Specifiche tecniche e migliorie al veicolo

MODI DI RICARICA VEICOLI ELETTRICI

vediamo di conoscere e comprendere l'argomento:

Per ricaricare alle colonnine pubbliche la normativa prevede che vi sia un’elettronica di controllo tra la colonnina che eroga la corrente ed il veicolo elettrico chiamato PWM (Pulse Width Modulation), necessario per garantire la sicurezza del processo di ricarica, sia per le persone sia per i possibili danneggiamenti del pacco batterie del veicolo.
Inoltre è importante che l'elettronica presente nella colonnina pubblica individui la sezione del cavo collegato per poter erogare la corrente sopportabile dal cavo, questa funzione è denominata "Resistor Coding".

La ricarica può essere in Corrente Alternata (AC) o Corrente continua/Diretta (DC)
Vi sono 3 modalità di ricarica delle batterie a corrente alternata ed 1 a corrente diretta.

RICARICA IN CORRENTE ALTERNATA (AC)

Analizziamo i tre metodi di ricarica in corrente alternata e relativi connettori:

MODO 1: E' la ricarica domestica che avviene tipicamente nei box delle abitazioni. Senza PWM (Ricarica lenta, connettore spina Schuko, corrente monofase 230V max 10A = 2300 W).
Non è possibile connettere veicoli elettrici alle colonnine pubbliche in Italia con questa modalità.
In Europa le colonnine pubbliche sono dotate di presa Schuko e permettono la ricarica ai veicoli leggeri quali biciclette, scooter e quadricicli elettrici.
Quindi, ad esempio, La Renault Twizy viene venduta in Europa con la spina Schuko.


Spina Schuko

MODO 2: Nel cavo di alimentazione del veicolo è presente una Centralina di ricarica portatile sicura domestica/aziendale, lenta o veloce (dotata di PWM) che garantisce la sicurezza delle operazioni durante la ricarica.
Le prese utilizzabili sono quelle domestiche (di solito Schuko) o industriali (quella blu monofase a 3 poli da 16A / 32A 3,7 Kw / 7,4 Kw oppure la rossa trifase a 5 poli fino a 32A – max 22 kW).
Una centralina di ricarica portatile è il modo più veloce per ricaricare un veicolo alla massima velocità, in assenza di colonnine di ricarica dedicate, utilizzando prese industriali molto più sicure e rapide rispetto a quelle domestiche. Le possiamo trovare al campeggio, nei cantieri, nelle ditte e persino nelle cucine dei ristoranti.
Il dialogo “intelligente” avviene solo dalla parte del cavo che connette l'elettronica di gestione del veicolo con la centralina presente nel cavo; da quest'ultima fino alla spina da connettere alla corrente, il cavo è di tipo standard cioè solo di potenza e nessun dialogo PWM. E' per questa ragione che questa modalità non è adatta per connetterla a colonnine pubbliche.
Dalla centralina tramite tasti di selezione si può scegliere la velocità di ricarica selezionando la quantità di corrente (Ampere).
(Il BMW C Evolution con il cavo in dotazione di serie utilizza il MODO 2 per la ricarica e si può selezionare l'amperaggio da 6A a 13A).



Cavo con centralina adatto per ricaricare in presenza di Presa industriale trifase (rossa)

MODO 3: Ricarica per ambienti pubblici, lenta o veloce
E’ obbligatorio per la connessione a colonnine pubbliche, è presente il sistema di sicurezza PWM che permette il “dialogo” tra il veicolo elettrico e la colonnina pubblica.
La ricarica può essere lenta (230V 16A 3,7 Kw) oppure rapida (fino a 400V 32A 22 Kw).
Esistono colonnine pubbliche che hanno il cavo di ricarica collegato direttamente ad esse.
Con quest'ultima tipologia di colonnine pubbliche l'erogazione di corrente arriva fino alla velocità massima limite offerta con la corrente alternata (fino a 400V 63A 44 Kw). L'unica automobile che ha un trasformatore tanto potente da utilizzare tutti i 44 Kw è la Renault Zoe (solo alcune versioni); in ogni caso in Italia penso che non esistano tali colonnine rapide.


