Cycle del hilo Piloto de Control

PWM – 26% = 16 Amperios

PWM – 53% = 32 Amperios

IEC 62196-2: Bases, clavijas, acopladores de vehículo y entradas de vehículo. Carga conductiva de vehículos eléctricos■ Yazaki (JP) :

5 pines (L1, L2 / N, PE, CP, CS)

Aprobado por la SAE en la norma J1772

110V-230 V / 32 A / 7,2 kW max

Grado IP: IPXXB

■ Mennekes (DE) :

Elegido “de-facto” para conector en VE por OEMs

7 pines (L1, L2, L3, N, PE, CP, PP)

Mono o trifásica con el mismo conector

100 - 500 V / 62 A / 43 kW max

Grado IP: IPXXB

■ Scame-Schneider-Legrand (IT/FR) :

7 pines (L1, L2, L3, N, PE, CP, PP)

Mono o trifásica con el mismo conector

100 - 500 V / 32 A / 22 kW max

Grado IP: IPXXD

IEC 62196-2 – Conectores para carga en c.a.

IEC 62196-3: Dimensional compatibility and interchangeability requirements for pin and contact-tube couplers with rated operating voltage up to 1 000 V d.c. and rated current up to 400 A, and rated operating voltage up to 690 V a.c. and rated current up to 250 A, for combined a.c./d.c.charging

IEC 62196-3 – Conectores para carga en c.c. y c.a.

Conector COMBO según IEC 62196-3

62196-3 – Conectores para carga en c.c. y c.a.

Clavija y toma de base de corriente Combo según IEC 62196-3

IEC 62196-3 Ed. 1.0 prevista para Diciembre 2013

Proyecto de RD e ITC-BT 52

Gestor de recargas

Proyecto de RD e ITC-BT 52

Modificación de la ley de propiedad horizontal

Proyecto de RD e ITC-BT 52

Proyecto de RD e ITC-BT 52

Puntos clave del RD e ITC-BT 52■ Obligatoriedad de dotar de instalación eléctrica a una de cada veinte plazas de

aparcamiento en edificios o estacionamientos de nueva construcción y de una de

cada treinta en los ya existentes (2 años para la ejecución de esta obligatoriedad

salvo modificación de las CCAA).

■ Obligación de contratar electrificación elevada (> 9,2 kW) en unifamiliares

■ Designación de un circuito adicional C13 para VE (con dispositivo diferencial

dedicado) en unifamiliares

■ Uso opcional de un Sistema de Gestión de Carga y Energía (SIGC). El uso de este

sistema permitiría cálculos más ventajosos del factor de simultaneidad.

■ Elección de la toma de corriente IEC 62916-2 Tipo 2

■ Uso de magnetotérmico de 10 A para las tomas UNE 20315 (Schuko)

■ Descripción de esquemas de instalación según tipo de vivienda o estacionamiento

ITC-BT 52 Infraestructura para la recarga de VE

Proyecto de RD e ITC-BT 52

Contadores principales y secundarios

Proyecto de RD e ITC-BT 52

■ Los contadores principales están sujetos a la metrología legal aplicable y con el

reglamento unificado de puntos de medida

■ Los contadores secundarios están sujetos a la metrología legal aplicable, pero no al

reglamento unificado de puntos de medida al no ser puntos frontera del sistema

eléctrico

Proyecto de RD e ITC-BT 52

Garajes colectivos

Proyecto de RD e ITC-BT 52

Garajes colectivos

Proyecto de RD e ITC-BT 52

Garajes colectivos

Proyecto de RD e ITC-BT 52

Garajes colectivos

Proyecto de RD e ITC-BT 52

Viviendas unifamiliares

Infraestructura de recarga VE

INGEREV®

INGEREV® Gama de producto

GARAGE

3,7 – 22 kW AC

1 or 3 fases

Modos 1, 2 & 3

IP54

IK10

Ingerev® - Infrastructura de recarga VE

CITY

3,7 – 22 kW AC

1 or 3 fases

Modos 1, 2 & 3

1 hora autonomía

IP54

IK10

ROAD

50 kW DC

CHAdeMO

Modo 4

IP54

IK08

IngeREV® Garage – Caracteristicas:

Entorno privado - AC

■ Instalación mural

■ Hasta 32 A por fase (Una / Tres fases)

■ Modos de carga 1, 2 & 3 (IEC 61851)

■ RFID para identificación de usuario

■ Medidor de potencia y energía

■ Mecanismo de retención del conector (solo Modo 3)

