Internationale normalisatie van de laadinfrastructuur : problemen en oplossingen

Internationale normalisatie van de laadinfrastructuur : problemen en oplossingen Peter VAN DEN BOSSCHE Erasmus Hogeschool Brussel Vrije Universiteit Brussel Be.eV#1

1

Het elektrisch voertuig

•een auto? •of een elektrisch toestel

Be.eV#1 - Van den Bossche P. 2010-10-29

2

Normalisatiecomités Fixed installations IEC 60364

Charging interface IEC 61851 (TC69)

EV electrical aspects (if not charging) ISO TS22/SC21

Data transfer JWG IEC/ISO V2G

Connective Interfaces IEC 62196 (SC23h)


SAE also has activities

3

Battery cells IEC SC21A Battery assembly ISO TC22/SC21

Normalisatiecomités ISO TC22 SC21

IEC TC69

Voertuig aspecten

Aansluiting op het net Elektrische componenten

–Verschil in normalisatiecultuur!


4

Basisnorm voor laden • IEC 61851 - Conductieve lading voor elektrische voertuigen –Deel 1: Algemeen (FDIS) –Deel 21: E.V. vereisten (CD) –Deel 22: Wisselstroom laadstation (CD) –Deel 23: Gelijkstroom laadstation (NP) –Deel 24: Gelijkstroom communicatie (NP)

• Laadmodi voor conductief laden Be.eV#1 - Van den Bossche P. 2010-10-29

5

Mode 1 lading • Standaard stopcontact zonder communicatie • Aarding en verliesstroomschakelaar zijn essentieel! – Verplicht in nieuwe installaties – Niet gewaarborgd aanwezig in oude installaties

• Verboden in bepaalde landen • Meest populaire systeem • Zeer veilig indien correct gebruikt


6

Mode 2 lading • Standaard stopcontact • Beschermingsdoosje in de kabel • Oorspronkelijk Amerikaanse overgangsoplossing • Nieuwe belangstellng van constructeurs om Mode 1 te vervangen • Geen bescherming voor de stekker! Be.eV#1 - Van den Bossche P. 2010-10-29

7

Mode 3 lading • Stopcontact voorbehouden voor E.V. • Pilootfunctie – – – –

Nagaan van correcte verbinding Stopcontact is dood zonder voertuig aangesloten Integriteit van de aarding Ampaciteit van de lader

• Essentieel voor publieke infrastructuur Be.eV#1 - Van den Bossche P. 2010-10-29

8

Pilootfunctie met geleider • Eerste niveau van communicatie • Controleschakelaar op voertuig • Ampaciteitscontrole door pulsbreedte vehicle

control

pilot conductor

electric vehicle supply equipment (charging station) control

oxillator earth conductor


9

Pilootfunctie zonder extra geleider • Hoogfrequent signaal op vermogens- en aardgeleiders Fixed Power Socket EV or PHEV

Phase Neutral

Vehicle charger

R CD GFCI HF Filter

Earth

modem with relay command


HF Filter

10

Vehicle chassis

modem

Vehicle command

De strijd van de modi • Autoconstructeurs verkiezen uitsluitend Mode 3, met Mode 2 als overgangsoplossing • Gebruikers steunen Mode 1 –Noordelijke landen: motorverwarming –Veilig indien goed aangesloten –Thuis laden met minimale investering


11

Mode 4 lading • Vaste lader • Gelijkstroom aansluiting


12

Standaard accessoires • Huishoudelijke stekkers niet optimaal voor E.V. –langdurige belasting aan nominale stroom –ontkoppelen onder belasting

• Industriële stekkers (IEC 60309-2) zijn veel beter!


13

Bijzondere accessoires • IEC SC23H –IEC 62196 - 2: Stekkers voor lading (met pilootgeleider) •Voorstelling van 3 types •Discussie over een unieke oplossing, probleem met nationale regelgevingen (bv. shutters)

–IEC 62196-3: Nieuw voorstel voor gelijkstroomstekkers


14

Type 1: éénfasig 32A • USA-Japan • SAE J1772


15

Type 2: driefasig 63A


16

Type 3: driefasig 32 A (63)


17

Inductief laden • Geen kabels of stekkers nodig • Opportuniteit van dynamische lading tijdens het rijden • Normalisatiewerk is heraangevat


18

Vermogen niveaus • Gewone lading –Standaard stopcontact 16A - 3,5 kW - “15 km/h”

• Semi-snelle lading –Eénfasig 32A - 7 kW - “30 km/h” –Driefasig 16A - 11 kW - “50 km/h”

• Snellading –> 40 kW en meer –Gelijkstroom of wisselstroom Be.eV#1 - Van den Bossche P. 2010-10-29

19

Trage lading zal overheersen! Charge rapide

5% Rapide - Cher Limité


20

charge < 6 kW

95% Bon marché - efficace disponible partout

Beheer van het netwerk • Optimalisatie van het laadmoment • “Vehicle to grid” Ne pas charger ici s.v.p. Charger ici !

Coût


21

Communicatie netwerken Grid Operator User Interface Mobility Operator

Electric ElectricVehicle Vehicle Communication Controller (EVCC) Controller

Charge ChargeSpot Spot Communicati Communication onController Controller (CSCC) Electricity Meter

Local/Remote Communication Authentication

Vehicle Manufacturer

Billing Ampacity control

Electricity Retailer

Charge information

Electricity Supplier


22

Problemen • Complexe beheersmodellen • Interactie van diverse actoren • Verbruik van een laadbeurt vs. parkeer- en transactiekosten • Gevaar van overspeciﬁcatie en overnormalisatie • “K.I.S.S.” principe !


23

Waar gaan we heen? • Normalisatie is essentieel voor veiligheid en compatibiliteit maar moet de reële behoeften aanspreken • Het ideaal voor de infrastructuurnormen:

–Elk voertuig moet veilig kunnen opladen, overal. Be.eV#1 - Van den Bossche P. 2010-10-29

24

Internationale normalisatie van de laadinfrastructuur : problemen en oplossingen

Recommend Documents