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mercoledì 27 ottobre 2010
Il messaggio di Nissan Italia per la LEAF: "NO TAILPIPE!!"
Tecnologie wireless di ricarica a bassa potenza per veicoli elettrici
Sul fronte ricarica domestica o privata a bassa potenza (3 kW) ci sono delle novità per applicazioni wireless o non-conctact da parte di due aziende Delphi e Nissan. Sono sistemi a bassa potenza, sia continua che intermittente, sia per ricarica stanziale, sia in marcia.
Con i vecchi sistemi induttivi si perdeva il 40% dell'efficienza rispetto al cavo.
Da quasi subito per i comodosi e dalla fine del decennio in poi per le vere smart cities...
NIKOLA TESLA aveva avuto la visione della trasmissione a distanza dell'energia... ma oggi mica è tanto sballata!! Usare il wireless a breve distanza come per ricaricare piccoli apparati elettronici è possibile anche per le vetture elettriche, anzi è meglio.
Vediamo perché: c'è tanta gente che si fascia la testa e si preoccupa per le infrastrutture di ricarica a bassa potenza (circa 3 kW) unattended: paura per atti vandalici, manomissioni durante le operazioni di ricarica, o la semplice scocciatura di maneggiare cavi, bocchettoni, etc. Ovviamente per gli apparati ad alta potenza (50 kW) da alcune decine di migliaia di euro installate presso aree di rifornimento attended non c'è questo problema e la sosta è breve.
Il sistema Delphi
Vediamo come funziona. Una bobina posta sotto l'asfalto trasferirà energia elettrica al veicolo attraverso un campo magnetico variabile ad alta frequenza. Secondo Delphi, il loro sistema eguaglia i tempi di ricarica di un normale sistema plug-in ed è capace di trasferire fino a un massimo 3,3 KW.
Le aziende automobilistiche da questo punto di vista stanno provando a strutturare sistemi per la ricarica che possano usare energie rinnovabili. Attualmente si tratta di concept e non si sa neanche se traslabili poi concretamente nella nostra quotidianità. In alto uno di questi esperimenti, un solar tree che nelle buone intenzioni di Nissan dovrebbe proprio servire a ricaricare auto elettriche in un prossimo futuro. L’idea è stata presentata al Ceatec Japan 2010, la fiera delle tecnologie.
Il sistema permette la carica di un veicolo elettrico senza cavi di connessione, semplicemente parcheggiandolo in un luogo designato ed è molto simile alla carica dello spazzolino elettrico o rasoio.Gli esperimenti sulla ricarica senza contatto per veicoli elettrici sono stati condotti in varie località, tra cui Yukarigaoka, Prefettura di Chiba, e le città di Sakai, Osaka, e le città di Nara, Prefettura di Nara.
Con i vecchi sistemi induttivi si perdeva il 40% dell'efficienza rispetto al cavo.
Da quasi subito per i comodosi e dalla fine del decennio in poi per le vere smart cities...
NIKOLA TESLA aveva avuto la visione della trasmissione a distanza dell'energia... ma oggi mica è tanto sballata!! Usare il wireless a breve distanza come per ricaricare piccoli apparati elettronici è possibile anche per le vetture elettriche, anzi è meglio.
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A casa invece se hai il wireless è comodo... arrivi, esci dal veicolo e non devi fare nulla. Sarà il sistema del veicolo, controllato da remoto dall'utilizzatore, a fare tutto.
C'è chi teme per bambini e animali domestici o volatili... ma non c'è induzione che crea problemi se si hanno addosso materiali ferrosi (come con le piastre a induzione per le cottura cibi) e se non si è sulla stessa frequenza di risonanza non ci dovrebbe essere pericolo. Mi piacerebbe vedere qualche dimostrazione... rassicurante.