Cavo di ricarica necessario per ricaricare alle colonnine pubbliche (nello specifico quello per il BMW C Evolution)

MODO 3 (semplificato): In Italia la ricarica (alle colonnine pubbliche) di veicoli leggeri quali biciclette, scooter e quadricicli elettrici deve avvenire mediante connettore Tipo 3A.
Il connettore Tipo 3A è lo standard italiano per la ricarica dei veicoli elettrici leggeri.
Si dice Modo 3 semplificato in quanto il veicolo non legge il segnale PWM inviato dalla stazione di ricarica che comunica al veicolo la massima potenza disponibile, ma è presente ugualmente il circuito pilota affinché la colonnina dia tensione alla presa solo se il veicolo è correttamente connesso e collegato a terra.
Si può usare solo se la corrente massima che assorbe il veicolo è:
corrente monofase 230V max 16A = 3700 W
Nei casi più diffusi, i veicoli che sono provvisti di spina 3A hanno il cavo di connessione fissato permanentemente a essi e raccolto in un apposito vano quando non è in uso. I veicoli forniti di questa spina possono essere ricaricati in ambito privato anche da una presa comune, tramite un semplice adattatore normalmente in dotazione al veicolo (modo di ricarica 1).


Il cavo (con spina 3A) collegato in modo fisso al veicolo e l'adattatore con spina Schuko

Quindi essendo solo l'Italia l'unico paese in Europa ad utilizzare questo connettore 3A ed inoltre le vendite di veicoli elettrici nel nostro paese sono molto esigue, sono pochissimi i produttori che si prendono la briga di vendere i loro mezzi forniti di questo connettore.
Gli unici che lo fanno sono solo Renault con il modello Twizy e lo scooter Vectrix modello Vx1.
La maggior parte degli scooter dei costruttori cinesi che vengono importati in Italia hanno il cavo con la spina Schuko. Quindi senza una conversione questi veicoli non possono essere ricaricati alle colonnine pubbliche italiane. Ricordatelo se doveste acquistare uno di questi scooter.


Esempio di Scooter con Caricabatteria esterno alloggiato nel sottosella) con spina Schuko

Saluti

Edited by Tesla_dream - 5/1/2017, 08:17 PM

ottimo articolo

peccato che il cavo che pemette di selezionare ampere alla colonnina e poi al cevo nno esiste , se non lo facciamo noi come dicevi tu

Risposta a Mork66517:

“tesla dream oggi ho caricato lo scooter quando ero al 50xcento fino al 100xccento 4196 Wh ho notato”

Vediamo di calcolare il RENDIMENTO RICARICA VEICOLO ELETTRICO:

3,7V x 12 = 44,4 (tensione singola batteria) x n.03 = 133,2V (tensione complessiva batterie)

133,2V x 60Ah = 7992 Wh (CAPACITA' MASSIMA)

7992 Wh x 0,87% = 6953 Wh (CAPACITA' NOMINALE)

Mork66517 ha scaricato la batteria fino a portarla ad una carica residua del 50% quindi:

6953 Wh x 0,50% = 3476 Wh (energia elettrica consumata e che va reimmessa con la ricarica)

RENDIMENTO TRASFORMATORE: 85%.

RENDIMENTO CELLE LITIO IONI (tra energia elettrica immessa e quella stoccata): 90%

Rendimento complessivo tra energia elettrica prelevata dalla rete pubblica e quella immagazzinata nelle celle batteria è del 75%.

quindi:
3476 Wh (energia elettrica consumata e che va reimmessa con la ricarica) x 1,25% =

= 4345 Wh (E' il mio calcolo teorico che ho fatto di energia consumata alla Colonnina pubblica)
quindi:
4345 Wh ( Consumo secondo il mio calcolo) – 4196 Wh (Consumo Reale) = 149 Wh (di errore nel mio calcolo in eccesso).
4345 / 4196 = 1,035 x 100 = 103,55%
quindi è un mio errore in eccesso di stima del 3,55% sui consumi reali.

