lima e-bus infraestructura de carga · 3. necesidad de considerar la interconexión de rutas (es...
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WSP Canada Inc.
Lima E-BusInfraestructura de carga
Programa del Taller
1. Diferencias globales entre potencia y energía
2. Estandarización del sistema de carga1. Estándar SAE
2. OppCharge
3. Tecnología de carga para e-Bus1. Cargador con conector tipo enchufe
2. Cargador tipo pantógrafo
3. Carga inductiva
4. Consideraciones acerca de la tecnología de carga1. Carga en horas punta vs. carga en horas valle
2. Almacenamiento de energía in situ
3. Disposición de la estación
4. Requerimientos de energía para estación de carga (Mejora de infraestructura)
5. Consideraciones acerca de la carga en ruta vs. la carga en estación
5. Aspectos generales acerca de la carga del Lima e-Bus
6. Cierre de sesión & preguntas
Sesión 5
Infraestructura de carga
10:30 a. m. a 12:30 p. m.
Tecnología de carga del e-Bus
Diferencias en la distribución global de energía
AC / DC
Combinada
DC
AC
• La distribución de la electricidad difiere según el país (voltaje, fase)• Perú opera con un sistema eléctrico de 220 V, 60 Hz
OppCharge
• Iniciativa destinada a establecer una interfaz común e
interoperabilidad para la carga del vehículo eléctrico
• Componentes clave:• Tipo de conector• Posicionamiento del vehículo/cargador• Protocolo de comunicación• Rendimiento
• Asociación de los principales fabricantes de equipos originales
(OEM) de e-Buses e infraestructura de carga a nivel mundial
Proyecto piloto de e-Bus de TransLink y OppCharge
• Colaboración entre TransLink y CUTRIC para probar y
recopilar datos de e-Buses de los fabricantes New Flyer
y Nova Bus
• Estaciones de carga de ABB y Siemens a lo largode la ruta
• Lanzado en septiembre de 2019
• Factores clave para OppCharge:• Interoperabilidad entre los e-Buses y las estaciones
de carga
• Reducción de los costes de infraestructura
• Gestión de la cadena de suministro para
mantenimiento y reparaciones
Proyecto piloto de TransLink en la Ruta 100 con e-Bus de Nova Bus
Conectores estándar enchufables para carga de E-Bus
SAEJ1772 debe especificar estándares para las entradas de los conectores del vehículo y el
conector de acoplamiento del mismo con el fin de permitir la interoperabilidad de los
vehículos con conectores enchufables en las estaciones de carga.
SAE International(Sociedad de Ingenieros de Automoción)
• Organización de desarrollo de estándares con la mayor producción mundial de
estándares para vehículos de automoción/vehículos en tierra.
• Estándares clave para la carga de vehículos eléctricos:
• SAE 1772 Acoplador de carga conductivo para vehículos eléctricos
• SAE J3105 Interoperabilidad de la carga a lo largo de la ruta (Pantógrafo)
• SAE J2954 Sistemas de carga inductiva a lo largo de la ruta
• SAE J2931 Protocolo de comunicación de datos de carga
Tecnología de cargae-Bus
Protocolos de carga y conectoresAC - Corriente alternaDC - Corriente continua
AC – Tasa de transferencia de densidad de alta potencia (utilizado en la red de suministro eléctrico)DC – Baterías de carga rápida
Rectificador - Convierte AC a DC
Diodo - Semiconductor (permite el flujo de corriente en una sola dirección)
Estación de carga mediante conector tipo enchufe
• El conector de carga se conecta al puerto de carga del vehículo
• Conexión/desconexión manual
• El puerto de carga y el conector difieren en función de las normas del
país y de la carga de AC vs. DC.
• Método estándar para carga en estación
• DC Nivel 3 para la carga rápida con enchufe (hasta 350 kW)
Ejemplo de especificación de carga medianteconector tipo enchufe
Nuevo Flyer Xcelsior con sistema de conectores Siemens
Estación de carga suspendida
• Cargador tipo pantógrafo automatizado conectado a
los contactos de la fuente de alto voltaje.
1. Arriba: Pantógrafo instalado en la
estación de carga
2. Abajo: Pantógrafo acoplado al e-Bus
• Los sensores de posición inalámbricos detectan
cuando el e-Bus se encuentra debajo de la estación
de carga
• Alta tasa de transferencia de potencia de hasta 600
kW
• Carga durante las escalas en las terminales y
puntos finales de la ruta (tiempo de carga promedio
de 4 a 6 minutos)
Ejemplo de especificación de carga a lo largo de la ruta
Nuevo Flyer Xcelsior con sistema OppCharge de Siemens
Carga inductiva• WAVE (Electrificación inalámbrica avanzada de
vehículos)
• Índice de transferencia de potencia de 50 kW y 250
kW
• El campo electromagnético suministra carga desde las
bobinas primarias a las bobinas secundarias
instaladas en el e-Bus.
