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Titre: Véhicules électriques 101

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Véhicules électriques 101

  • Une introduction
  • Par Dan Lauber
  • 13 novembre 2009

2
Véhicules électriques 101

  • Une histoire brève
  • Avantages
  • Défis
  • Relever le défi
  • Les véhicules électriques aujourd'hui
  • Les véhicules électriques au MIT

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Types de véhicules électriques
Sources www.umcycling.com/mbtabus.html, GE,
Toyota
4
Types de voitures électriques
Sources Honda, Toyota, GEM, MIT
5
Histoire des VE

  • Années 1830
  • Véhicule électrique à batterie inventé par Thomas
    Davenport, Robert Anderson, autres – utilisant
    piles non rechargeables
  • La voiture de Davenports détient toutes les vitesses du véhicule
    enregistrements jusqu'en 1900
  • Années 1890
  • Les VE ont surpassé les voitures à essence 10 à 1, Oldsmobile et
    Studebaker a commencé comme entreprise de VE
  • 1904
  • Premier ticket de vitesse, délivré au conducteur d'un VE
  • La société Krieger construit son premier véhicule hybride
  • Années 1910
  • Les voitures Ford fabriquées en série sont moins performantes que les véhicules électriques
  • Les véhicules électriques persistent en tant que symboles d'état et utilitaires
    véhicules jusqu'à la grande dépression

Ford Electric 2
Detroit Electric
Source http // www.eaaev.org / History / index.html
6
Grande course de voitures électriques de 1968

  • Course transcontinentale entre le MIT et Caltech
  • 53 stations de recharge, espacées de 100 km
  • La voiture des MIT utilisait 20k de batteries NiCd (122k en
    2008 dollars), les CalTech ont coûté 600

7
1970 – Course de voitures pures

  • 50 voitures ont couru du MIT à Caltech en utilisant beaucoup
    groupes motopropulseurs alternatifs
  • CalTech Freinage Régénératif
  • Boston Electric Car Club: échange de batterie
  • Université de Toronto Conception hybride parallèle très
    semblable à l'architecture moderne Prius
  • Série MIT hybride et à commutation électrique
    moteur

Sources voir http // mit.edu / evt / CleanAirCarRace.ht
ml
8
Années 1990 EV1Qui a tué la voiture électrique?
AKA L'auriez-vous acheté? VRAIMENT?

  • Coût du programme: 1 milliard de gt
  • 800 unités louées
  • 574 / mois Bail sans rabais d'État
  • 2 places
  • 80-140 mi. intervalle

PDSF 33.999
Real Pricetag (estimé) 80 000
Coût réel des GM par véhicule loué
Source http // en.Voiture electrique.org / wiki / General_Motor
s_EV1
9
Qu'est-ce qu'un EV?
dix
Électrification
Batterie électrique
Hybride
Conventionnel
11
Degrés d'hybridation
Le véhicule est un. Le véhicule est un. Le véhicule est un.
Si ça
Arrête / démarre automatiquement le moteur dans les embouteillages
Utilise le freinage par récupération et fonctionne au-dessus de 60 volts
Utilise un moteur électrique pour assister un moteur à combustion
Peut conduire parfois en utilisant uniquement le moteur électrique
Recharge les batteries de la prise murale pour une autonomie étendue tout électrique
Efficacité
Source http // www.hybridcenter.org / hybrid-center-
comment-voitures-hybrides-travail-sous-le-capot.html
12
Perte d'énergie en ville
Cycle de conduite urbain Balance énergétique2005 Toyota 3 L
Camry
Veille 8
Aero 3
Réservoir de carburant 100
16
13
Moteur
Transmission
Rouler 4
Freinage 6
Pertes de transmission 3
Perte de moteur 76
PUISSANCE
VÉHICULE
13
Perte d'énergie sur l'autoroute
Bilan énergétique du cycle de conduite sur route2005 3 L
Toyota Camry
Veille 0
Aero 10
Réservoir de carburant 100
23
19
Moteur
Transmission
Rouler 7
Freinage 2
Pertes de transmission 4
Perte de moteur 77
PUISSANCE
VÉHICULE
14
Systèmes hybrides à économie d'énergie
Micro hybride élimine
Veille 8
Aero 3
Réservoir de carburant 100
16
13
Moteur
Transmission
Rouler 4
Freinage 6
Pertes de transmission 3
Perte de moteur 76

  • Réduction des effectifs
  • Découplage moteur et roue

Full Hybrid Réduit
Doux Hybride Réduit

  • Peut éliminer entièrement le moteur

Brancher
15
Perte d'énergie Ville Conduite Véhicule électrique
Bilan énergétique du cycle de conduite urbain
Aero 29
Piles 100
90
76
Moteur
Transmission
Rouler 35
Freinage 11
Pertes de transmission 14
Perte de moteur 10
PUISSANCE
VÉHICULE
16
Efficacité Bien-à-Rouler
Puits au réservoir
Réservoir à roues
31
23
Génération 33
Transmission 94
Plug-to-Wheels 76
31
76
23
Raffinage 82
Transmission 98
Pompe à Roues 16
13
80
80
16
13
Source http // www.nesea.org
http // www.nesea.org /
17
Comment fonctionnent les PHEV

  • Gamme tout électrique
  • Rentrez chez vous avec exactement pas de batterie
  • Mode maintien de la charge

Tate, Harpster et Savagian 2008
18
Technique
19
Qu'est-ce qu'une cote EPA?