La mia domanda però è la seguente:
Quando hai messo sotto carica il tuo scooter con le batterie cariche al 50% ed hai iniziato la ricarica
non hai subito visto sul display della colonnina la quantità di Watt che essa erogava?
Non i Kwh.
Avresti dovuto vedere subito un valore compreso tra 2800 e 3700 Watt di corrente che assorbiva il tuo trasformatore.

La colonnina pubblica a cui ti rifornisci non ti fornisce questo dato in Kw?

Per capire facciamo un esempio pratico:

Quando colleghi un aspirapolvere da 2000 Watt alla presa di casa e lo accendi, sul display del contatore dell'abitazione leggi la potenza istantanea 2,0 (espressa in Kw), anche se sarà di più visto che ci sono altri elettrodomestici accesi che funzionano come il frigorifero ad esempio.

Ricorda che il Watt rappresenta la potenza di corrente che ti deve fornire il Contatore di casa per alimentare l'aspirapolvere da 2000 Watt. Se ipotizziamo che l'aspirapolvere lo si lascia acceso per 15 minuti di tempo, si deduce che i Watt/h di energia elettrica consumata saranno:
2000 Watt (potenza) x 0,25 h (un quarto di ora di Tempo) = 500 Wh (energia)

Edited by Tesla_dream - 5/6/2017, 02:10 AM

si ho capito 3200 watt arrivava

CONNETTORI DI RICARICA MODO 2 (SOLO LATO VEICOLO) E (MODO 3) PER RICARICA IN CORRENTE ALTERNATA (AC)

Per ricaricare, in corrente alternata (AC), Automobili elettriche o ibride Plug in, ma anche Moto e Scooter di qualità (qual'è ad esempio il BMW C Evolution), dotati di pacchi batteria di media ed alta capacità, vengono utilizzati 2 Connettori diversi: TIPO 1 e TIPO 2.

Il TIPO 1 (Yazaki SAE J1772) è il connettore Standard Giapponese e Nord americano; esso è presente solo nei veicoli e non nelle colonnine di ricarica dato che in quei paesi il cavo è fissato alla stazione di ricarica e non è staccabile.
E' il connettore più utilizzato nelle auto elettriche giapponesi (es. Nissan Leaf) e americane
(esempio l'ibrida plug in Chevrolet Volt).
Utilizza corrente monofase, 16A 230V (3,7 kw) / max 32A (7,4 kw).
Il connettore ha 5 contatti: 2 di comunicazione e 3 di potenza (Fase, Neutro e Terra).
E' il connettore presente nel BMW C Evolution versione 1 e 2.



Immagine del connettore monofase Yazaki L=Fase N=Neutro PE=Protective Earth (connettori di potenza)
CP=Control Pilot e PP=Proximity (sono i 2 contatti di comunicazione)

Il TIPO 2 (Mennekes) è il connettore “Tedesco” che poi è divenuto lo Standard Europeo;
è il più utilizzato nelle auto elettriche dai costruttori europei (es. BMW i3, Renault Zoe).
Questo connettore si può usare sia per la ricarica in corrente monofase 16A 230V (3,7 kw) / max 32A (7,4 kw) e sia per la ricarica in corrente trifase 16A 400V (11 kw) / max 32A (22 kw)
Se la colonnina di ricarica è realizzata con cavo fisso, la potenza di erogazione arriva fino a 43 kW (63 A/400 V). Viene denominata ricarica “Fast AC”, la ricarica veloce in Corrente Alternata.
Il connettore ha 7 contatti: 2 di comunicazione e 5 di potenza (Fasi L1 / L2 / L3, Neutro e Terra).



Immagine del Connettore Mennekes (utilizza le 3 Fasi L1, L2 ed L3 ed il Neutro)

Lo scooter BMW C Evolution pur essendo costruito in Germania utilizza il connettore Tipo 1 per due ragioni:
- essendo uno scooter di qualità più unico che raro viene venduto in tutti i paesi avanzati. Quindi hanno preferito questo connettore considerato più “universale”.
- dal punto di vista tecnico non vi sono problemi perché la potenza del trasformatore è modesta (solo corrente monofase e 3,7 Kw con ricarica a 16A). Quindi entrambi i tipi sono validi.

