CONFIDENTIAL

SVVS TEKNOLOGIDAGER 1.11.2018

Lading på anleggsplassen – hvordan kan det gjøres?Jan Wøien, ABB AS

Denne presentasjonen tar utgangspunkt i batterielektriske kjøretøy.

• Kort om lading av elektriske kjøretøy

• Hvor lang tid tar det å lade et kjøretøy?

• Tilkobling til strømnettet

• Hva slags ladeutstyr behøves på anleggsplassen?

October 30, 2018 Slide 2

Innhold

ABB eMobility – effective charging infrastructure

October 30, 2018 Slide 3

Segment Cars Buses Trucks Marine & ports Mining & Construction

Airports

Applications Home charging Inner-city Inner-city Ships & ferries Excavating machines Airside and land side equipment

Destination charging

Intercity Hub to hub Automated Guided Vehicles

Dump trucks Planes

On-route charging Long haul Cranes Haulers

Offering AC chargers 3 – 22 kW

Depot chargers 50 – 350 kW

Depot chargers20 – 350 kW

DC wallboxes 20 –25 kW

Opportunity chargers150 – 600 kW

DC fast chargers50 – 350 kW

DC fast chargers 50 – 350 kW

Flash chargers400 – 600 kW

Strategi: Bruke standarder for lading av elbiler og elbusser hvor det er mulig

Hvordan lade et elektrisk kjøretøy?

October 30, 2018 Slide 4

CHAdeMOmodule

DC Fast Charging Station

Lader i bilen

Li-ion battery

BMS

AC Lading DC Lading

Størrelsen på laderen i kjøretøyet begrenser ladefarten

Ladefarten er høyere fordi ladestasjonen gir mye høyere effekt

Fra 50 kW og oppover

Typisk 3,3 - 22 kW

Hvert kjøretøy har sin egen lader ombord Ladesystemet er utenfor kjøretøyetEffekt vs Energi:• Effekt er måling av arbeid

som gjøres per tidsenhet. Måles i Watt (i praksis brukes som regel kW)

• Energi er summen av arbeidet som gjøres over en tid. F eks over en time – kWh

• Et batteris kapasitet («lagret energi») måles i kWh

• Batteriladerens effekt måles i kW.

• En 50 kW lader som lader et batteri i en time leverer 50 kWh energi (ikke hensyntatt tap i ladeprosessen)

Fra 30 kWh og oppover

IEC 62196

Standarder for ladeutstyr

October 30, 2018 Slide 5

Lademodus

Mode 1 Direkte, passiv tilkobling av elbil til nettet. Vern mm ikke inkludert.

Mode 2 Direkte, semi-aktiv tilkobling av elbil til nettet. Kontrollboks («kladden») med jord-overvåking, jordfeilsvern, overbelastningsvern og pilotsignal.

Mode 3 Direkte, aktiv tilkobling av elbil til nettet. Vern mm integrert i tilkoblingsboks. Muligheter for kommunikasjon mellom bil og tilkoblingsboks.

Mode 4 Direkte, aktiv tilkobling av elbil til ekstern likeretter (DC lading). Omfattende kommunikasjon mellom elbil batteristyring og ekstern lader

Kontakt type

Type 1 Kontakt for enfase tilkobling. USA / Japan standard (SAE J1772)

Type 2 Kontaktsystem for enfase og trefase tilkobling. Europa standard («Mennekes»)

Type 3 Kontaktsystem for enfase og trefase tilkobling, med beskyttelseslokk. For det meste brukt i Frankrike / Sør-Europa

Type 4 Kontaktsystem for DC tilkobling.

50 kW DC elbil lader

(Mode 4 type 4)

October 30, 2018

Slide 6

Eksempler på ladestasjoner

11 kW AC elbil lader

(Mode 3 type 2)

150 kW DC depot lader m/ tre ladepunkter

300 kW DC elbuss lader

October 30, 2018

Slide 7

Ladeutstyr – mulig maks ladeeffekt i dag

AC lading Ca 43 kW AC (63 A 400 V trefase)

DC hurtigladingCCS – kabel

Ca 150 kW DC (vanlig kabel)Ca 300 kW DC (væskekjølt kabel)

DC hurtigladingCCS – pantograf

Ca 600 kW DC

October 30, 2018 Slide 8

Ladetider for elektriske kjøretøyElbil (Jaguar I-Pace)