Oggi quindi si comincia così:
- a casa semplici apparati da 200-400 euro (negli Stati Uniti costano 2000 euro se devi aggiungere la connessione alla rete elettrica a 230V);
- in aree aperte al pubblico con costose colonnine (installate costano poche migliaia di euro l'una) e, purtroppo, vandalizzabili o esposte a manomissioni o semplici dispetti durante la ricarica, paline che peraltro saranno presto inutili (3-5 anni?).
I più visionari e quelli più "avanti", nonché pratici ed eleganti, si stanno invece orientando alla soluzione wireless: non la vecchia induzione magnetica a bassa efficienza (spreca il 40%), ma alla RISONANZA magnetica per la trasmissione senza contatto dell'energia elettrica a distanza (breve). Ci sta lavorando Delphi.
Sul veicolo occorre una placca che è in realtà un'antenna ricevente (non dovrebbe essere un problema) collocarla sotto il pianale, perché è piatta e non dovrebbe essere pesantissima... baricentro basso garantito!
Il bello è che con lo stesso hardware puoi ricaricarti ovunque, parcheggi all'aperto o al coperto, nel garage di casa o lungo i marciapiedi, presso altri apparati wireless, perché basta cambiare la sintonia di dove mettersi in ricezione dell'energia. Come il WiFi, basta che si disponga la password di cifratura... e quindi regolare la transazione economica/commerciale. Ma chissà se gli operatori del settore elettrico si fidano?
Un'applicazione del genere è ideale all'interno dei parcheggi che utilizzano silos automatizzati dove non accede il possessore del veicolo che viene preso in consegna e riposto in custodia in maniera automatizzata. L'assenza di bocchettoni da aprire o di cavi da collegare consente una ricarica semplice della batteria del veicolo durante la sosta all'interno del silos.
Un'applicazione del genere è ideale all'interno dei parcheggi che utilizzano silos automatizzati dove non accede il possessore del veicolo che viene preso in consegna e riposto in custodia in maniera automatizzata. L'assenza di bocchettoni da aprire o di cavi da collegare consente una ricarica semplice della batteria del veicolo durante la sosta all'interno del silos.
Vediamo cosa è in preparazione.
Il sistema Delphi
La mobilità a zero emissioni potrebbe divenire realtà in un futuro non lontano in cui le vetture saranno spinte da propulsori elettrici e non avremo più bisogno di frequentare il benzinaio. L'energia sarà dalle batterie, ma non necessariamente l'ansia da ricarica ci renderà impazienti di attaccare la spina della nostra auto ad una presa di ricarica.
Il fornitore americano Delphi, in collaborazione con WiTricity Corporation, ha infatti sviluppato una tecnologia che ci consentirà di ricaricare le batterie senza bisogno di prese e cavi, ma utilizzando un campo magnetico. Immaginate che l'auto si ricarichi automaticamente ogni volta che la lasciate in un parcheggio pubblico o in garage.
Vediamo come funziona. Una bobina posta sotto l'asfalto trasferirà energia elettrica al veicolo attraverso un campo magnetico variabile ad alta frequenza. Secondo Delphi, il loro sistema eguaglia i tempi di ricarica di un normale sistema plug-in ed è capace di trasferire fino a un massimo 3,3 KW.
Al contrario di altri sistemi già sviluppati per la ricarica ad induzione, che soffrono bassi rendimenti e funzionano su distanze minime, il sistema Delphi impiega un'antenna trasmettitore ed una ricevente sintonizzate sulla stessa frequenza. Esse interagiscono attraverso un campo magnetico costituendo un accoppiamento induttivo. Al contrario degli accoppiamenti induttivi tradizionali, questo sistema lavora ad un'unica frequenza per emettitore e ricevente, un'alta frequenza: di fatto le due antenne sono in risonanza.
Ciò permette di orientare il campo magnetico trasmesso lungo la direzione dell'accoppiamento, con meno dispersioni rispetto ad un sistema ad induzione semplice. In definitiva migliora l'efficienza e si riduce l'interazione con corpi esterni, compresi gli esseri umani. Delphi si è occupata di applicare all'automotive un brevetto di WiTricity, che permette quindi di trasferire flussi maggiori di energia ed a maggiori distanze con meno perdite e rischi per la salute.