■ Indicación de estado por medio de LEDs

■ Protección antivandálica - IK10

■ Uso interior o exterior – IP54

■ RS-485, Ethernet, GPRS, UMTS

■ Protecciones rearmables opcionales

■ OCPP compatible

IngeREV® City – Características:

■ 2 modelos según modo de instalación (suelo / mural)

■ Hasta 32 A por fase (Una / Tres fases)

■ Modos de carga 1, 2 & 3 (IEC 61851)

■ RFID para identificación de usuario

■ Medidor de potencia y energía

■ Sistema de bloqueo para evitar acceso no autorizado a las

tomas de corriente

■ Mecanismo de retención del conector (Modos 1, 2 & 3)

■ Indicación de estado por medio de LEDs

■ Protección antivandálica - IK10

■ Uso interior o exterior – IP54

■ RS-485, Ethernet, GPRS, UMTS

■ Protecciones rearmables opcionales

■ OCPP compatible

■ 1 hora de autonomía con batería auxiliar

Entorno público - AC

Dimensiones y estética (I)

Estación de uso público - AC

Dimensiones y estética (II)

Estación de uso público - AC

Datos técnicos

Estación de uso público - AC

IngeREV® Road – 50 kW carga en DC según norma CHADEMO

Estación de uso Público - DC

Recargas locales (configuración básica)

■ Configuraciones de baja y media complejidad

■ Las estaciones de recarga se controlan a través de un servidor de

monitorización

■ El servidor ofrece información sobre el estado de los postes, una fácil integración

con el operador y los sistemas de pago, portales web, …

Infraestructura de Recarga

Instalaciones complejas

Infraestructura de Recarga

Esquema de la infraestructura

Estación de uso público - AC

RFID

Centro de Control

Operador de telefonía móvil

WLAN WLAN

WAN

LANLAN

Compañía Eléctrica

PotenciaDatos

IngeREV Manager - Software

Electrolineras

Electrolineras – servicio rápido con grandes potencias

16 - 100 kW

16 - 100 kW

22 kW

22 kW

50 kW

+ 94 kW ???

Ingecon® MS Hybrid

Esquema de conexión

■ Innovador sistema modular

■ Integración de fuentes renovables, un acumulador y un generador auxiliar

■ 30 – 120 kVA Pout trifásica

■ 380 - 430 Vac / 50 – 60 Hz salida

■ 15 - 195 kW Pin fotovoltaica (MPPT)

■ 15 - 180 kW Pin de mini-eólica

■ 30 - 120 kW Pbat cargador batería

■ Eficiencia > 96%

■ Configuración local y remota

Ingecon® MS Hybrid

Ingecon® MS Hybrid

BatteryChargerModule

PhotovoltaicModule

WindModule

InverterModule Load

AuxilliaryGenerator

AC Bus

DC Bus

Ingecon® MS Hybrid

Esquema detallado

Electrolineras

Carga a.c. 3,7 – 22 kW

Carga c.c. 50 – 100 kW

50 – 100 kW

Batería 100 kWh

Ejemplo de configuración para una electrolinera

INGEREV®

Referencias

Referencias comerciales

Más de 500 unidades instaladas

Estaciones de recarga instaladas en España, Francia, Turquía, Italia...

Eventos

2010 Marzo - Acuerdo Renault y Acciona

Eventos

2010 Mayo - Salón del automovil sostenible en IFEMA

Instalaciones

2010 Mayo - Sede de Ingeteam Energy S.A, Sarriguren, Navarra

Instalaciones

2010 Agosto – Gasolinera Villaba, Navarra

Instalaciones

2010 Septiembre – Iberdrola, Plan MOVELE Madrid

Instalaciones

2010 Iberdrola, Madrid

Instalaciones

2010 Dicembre, Acciona, Pamplona

Instalaciones

2011 Enero, EVE, Pais Vasco

Instalaciones

2011 Enero, EVE, Pais Vasco

Instalaciones

2011 Junio – Concurso público en Palencia y Valladolid

Instalaciones

2011 Julio – Centro I+D Repsol

Instalaciones

2011 – Iberdrola – Opel Ampera

Instalaciones

2011 – Renfe – Atocha (Madrid)

Instalaciones

2011 – Carrefour

2011 – IFEMA Exhibition Center ( Madrid)

Instalaciones

Instalaciones

2011 Julio – Concurso de 100 unidades en IBIL (Repsol & Gobierno Vasco)

Instalaciones

2011 Julio – Concurso de 100 unidades en IBIL (Repsol & Gobierno Vasco)

Instalaciones

2012 Abril – 150 unidades para Renault España

Conclusión

El futuro del vehículo eléctrico

www.ingeteam.com