Buss (Volvo9700, 12 m)

Lastebil(EMOSS 18 tonn)

Gravemaskin (Cat 25 tonn)

Batteri 90 kWh (85 kWh brukes)

250 kWh 240 kWh 300 kWh

Rekkevidde 470 km Opptil 200 km Opptil 250 km Ca 5 – 7 timer drift

Forbruk 0,18 kWh/km 1,25 kWh/km 1 kWh/km 40 - 60 kW/time

Lader på kjøretøyet

7,3 kW 230V enfase

22 kW 400V trefase

Opptil 43 kW 400V trefase

43 kW 400V trefase

Full-lading medkjøretøyets lader

11 – 12 timer 11 – 12 timer 5 – 6 timer Ca 7 timer

Hurtiglading 150 kW DC i 1 time

100% SOC*(fulladet)

60% SOC(120 km)

63% SOC(150 km)

50% SOC(ca 3 timer drift)

NB - Teoretiske verdier. Ladeverdier tar ikke hensyn til tap i ladeprosessen, batterikjemi, omgivelsestemperatur mm

* SOC: State Of Charge (hvor fulladet et batteri er)

Kommentarer:- Praktisk grense for hurtiglading: 80% av

maks kapasitetEtter dette går ladeprosessen mye langsommere

- Batteri vekt er ca 0,2 kWh/kg (NMC)En 300 kWh batteripakke veier 1,5 tonn eller mer

- Batteri volum er ca 0,6 kWh/liter (NMC)En 300 kWh batteripakke tar ca 0,5 m3 plass eller mer

1) Anleggsmaskinen er koblet til strømnettet under brukMaskinen trekker ikke mer strøm enn det nettet kan levere (kanskje med et batteri for å ta de største toppene)

2) Bytte batteriTo sett med batterier – ett i maskinen, og ett til ladingAC eller DC lading, avhengig av størrelsen på batteriet og intervaller for batteribytte

3) Lade over nattenAnleggsmaskinene har store nok batterier til en arbeidsdags bruk AC lading med maskinens innebygde lader eller DC hurtiglading, avhengig av antall maskiner og størrelsen på batteriene

4) Lade i løpet av arbeidsdagenDC hurtiglading av anleggsmaskinene etter behov.

October 30, 2018 Slide 9

Ulike scenarier for lading

Strømnettet i Norge

October 30, 2018 Slide 10

Hvordan koble seg til elnettet?

Sentralnettet

Regionalnettet

Distribusjonsnettet

Strøm tilkobling

22 kW AC Trefase 400V, 32 Ampere

50 kW DC Trefase 400V, 80 Ampere

150 kW DC Trefase 400V, 250 Ampere

300 kW DC Trefase 400V, 500 Ampere

Typisk enebolig Trefase 400V, 63 A

Ladere kobles til lavspent distribusjonsnettet her

Utfordringer:

- Ha nok energi tilgjengelig på tilkoblingspunktet til nettet

- Ha nok effekt tilgjengelig når det behøves

Transformatorstasjon Nettstasjon

• Er det tilstrekkelig å bruke maskinens innebygde lader?- Trenger kun tilkobling til strømnettet (AC ladestasjon). Energibehov avhenger av maskinens type og bruksmønster

• Er det behov for en DC hurtiglader?- Hurtigladeren monteres i en container eller på skids, slik at den enkelt kan flyttes

• Er det behov for batterier for å avlaste nett-tilkoblingen?- Batteriene monteres i en container, slik at de enkelt kan flyttes. Kan være samme container som hurtigladeren

• Er anleggsplassen uten muligheter for tilkobling til strømnettet?- Vurder alternativer til batteridrift (hydrogen brenselcelle, biogass)- Evt mobile batterier med tilstrekkelig kapasitet til å lade utstyret uten nett-tilkobling.Batteriene transporteres til en egnet plass for lading

- Evt batteribytte på maskinene. Batteriene transporteres til en egnet plass for lading

October 30, 2018 Slide 11

Hva slags utstyr behøves for lading på anleggsplassen?

Jan Wøien

ABB AS Bergerveien 12, Billingstad

Tel 03500 (ABB) / 35 58 27 79 (direkte)

Jan.woien@no.abb.com

Spørsmål?

October 30, 2018 Slide 12