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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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MW

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

416-644-0580Naeem.Farooqi@wsp.com

Twitter: naeemfarooqi11 Linkedin: Naeem Farooqi

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