Entrambi i Connettori Yazaki e Mennekes utilizzano lo stesso protocollo di segnalazione SAE J1772. In questo modo i costruttori di veicoli elettrici (tipicamente le automobili), possono dotare i loro mezzi dei connettori richiesti dalle nazioni di destinazione dei veicoli venduti, senza incorrere in problemi tecnici di compatibilità.

Come ultima informazione, potrebbe capitare di notare in qualche colonnina di ricarica pubblica che, oltre al Connettore Tipo 2 Mennekes (ed in Italia al Connettore Tipo 3A per veicoli leggeri), anche la presenza di un ulteriore Connettore:
Il TIPO 3C è presente solo nelle colonnine elettriche pubbliche e non nei veicoli.
(E' il vecchio Standard Francese); il Connettore 3A realizzato dalla ditta bergamasca Scame di Parre, ha le stesse caratteristiche elettriche del connettore Mennekes. E' attualmente in disuso.

Saluti

Per cercare di risponderti (anche perché non possiedo un BMW C Evolution) posso basarmi solo su dei calcoli teorici, ti chiedo:

1) Quale valore di Ampere (A) hai impostato nella Centralina di controllo, presente nel cavo in dotazione, per ricaricare? 6, 8, 10 o 13A?

2) Impostando gli stessi Ampere, prima dell'aggiornamento, per ricaricare dal 20 al 100% quanto tempo impiegavi?

Io ritengo che, con l'aggiornamento, sia cambiato il tempo che occorre alla batteria per passare dal 95 al 100% della carica e successivamente, bilanciare le celle che costituiscono l'accumulatore al litio ioni.
Questo aumento di velocità potrebbe essere dovuto a:

- miglior gestione del Software relativa le celle, nella delicata fase di riempimento energetico.

Opuure:
. BMW abbia ridotto (via Software) il valore limite di riempimento della batteria passando ad esempio dal 100% al 98 / 99%.

Questa seconda scelta permette di stressare meno le celle portandole al valore limite ed inoltre ne riduce di molto il tempo di bilanciamento tra le celle.

Ad ogni modo entrambe le opzioni che ho ipotizzato non si escludono a vicenda ma possono anche coesistere.

Saluti

si route lo notato pure io

Risposta a 66ruotebmw:



Pensavo che l'incremento di velocità nella ricarica che avevi notato si limitasse ad un intervallo che si estendeva max a mezz'ora.
Qui invece parli di 1 ora e 40 minuti (6 ore – 4 ore e 20 min) in meno sulla ricarica.
E' veramente tanta la differenza!!

Sei sicuro di aver ricaricato la batteria dal 20 al 100%, in entrambi i casi, e sempre con 6A?


Quanto tempo è passato tra quando hai terminato la ricarica ed hai iniziato a guidare lo scooter?

Vediamo di calcolare i TEMPI di RICARICA (teorici) del BMW C Evolution - Versione 1:

PRIMA DELL'AGGIORNAMENTO DEL FIRMWARE:

133,2V x 60Ah = 7992 Wh (CAPACITA' MASSIMA)
7992 Wh x 0,87% = 6953 Wh (CAPACITA' NOMINALE)

“66ruotebmw” ha scaricato la batteria fino a portarla ad una carica residua del 20% quindi:

6953 Wh x 0,80 = 5562 Wh (energia elettrica consumata e che va reimmessa con la ricarica)

La potenza del trasformatore alimentato con una corrente a 6A è di:
230V x 6A= 1380 Watt (potenza lorda del trasformatore)

però va sottratto 25% circa di energia a causa di:
- rendimento trasformatore
- rendimento celle a litio ioni
- consumo elettrico ventole di raffreddamento
- consumo elettrico elettronica di gestione celle della batteria

quindi:

1380 Watt x 0,75 = 1035 Watt (potenza netta del trasformatore)

5562 Wh (energia da immettere nella batteria) / 1035 Watt (potenza trasformatore) = 5,37 h (ore)

0,37 h x 60 (minuti) = 22,2 quindi arrotondando: 22 minuti

TOTALE (calcolo teorico): 5 ore e 22 minuti

per arrivare alle 6 ore che ha impiegato realmente “66ruotebmw” va tenuto conto che dal 90% in poi la corrente di ricarica si abbassa sotto i 6A e rallenta progressivamente sempre più fino a fermarsi al completamento della ricarica celle della batteria.

