Submission #121
Aprobado
Fundación CIRCE
Carga de vehículos eléctricos por acoplamiento inductivo
Tue, 2018-01-30
En pruebas en entorno real
Proyecto demostrativo europeo FP7- UNPLUGGED (Inductive Charging for Electric Vehicles)
Lugar Implantación: Zaragoza
Fecha: 2015
Descripción: Demostración de un cargador de 50kW interoperable para vehículos con niveles de tensión en baterías de 350 y 700 V, es decir, turismos y furgonetas.
Proyecto demostrativo VICTORIA
Lugar Implantación: Málaga
Fecha: 2016
Descripción: demostración del primer carril de carga por inducción dinámica en ruta, para la recarga de autobuses eléctricos. Se trata de un sistema triple de recarga: de manera estacionaria durante la noche, en un punto de recarga; cargas parciales en una estación de recarga inductiva estática en cada parada; y cargas parciales en un carril de recarga inductiva dinámica en ruta.
Lugar Implantación: Zaragoza
Fecha: 2015
Descripción: Demostración de un cargador de 50kW interoperable para vehículos con niveles de tensión en baterías de 350 y 700 V, es decir, turismos y furgonetas.
Proyecto demostrativo VICTORIA
Lugar Implantación: Málaga
Fecha: 2016
Descripción: demostración del primer carril de carga por inducción dinámica en ruta, para la recarga de autobuses eléctricos. Se trata de un sistema triple de recarga: de manera estacionaria durante la noche, en un punto de recarga; cargas parciales en una estación de recarga inductiva estática en cada parada; y cargas parciales en un carril de recarga inductiva dinámica en ruta.
Descripción
Existen varias soluciones de carga para vehículos eléctricos, mediante baterías que se recargan conectándolas a la red. Sin embargo, el sistema de carga de VE no sólo debe ser eficiente, sino también amigable con el usuario (el conductor del vehículo) y con el resto de usuarios.
Preferiblemente, se requerirán soluciones que permitan la carga rápida de vehículos eléctricos, y que además, su infraestructura no presente una problemática para las ciudades y carreteras, donde deberán instalarse este tipo de dispositivos.
Como alternativa a la carga conductiva, se presentan soluciones de carga por inducción, en la que no se necesite conexión física a la red.
La solución de carga por acoplamiento inductivo presentada por CIRCE logra la carga rápida de vehículos eléctricos, a través de dos bobinas eléctricamente aisladas y acopladas magnéticamente a través del aire, sin necesidad de contacto físico y situadas a decímetros de distancia, sin necesidad de que se deba realizar ninguna operación adicional.
Aunque el sistema de carga inductiva todavía tiene que resolver algunas barreras tecnológicas, como la menor eficiencia frente a carga conductiva, los bajos ratios de transferencia de potencia o temas de seguridad e interoperabilidad, ofrece claras ventajas: es un sistema seguro, sencillo y cómodo para el usuario, que no tiene ni que bajarse del coche para que éste se cargue; al tratarse de un sistema enterrado, no existen ni posibilidades de actos de vandalismo ni problemas derivados de la condición atmosférica, como viento, humedad, etc.; además, no genera impacto visual en el entorno, importante en el caso de trenes y tranvías urbanos, porque evita la presencia de cables aéreos.
Junto al transporte privado, esta tecnología cuenta con un gran atractivo para las flotas de vehículos: autobuses, taxis, tranvías, camiones de basura y flotas urbanas en general, que realizan paradas periódicas en ubicaciones concretas. De esta forma, el sistema de acoplamiento inductivo de carga rápida permite realizar en cortos espacios de tiempo cargas parciales de alta potencia suficientes para recorrer la distancia entre paradas, reduciendo costes y peso de las baterías instaladas en los vehículos.
Preferiblemente, se requerirán soluciones que permitan la carga rápida de vehículos eléctricos, y que además, su infraestructura no presente una problemática para las ciudades y carreteras, donde deberán instalarse este tipo de dispositivos.
Como alternativa a la carga conductiva, se presentan soluciones de carga por inducción, en la que no se necesite conexión física a la red.
La solución de carga por acoplamiento inductivo presentada por CIRCE logra la carga rápida de vehículos eléctricos, a través de dos bobinas eléctricamente aisladas y acopladas magnéticamente a través del aire, sin necesidad de contacto físico y situadas a decímetros de distancia, sin necesidad de que se deba realizar ninguna operación adicional.
Aunque el sistema de carga inductiva todavía tiene que resolver algunas barreras tecnológicas, como la menor eficiencia frente a carga conductiva, los bajos ratios de transferencia de potencia o temas de seguridad e interoperabilidad, ofrece claras ventajas: es un sistema seguro, sencillo y cómodo para el usuario, que no tiene ni que bajarse del coche para que éste se cargue; al tratarse de un sistema enterrado, no existen ni posibilidades de actos de vandalismo ni problemas derivados de la condición atmosférica, como viento, humedad, etc.; además, no genera impacto visual en el entorno, importante en el caso de trenes y tranvías urbanos, porque evita la presencia de cables aéreos.
Junto al transporte privado, esta tecnología cuenta con un gran atractivo para las flotas de vehículos: autobuses, taxis, tranvías, camiones de basura y flotas urbanas en general, que realizan paradas periódicas en ubicaciones concretas. De esta forma, el sistema de acoplamiento inductivo de carga rápida permite realizar en cortos espacios de tiempo cargas parciales de alta potencia suficientes para recorrer la distancia entre paradas, reduciendo costes y peso de las baterías instaladas en los vehículos.