Il Portable Electric Vehicle Charger (l'antenna ricevente) può essere installato su qualsiasi veicolo elettrico, così come l'unità esterna può venire integrata nel sottosuolo o essere semplicemente posta al suolo sotto l'autovettura.
Le due aziende hanno dichiarato che "la collaborazione aiuterà a definire una nuova infrastruttura di ricarica conveniente e sicura per veicoli elettrici privati e commerciali".
I sistemi Nissan
Nissan sta lanciando le sue auto elettriche. Ma quel che occorre affinché il mercato mostri fiducia acquistando le nuove vetture è che vi sia un sistema di distribuzione dell’energia così capillare da rassicurare i consumatori. Le perplessità circa le vetture elettriche ruotano intorno a tre punti: il primo relativo alla (per ora) scarsa autonomia delle batterie, che consentirebbe di percorrere circa un centinaio di chilometri; il secondo riguarda proprio l’approvvigionamento di energia, che renderebbe le auto elettriche fintamente ecologiche; il terzo sono i costi.
Le aziende automobilistiche da questo punto di vista stanno provando a strutturare sistemi per la ricarica che possano usare energie rinnovabili. Attualmente si tratta di concept e non si sa neanche se traslabili poi concretamente nella nostra quotidianità. In alto uno di questi esperimenti, un solar tree che nelle buone intenzioni di Nissan dovrebbe proprio servire a ricaricare auto elettriche in un prossimo futuro. L’idea è stata presentata al Ceatec Japan 2010, la fiera delle tecnologie.
Il sistema permette la carica di un veicolo elettrico senza cavi di connessione, semplicemente parcheggiandolo in un luogo designato ed è molto simile alla carica dello spazzolino elettrico o rasoio.Gli esperimenti sulla ricarica senza contatto per veicoli elettrici sono stati condotti in varie località, tra cui Yukarigaoka, Prefettura di Chiba, e le città di Sakai, Osaka, e le città di Nara, Prefettura di Nara.
L'energia elettrica è fornita attraverso l'induzione magnetica da una bobina primaria di alimentazione nella superficie di parcheggio di una bobina secondaria sul veicolo. Quando la bobina primaria è elettricamente carica, si genera un campo magnetico che induce corrente nel bobina secondaria e si ricarica la batteria senza connessione via cavo.
Il sistema eCoupled Powerspot di Fulton Innovation
Fulton Innovation ha sviluppato un dispositivo per la ricarica senza fili chiamato eCoupled Powerspot.
«E’ la prima volta nella storia in cui siamo stati in grado di ricaricare senza fili un apparecchio che necessita di una così grande quantità di potenza», ha affermato un rappresentante di Fulton Innovation dopo aver assistito al successo dell’esperimento con l’auto elettrica Tesla Roadster.
Una caratteristica interessante dell’eCoupled Powerspot è la possibilità di controllare il livello di potenza richiesto anche attraverso un’apposita App per iPhone. Niente più cavi e prese dunque per caricare la propria auto elettrica. Se Fulton Innovation riuscirà a rendere disponibile sul mercato questa tecnologia, l’uso delle vetture a batterie diventerà molto più semplice per tutti.
martedì 26 ottobre 2010
Tecnologia ed economics della stazione di ricarica rapida
Sul tema della ricarica rapida urbana e extra-urbana (DCFC Level 3), abbiamo trovato un interessante articolo e lo proponiamo tradotto, con qualche integrazione.
L’eventuale storage in corrente continua è a parte (Ne esistono di industriali, ma per avere un'idea è possibile vedere un prodotto di Panasonic che nel 2009 ha presentato un apparato di accumulo per la produzione da fonte rinnovabile discontinua basato sul litio ad uso domestico capace di alimentare l'abitazione per una settimana che dovrebbe essere commercializzato a partire dal 2011).