Quindi le 6 ore possono essere giustificate.

DOPO L'AGGIORNAMENTO DEL FIRMWARE:

ho letto che tanti si sono lamentati per una perdita di autonomia dopo aver fatto l'aggiornamento del Firmware
Skevin ad esempio scrive:



Secondo la mia ipotesi:
BMW ha abbassato, via Software, il limite della ricarica batteria dal 100% al 90% per aumentarne la longevità. Penso che si siano accorti di un invecchiamento precoce rispetto al naturale processo di degrado che avevano preventivato.
Ciò spiega le strategie di cicli parziali attuati dai costruttori di auto:
- GM limita il ciclo dal 17% all'80% dei livelli di stoccaggio dell'energia per la Chevrolet Volt.
- Nissan limita il livello massimo di carica della Leaf al 90% (tensione celle: 4,15V).
- Tesla invita i proprietari a limitare il carico massimo al 90% e raccomanda di evitare una profonda scarica della batteria.
Questo in special modo nei casi di utenti che lasciano il veicolo con la batteria carica al 100% per dei giorni interi senza usarlo.

La BMW i3, inoltre, ha l'impianto di climatizzazione che viene sfruttato per raffreddare o riscaldare a seconda dell'esigenza della batteria. Il raffreddamento solo con ventole di raffreddamento del BMW C Evolution non è così efficiente quanto quello della BMW i3.

Leggete quanto scritto da BMW nella relazione tecnica di presentazione della BMW i3

“Per assicurare un raffreddamento particolarmente efficiente dell’accumulatore ad alta tensione viene utilizzato il liquido di raffreddamento dell’impianto di climatizzazione.

Grazie a uno scambiatore di calore, il liquido è anche riscaldabile, così che anche in presenza di temperature esterne basse già prima della partenza viene raggiunta la temperatura ottimale di esercizio di 20 gradi Centigradi.

Questo pre-condizionamento crea le condizioni di esercizio ottimali, indispensabili per assicurare le prestazioni, l’autonomia e la durata della batteria.

Il BMW Group ha ideato e sviluppato la batteria in modo che essa abbia la durata di una vita di un’autovettura. I clienti ottengono per la batteria una garanzia di otto anni o 100.000 chilometri.”

Il BMW C Evolution ha la garanzia di “soli” 5 anni o 50.000 km.

Un altro degrado è dato dalle temperature superiori ai 30 C°. Nei paesi del Sud Europa si hanno tante giornate con tali valori. Soprattutto quando si lascia in estate lo scooter sotto al sole cocente nelle giornate serene. Peggio ancora se in quelle condizioni ricarichiamo il C Evolution alla colonnina di ricarica.
Per fortuna che BMW Motorrad vende il C Evolution nel solo color bianco; immaginate se fosse state di color nero!!!

quindi tornando ai calcoli:

Calcolo l'energia della batteria dal 20% al 90%:

6953 Wh x 0,70% = 4867 Wh (energia elettrica consumata e che va reimmessa con la ricarica)

in questo caso il rendimento è superiore in quanto viene ridotto il consumo elettrico delle ventole di raffreddamento (nel periodo di bilanciamento). Quindi il rendimento è dell'80%

1380 Watt (potenza lorda) x 0,80 = 1104 Watt (Potenza netta trasformatore)

4867Wh (energia da immettere nella batteria) / 1104 Watt (potenza trasformatore) = 4,40 h (ore)

0,40 h x 60 (minuti) = 24 minuti

TOTALE: 4 ore e 24 minuti

quindi:

il mio calcolo teorico è errato di 2 minuti in eccesso rispetto al tempo impiegato realmente da “66ruotebmw”.

Anch'io ti saluto dalla città che ha dato i natali ed in cui ha vissuto il celebre fisico ed ingegnere italiano che ha inventato la pila elettrica.
Chi è il misterioso personaggio? E qual'è la città?

Ciao

Tesla ma il problema e anche il peso delle bstterie che infliuisce autonomia