Los objetivos perseguidos con el sistema de carga inductivo son:
• Carga de vehículo eléctrico de manera rápida, automática e inalámbrica por inducción electromagnética, existiendo tres modos de operación:
• Carga estacionaria, mientras el VE está aparcado en un punto de carga.
• Carga estática en ruta, mientras el VE está parado en un semáforo, parada de autobús, taxi, etc.
• Carga dinámica en ruta, mientras el VE está en marcha, circulando por encima de determinadas zonas estratégicas.
• Reducción del tamaño de la batería a bordo de los vehículos eléctricos, para de esta manera reducir tanto peso como coste.
• Eliminar la necesidad de mobiliario urbano para carga de vehículos eléctricos, al tratarse de una solución enterrada.
• Impulsar la integración del vehículo eléctrico y aplicaciones V2G como estrategia para el desarrollo sostenible en las nuevas ciudades inteligentes.
• Carga de vehículo eléctrico de manera rápida, automática e inalámbrica por inducción electromagnética, existiendo tres modos de operación:
• Carga estacionaria, mientras el VE está aparcado en un punto de carga.
• Carga estática en ruta, mientras el VE está parado en un semáforo, parada de autobús, taxi, etc.
• Carga dinámica en ruta, mientras el VE está en marcha, circulando por encima de determinadas zonas estratégicas.
• Reducción del tamaño de la batería a bordo de los vehículos eléctricos, para de esta manera reducir tanto peso como coste.
• Eliminar la necesidad de mobiliario urbano para carga de vehículos eléctricos, al tratarse de una solución enterrada.
• Impulsar la integración del vehículo eléctrico y aplicaciones V2G como estrategia para el desarrollo sostenible en las nuevas ciudades inteligentes.
Para la instalación del sistema de carga por inducción es necesario realizar una intervención en la calzada para enterrar el sistema de carga por inducción, además de tener vehículos que se puedan transformar para aceptar este tipo de carga.
Al tratarse de un dispositivo automático, no necesita la intervención humana. El conductor no necesita bajarse de su vehículo para que éste se cargue. Para el funcionamiento del sistema es necesario disponer de suministro de corriente alterna de alta frecuencia. Dicho suministro puede conseguirse de la red eléctrica disponible en el entorno urbano.
Al tratarse de un dispositivo automático, no necesita la intervención humana. El conductor no necesita bajarse de su vehículo para que éste se cargue. Para el funcionamiento del sistema es necesario disponer de suministro de corriente alterna de alta frecuencia. Dicho suministro puede conseguirse de la red eléctrica disponible en el entorno urbano.
Se trata de tecnología WPT (Wireless Power Transfer) para vehículos eléctricos (VE), que aplica el principio de la inducción electromagnética y la transferencia de potencia por inducción.
El sistema se basa en una bobina de inducción instalada bajo la calzada y cargada mediante corriente alterna de alta frecuencia. La corriente genera un campo magnético en la bobina que induce voltaje en el receptor de potencia instalado en el vehículo, colocado sobre ésta bobina enterrada. De esta forma, el vehículo se carga sin necesidad de que exista una conexión física con el cargador.
Se dispone de soluciones de entre 10 kW hasta 150 kW, en función del tipo de vehículo a cargar y la necesidad de rapidez de carga.
El sistema se basa en una bobina de inducción instalada bajo la calzada y cargada mediante corriente alterna de alta frecuencia. La corriente genera un campo magnético en la bobina que induce voltaje en el receptor de potencia instalado en el vehículo, colocado sobre ésta bobina enterrada. De esta forma, el vehículo se carga sin necesidad de que exista una conexión física con el cargador.
Se dispone de soluciones de entre 10 kW hasta 150 kW, en función del tipo de vehículo a cargar y la necesidad de rapidez de carga.
Métricas
Los indicadores que se pueden utilizar para medir los impactos de la solución en la sociedad de acuerdo con la guía de indicadores de SCIS son los siguientes:
• Número de instalaciones de carga de vehículo eléctrico: Cada cargador supondría una unidad adicional en esta métrica.
• Incremento de la cantidad de cargas y vehículos en la red: este indicador mide la potencia agregada en cargas eficientes o en vehículos. Cada cargador añadiría entre una potencia equivalente a la de la solución.
• Número de instalaciones de carga de vehículo eléctrico: Cada cargador supondría una unidad adicional en esta métrica.
• Incremento de la cantidad de cargas y vehículos en la red: este indicador mide la potencia agregada en cargas eficientes o en vehículos. Cada cargador añadiría entre una potencia equivalente a la de la solución.
Las mejoras en los indicadores son estimadas de acuerdo a hipótesis de despliegue de los cargadores. En el caso del piloto en Zaragoza los indicadores serían 1 y 50 kW respectivamente, es decir un cargador instalado y 50kW de potencia adicional instalada para incluir cargas nuevas, en este caso, vehículos eléctricos.
En el caso del piloto de Málaga, serían 7 cargadores y un total de 350 kW de potencia adicional instalada.
En el caso del piloto de Málaga, serían 7 cargadores y un total de 350 kW de potencia adicional instalada.