• Proceso de carga automatizado con sensores de
posición inalámbricos• Transferencia de potencia ineficiente
• Alto coste de capital
• Autoridad de Tránsito de Vineyard (VTA), en
Massachusetts, prueba e-Buses BYD con WAVE
• Proyecto piloto de e-Buses de BYD con flota de 10
buses:• 30ft K7 (196 kWh)• 35ft K9S (350 kWh)
Consideraciones acerca de la tecnología de carga
Week Buses in service Buses in Garage On-Route Charging: NO MD Garage Charging: NO
Division Buses Charging MW Demand Buses: 162
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Carga en ruta vs. Carga en estación
Escenario 1: Sin carga en ruta (solo en estación)
• Demanda máxima: 14 MW
• Rango reducido de carga activa
• Gran porcentaje de la flota que se carga en el depósito una vez finalizada la
asignación de bloques/rutas
Demanda máxima: 14 MW
Week Buses in service Buses in Garage On-Route Charging: Yes MD Garage Charging: Yes
Division Buses Charging MW Demand Buses: 162
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Carga en ruta vs. Carga en estación
Escenario 2: Incorporación de cargadores a lo largo de la ruta
• Demanda máxima: 9.1 MW
• La demanda de carga de la flota se distribuye a lo largo del día
• Menor número de autobuses que se cargan al mismo tiempo, lo que reduce la
demanda máxima.
Demand máxima: 9.1 MW
Almacenamiento de energía in situ
Neutralización de picos:
• Reducir la energía comprada al proveedor de servicios
públicos durante las horas de mayor demanda.
• Utilizar el almacenamiento de energía in situ para cargar
los paquetes de baterías industriales.
• Suministrar energía durante los picos de demanda para
reducir el consumo de energía de la infraestructura
eléctrica.Las tarifas de electricidad ($/kWh) difieren según la hora del día.
Almacenamiento de energía in situ
Objetivos:
• Neutralizar picos de demanda de energía
• Complemento de carga para e-Bus fuera de las horas pico
• Reducir costes de electricidad
• Servir como fuente de alimentación de respaldo
Impacto de carga en la estación
Disposición del garage
• Ancho de las vías de estacionamiento de
autobuses para alojar estaciones de
carga
• Altura del techo y puertas levadizas
acordes a la altura del eBus, acceso a las
baterías instaladas en el techo
Infraestructura de suministro de energía en
las instalaciones
• Actualización del transformador de alto
voltaje
• Distribución de los servicios en las
instalaciones
• Tendido de cables eléctricos a las
estaciones de carga
Consideraciones acerca de la carga en ruta vs. carga en estación Ventajas de la carga en ruta vs. carga en estación:
1. Distribuir la demanda de carga de la flota a través de una
red más grande, reduciendo la demanda máxima de
energía en la estación
2. Mayor velocidad de carga
3. Extender el rango de operación del e-Bus sin necesidad
de volver a la estación.
4. Los e-Bus con baterías más pequeñas pueden utilizarse
para completer rutas y obtener así los suguientes
beneficios:1. Menor peso del vehículo
2. Aumentar la capacidad de pasajeros
3. Impacto reducido en el estado de la carretera.
Consideraciones acerca de la carga en ruta vs. carga en estación
Desventajas de la carga en ruta vs. carga en estación::1. La necesidad de carga a lo largo de la ruta puede quedar
obsoleta a medida que mejoren la tecnología y el alcance de la
batería
2. Alto coste de capital de las estaciones de recarga en ruta (~ $
1M)
1. Mayor grado de planificación y participación de las partes
interesadas (a saber, uso de la tierra, coordinación de los servicios
públicos del área).
2. Infraestructura para el suministro de energía de alto voltaje en
múltiples ubicaciones
3. Necesidad de considerar la interconexión de rutas (es decir,
múltiples e-Buses comparten una estación de carga).
4. Mayor dificultad de acceso al lugar y mayor interrupción del
servicio para llevar a cabo el mantenimiento del cargador.
5. La carga rápida puede acelerar la degradación de la batería.
6. Mayor riesgo de que el equipo sufra algún tipo de daño
ocasionado por terceros.
Infraestructura de carga del Lima e-Bus
Panorama general de la infraestructura de carga del Lima eBus
¡Gracias!
Naeem FarooqiConsultor PrincipalToronto, Canadá
Twitter: naeemfarooqi11 Linkedin: Naeem Farooqi
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