Autobus elettrici a ricarica istantanea

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Foto 1-ABB_Automated-fast-charger-for-electric-buses_Product-Launch_BusworldPresentato da ABB a Kortrijk alla fiera Busworld un sistema di ricarica rapido automatico per autobus in grado di rivoluzionare il trasporto urbano sul piano dell’utilizzo dei mezzi a zero emissione e quindi della qualità della vita nelle città. Ecco un approfondimento tecnico sul suo funzionamento.

Il sogno di poter disporre di veicoli elettrici ad autonomia praticamente illimitata in quanto equipaggiati con batterie quasi sempre cariche, sembra avverarsi o almeno si avvicina grandemente per quei mezzi che svolgono funzione di trasporto pubblico in città come gli autobus a trazione elettrica. Tutto ciò con notevoli vantaggi per la salute dei cittadini che potranno vedere diminuire i livelli di inquinamento, per la salvaguardia del patrimonio artistico urbano ed anche per le tasche dei contribuenti grazie ad una auspicabile riduzione dei costi di gestione insita nell’utilizzo di mezzi totalmente elettrici.

Il progetto si pone nel quadro dell’impegno che ABB, gruppo leader nelle tecnologie per l’energia e l’automazione, profonde da anni nella ricerca di soluzioni che contribuiscano allo sviluppo della cosiddetta mobilità sostenibile e delle infrastrutture necessarie a favorire in particolare l’elettrificazione del trasporto urbano percepita come occasione per incidere significativamente sulla riduzione delle emissioni di CO2.

Il nuovo sistema realizzato, richiedendo tempi di ricarica nell’ordine di soli 4-6 minuti, si prefigge proprio l’obiettivo di superare uno dei principali ostacoli fino ad oggi incontrati per una effettiva diffusione su larga scala di autobus elettrici consistente nella loro bassa autonomia e nei lunghi tempi di ricarica incompatibili con le esigenze del servizio e con un loro utilizzo su linee ad alta frequenza.

Concettualmente la realizzazione eredita da una parte la tecnologia di conversione AC/DC delle soluzioni Terra e dall’altra alcune soluzioni per la ricarica dei bus sperimentate nel progetto TOSA, nato nel 2013 dalle esigenze espresse dal sistema di trasporto pubblico di Ginevra di sperimentare metodologie operative meno inquinanti sul piano ambientale.

 

Foto 2-Fast+charging+robotCome funziona

Con la collaborazione di Gianluca Donato, Business Development Manager – Electric Vehicles Charging Infrastructure di ABB, che ci ha cortesemente messo a disposizione le informazioni tecniche relative, vediamo cosa prevede il progetto che è stato sviluppato in Italia presso lo stabilimento di Terranuova Bracciolini (AR).

Il sistema di ricarica, compatibile sia con bus elettrici che elettrici ibridi, adotta lo standard internazionale identificato dalla norma IEC 61851-23 che fornisce i requisiti per le stazioni di ricarica veloce in corrente continua per veicoli elettrici con particolare riferimento alla comunicazione di controllo tra stazione e veicolo. La conformità a questa normativa garantisce non solo il rispetto dei criteri di sicurezza ma anche il futuro supporto dell’intera industria automobilistica.

Partendo dal concetto che le batterie da autotrazione degli autobus urbani, per il gravoso servizio che devono assolvere, hanno necessità di ricevere ricariche anche durante la giornata per non esaurire autonomie non ancora in grado di coprire l’intero fabbisogno giornaliero. Il sistema realizzato da ABB consiste in una serie di mini cariche (rabbocchi) effettuate nell’arco dell’operatività giornaliera della durata di soli 4-6 minuti da effettuarsi in corrispondenza dei capolinea.

In queste fermate infatti dovranno essere operative delle stazioni di ricarica munite di una struttura verticale su cui sarà stato montato, in posizione rovesciata, un normale pantografo, in tutto simile a quelli utilizzati per treni o tram.

Sul tetto dell’autobus è invece prevista l’installazione di un interfaccia leggera costituita da 4 barre di contatto di peso limitato per non incidere sulla massa globale del mezzo e non pregiudicarne l’efficienza energetica.

 

La sequenza delle operazioni di ricarica è semplice e si può schematizzare in questi passaggi:

  • Comunicazione via wireless dell’autobus alla stazione di ricarica in prossimità del suo arrivo;
  • Automatico abbassamento del pantografo nella posizione ottimale predeterminata;
  • Esecuzione dei controlli di sicurezza previsti dal protocollo;
  • Erogazione di una ricarica veloce ma sufficiente ad ampliare l’autonomia del mezzo garantendo la possibilità di un’operatività dei bus praticamente 24 ore su 24, 7 giorni su 7.

ABB precisa che il sistema per la sua stessa concezione può facilmente integrarsi nei sistemi di trasporto urbano esistenti e richiede soltanto l’installazione di infrastrutture di ricarica rapida presso i capolinea.

Le potenze di ricarica concepite secondo una logica modulare possono essere da 150, 300 o 450 kW.

 

Le caratteristiche tecniche

 

Potenza Modulare: 150 kW, 300 kW, 450 kW.
Connessione alimentazione AC 3P + N + PE
Max. corrente e potenza di ingresso 3 x 250 A, 173 kVA
Intervallo tensione di ingresso 400 VAC +/-10% (50 Hz o 60 Hz)
Max. corrente di uscita 200 A  (per modulo da 150 kW)
Intervallo di tensione di uscita 400 – 800 VDC (CCS 2)
DC standard di connessione IEC 61851-23 / DIN 70121
Metodo di connessione tra stazione di ricarica e autobus Sistema di connessione automatico a 4 poli o Combo a 2 connettori
Installazione Interno / Esterno
Temperatura di esercizio Standard: da -10 C sino a + 45 C.

Optional: da – 30 C sino a + 45 C.

Connessione di rete GSM / CDMA modem

10/100 base – T Ethernet

Protezione IP54 – IK 10

 

Il progetto che avrà la sua prima applicazione nel 2016 con autobus elettrici ibridi Volvo nel sistema di trasporto pubblico del Lussemburgo, prevede anche servizi di diagnostica e gestione con aggiornamenti software da remoto.

 

Foto 3La partnership con Microsoft

Un ulteriore passo nello sviluppo di infrastrutture di ricarica in grado di favorire la diffusione dei veicoli elettrici è poi rappresentato dall’accordo, annunciato e ribadito al recente eCar Tech di Monaco di Baviera, tra ABB e Microsoft per la realizzazione congiunta di una piattaforma di nuova generazione che aumenti la disponibilità dei servizi di ricarica per i clienti.

Caratteristica della inedita partnership sarà quella di integrare le stazioni di ricarica veloci sviluppate da ABB con i servizi in cloud Azure di Microsoft finalizzati ad offrire una costante e stabile connessione in grado di garantire l’accesso al punto di ricarica a tutti gli utenti abilitati.

In tal modo sarà in particolare possibile garantire il buon fine della transazioni commerciali nel massimo rispetto della tutela della privacy.

La collaborazione con Microsoft utilizzerà inoltre tecnologie di apprendimento artificiale e di analisi predittiva in modo che la nuova piattaforma sia pronta a recepire future innovazioni.

Sul piano operativo il progetto prevede la connessione di tutte le stazioni di ricarica ABB al cloud Azure di Microsoft in modo da arricchirle di specifici servizi a valore aggiunto a cui operatori e gestori delle reti di ricarica potranno fare riferimento per ampliare la loro offerta.

 

 

 

 

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