Il secondo evento annuale Asia Electric Vehicles 28-29
settembre 2010 a Seul ha riunito una vasta gamma di rappresentanti del settore
chiave del mercato mondiale emergente dei veicoli elettrici. Presentando l'ultima
stazione di ricarica rapida della tecnologia presso l'evento è stato il signor
Takafumi Anegawa, di CHAdeMO.
Evidenziate
nella presentazione sono state le abitudini di utilizzo dei conducenti di
veicoli elettrici (VE), la necessità di punti pubblici di ricarica, e dettagli
su entrambe potenza ottimale e velocità di ricarica per le infrastrutture
pubbliche di ricarica. CHAdeMO è un sistema veloce di carica in corrente
continua con circa 260 unità pubbliche attualmente installate in Giappone.
Abitudini di utilizzo dei conducenti di VE
Le abitudini riscontrate dei conducenti giapponesi di veicoli elettrici
(VE) sono le seguenti:
- 55% viaggia meno di 30 km al giorno
- 75% viaggia meno di 50 km al giorno
- 90% viaggia meno di 80 km al giorno
Nonostante un’autonomia di trazione di circa 150 km, i
conducenti sono a disagio se la restante autonomia di carica diventa meno di 50
km. In conclusione, solo il 4% dei conducenti ha percorso oltre 100 km al
giorno.
In un separato lo studio, eseguito dall’ottobre 2007 al luglio
2008 sulle le abitudini di guida dei partecipanti, i VE sono stati monitorati
prima e dopo l'installazione di un caricabatterie rapido pubblico (ad
accesso non riservato). Si è constatato che chilometraggio è stato 203 km
prima dell'installazione caricabatterie rapido, ad indicare che il
conducente era consapevole delle prestazioni del VE, ma era riluttante ad
usarle. Dopo l'installazione del caricatore rapido, il chilometraggio è
drasticamente aumentato a 1.472 km.
I risultati evidenziano la necessità di rendere disponibili
caricabatterie rapidi ad accesso pubblico, tipicamente installati in una
stazione di servizio. Nonostante il fatto che la maggior parte dei conducenti
utilizzi il caricabatterie rapido solo poche volte, come riconosciuto dal Sig.
Anegawa, la sua presenza riduce notevolmente le preoccupazioni per ansia da
autonomia di guida.
Potenza di uscita per una ottimale ricarica
Il Sig. Anegawa ha identificato i 50 kW come l’ottimale
potenza di ricarica, affermando che "i tempi di attesa devono essere
inferiore ai 15 minuti". Ha aggiunto che "a meno di 20 kW di potenza
il servizio è troppo lento e a più di 80 kW è troppo costoso".
Nel 1990, furono installate solo 6 stazioni di ricarica
induttiva (senza cavo) per la grande area metropolitana di Tokyo. La potenza
erogata era di circa 2,5 kW e il tempo di ricarica per 70 km era di circa 4
ore. Mr. Anegawa ha dichiarato che "era un tempo di attesa
intollerabile".
Il caricatore CHAdeMO ha queste caratteristiche:
- Ingresso: 200V trifase (200 ~ 430V)
- Potenza di uscita: 50 kW (10 ~ 100kW)
- Massima tensione di uscita in c.c.: 500V
- Corrente di uscita: 125A (20 ~ 200A)
Il tempo di ricarica target è di 5 minuti per 40 km di
autonomia di guida (rabbocco rapido), o 10 minuti per 60 km campo pratica, 25
minuti per 130 km. In Giappone il prezzo unitario del caricatore è compreso fra
i €15.000 e i €20.000, con costi di installazione di circa €20.000 (connessione rete, potenza impegnata, ecc.).
L’eventuale storage in corrente continua è a parte (Ne esistono di industriali, ma per avere un'idea è possibile vedere un prodotto di Panasonic che nel 2009 ha presentato un apparato di accumulo per la produzione da fonte rinnovabile discontinua basato sul litio ad uso domestico capace di alimentare l'abitazione per una settimana che dovrebbe essere commercializzato a partire dal 2011).
Velocità di carica della batteria e degradazione
La velocità ottimale di ricarica è diversa in ogni
batteria, ed è uno dei motivi per cui
il caricatore CHAdeMO regola automaticamente, in base alle consultazioni
con l'elettronica del VE, attraverso il monitoraggio in tempo reale del battery
management system (BMS) del veicolo. Questo previene innalzamenti di
tensione e temperatura troppo elevati, che sono le due cause reali di degrado
della batteria. Dato che il sistema di bordo per la gestione della batteria
verifica la tensione e la temperatura in tempo reale, la tensione è limitata
automaticamente a seconda delle caratteristiche della singola batteria di
ciascun VE.
Complessivamente i risultati dei test indicano che la
combinazione più economica per la casa o il posto di lavoro la carica è una
normale presa elettrica di c.a. a 230V. In questo caso, i conducenti hanno
abbastanza tempo per la ricarica e il numero di punti di ricarica che la rete
di distribuzione è in grado sostenere può essere un numero nell’ordine dei
milioni.
Per la carica in luogo aperto al pubblico ad accesso non
limitato, un caricabatterie rapido in corrente continua sembra la soluzione
migliore. Allevia l’ostacolo psicologico dell’ansia da autonomia, e il numero
di punti di ricarica pubblica necessari rimarrà una piccola frazione dato che i
conducenti li useranno per la ricarica di emergenza o l’estensione dell’autonomia.
L'impatto sulla rete, quindi, dovrebbe essere minimo.
Lo scenario cambia fra 5 anni quando vi saranno veicoli che costeranno meno con
batterie molto più capienti (3-4 volte le attuali) e che potranno percorrere alcune
centinaia di km con una sola carica e, all'occorrenza, un migliaio in una sola giornata con una sosta di mezz'ora. Oppure potranno fare soste brevissime per dei rabbocchi parziali, all'occorrenza senza compromettere l'integrità della batteria e il suo ciclo di vita garantito: già oggi alcuni costruttori garantiscono la batteria 160.000 km o 8 anni.
sabato 23 ottobre 2010
Avviata a Oppama (Giappone) la produzione della Nissan LEAF. E si comincia con 50.000 esemplari l'anno.
22 OTTOBRE 2010: una data storica quella di ieri, commovente, eccitante, perché è Nissan, perché è l'eccellenza essenziale!
È la migliore ricerca al mondo, serie ventennale di fatti consistenti reali, non chiacchiere o numeri manomessi di sostenibilità, è quella pensata ed eseguita con accuratezza e competenza, testata per diversi anni in Antartide, applicata con approccio olistico su vasta scala, che diventa prodotto accessibile per il mass market. Solo così i benefici delle nuove tecnologie più efficienti hanno utilità, grazie alla massimizzazione dei benefici. Quindi: eccellenza no-frills, essenziale per tutti.
Il miracolo di questa tecnologia? Solo poco meno di 150 Wh per chilometro! Ovvero, con l'energia equivalente di 3 litri di benzina possono essere percorsi 160 km in media, stando comodi con ogni comfort, freschi o al caldo, utilizzando meno del 40% dell'energia che utilizzerebbe una vettura tradizionale (nell'utilizzo reale senza economie: 173 Wh/km).
Si sa già che riesce ad utilizzare il 95% della capacità della batteria (24 kWh) ovvero fino a 22,76 kWh, un tasso di utilizzo di circa il 94,9 percento. Tecnici Nissan in passato hanno rivelato che è permesso un tasso di utilizzo dell'energia contenuta nella batteria del 95%. Così, spingendosi al limite della modalità "Tartaruga", una sorta di recovery mode a basse prestazioni adatto solo a raggiungere il più vicino impianto di fast charging stradale o la propria abitazione,