  • Conditions
  • Cycle de conduite, par exemple cycle ville ou autoroute,
    monde réel ou vitesse constante
  • Température d'essai
  • Démarrer (chaud ou froid) Le carburant converti en
    équivalent essence
  • Masse d'essai (comptes des passagers et du fret)
  • Note MPGe
  • PHEV

20
Terminologie

  • Etat de charge (SOC)
  • Capacité de la batterie, exprimée en pourcentage de
    capacité maximale
  • Profondeur de décharge (DOD)
  • Le pourcentage de la capacité de la batterie qui a été
    déchargé
  • Capacité
  • Le nombre total d’ampères-heure (Ampère-heure) disponible lorsque
    la batterie est déchargée à un courant spécifique
    (spécifié comme un taux C) à partir de 100 SOC
  • Énergie
  • Le nombre total de wattheures (Wh) disponibles lorsque le
    la batterie est déchargée à un courant spécifique
    (spécifié comme un taux C) à partir de 100 SOC
  • Energie spécifique (Wh / kg)
  • Le nombre total de wattheures (Wh) par unité de masse
  • Puissance spécifique
  • Puissance maximale (Watts) que la batterie peut
    fournir par unité de masse, fonction de interne
    résistance de la batterie

21
Avantages
22
Avantages des VE et des PHEV

  • Plus efficace, coûts de carburant réduits, émissions réduites
  • Transmission plus simple, moins de pièces mobiles
  • Choix de carburant
  • Indépendance pétrole / énergie
  • Les émissions s'améliorent avec le temps
  • Il est plus facile de réduire les émissions dans quelques grands sites.
    contrôle que des millions de tuyaux d'échappement

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Technologie V2G (véhicule à réseau)

  • Permet la communication entre le service public et le véhicule
  • Permettre l'intégration de plus d'énergies renouvelables comme le vent
  • Les batteries EV usagées pourraient être utilisées comme stationnaires
    batteries pour les services publics
  • Avec tant d’attention portée à la réduction de l’efficacité énergétique
    vente d'électricité et énergie renouvelable coûteuse
    génération mandatée, les véhicules électriques pourraient être une bonne nouvelle
    segment pour les services publics
  • Ils pourraient encore être un cauchemar
  • Les batteries pourraient fournir des services auxiliaires

Source McKinsey
24
Recharge de nuit
Production éolienne maximale
25
Sources d'électricité
26
Capacité du réseau électrique

  • Lorsque les VEB représentent 20% du marché des véhicules,
    ils ne représentent que 2% du marché de l'électricité

Source McKinsey, Mike Khusid
27
Les coûts d'exploitation
Véhicule électrique à batterie
Consommation d'énergie à bord 300 Wh / mile
Efficacité de charge 90
Consommation d'électricité 333 Wh / mile
Coût de l'électricité 10 cents / mile
Coût de conduite (électricité seulement) 3,3 cents / mile
À 15 000 miles / an, vous économiserez 700 / an sur
carburant La fourchette de prix estimée pour les
batteries est de 500 à 1 000 par kWh achat 1
kWh d’énergie de la batterie (3 miles de charge électrique)
gamme) chaque année
Véhicule à essence conventionnelle
Économie de carburant 25 MPG
Coût du carburant 2.00 / gallon
Coût de conduite (carburant seulement) 8.0 cents / mile
28
Emissions de CO2
29
Biocarburants vs biomasse solaire

  • Biomasse Électricité environ 80 plus efficace que
    Biocarburant
  • Des panneaux solaires pour recharger une voiture conviendraient à votre
    toit.

30
Défis

  • Pourquoi ne prennent-ils pas? Un complot?

31
Essence Le carburant (presque) parfait
Source http // en.Voiture electrique.org / wiki / Energy_densit
y
32
Équivalence énergétique
Gaz 1 gallon
Piles
21 batteries Li-ion (taille de batterie de voiture)
135 MJ d'énergie
33
Défis

  • Gamme limitée
  • Grand poids / taille de la batterie
  • Longs temps de charge
  • Coût initial élevé
  • Vie de la batterie
  • Acceptation du consommateur
  • Intégration au réseau

34
Les coûts d'exploitation

  • En Europe, 60 baril de pétrole suffisent,
  • Aux États-Unis, le gaz 4 / gal est nécessaire pour être le prix
    compétitif

35
Répondre à la perception du client

  • Accepter une portée limitée
  • La plupart des gens conduisent moins de 40 km / jour
  • La plupart des voitures sont garées à 23 heures de la journée
  • Véhicules plus petits performances réduites
  • Au cours des 30 dernières années, près de 100% d’efficacité
    des améliorations ont été apportées pour augmenter la taille du véhicule
    et performance, ne pas réduire la consommation
  • Comment amener les gens à charger au bon moment?

Source On the Road en 2035, Heywood, et al.
36
Relever les défis
37
Anxiété de la gamme

  • Échange de batterie contre charge rapide

Source http // pneumaticaddict.wordpress.com / 2009 /
03/10 / hybridcarscom-mercedes-rejets-electric-car-
échange de batterie /
38
Better Place Model
Plan d'affaires comme celui du téléphone portable
Place possède les piles, le consommateur paie pour
énergie (miles) Le plan inclut les stations de recharge
et échange de batterie Jusqu'ici Israël, Danemark
Australie, Californie, Hawaii et
100 000 stations de recharge Canada prévues pour
Hawaï d'ici 2012
39
Charge rapide

  • Piles
  • Altairnano
  • A123
  • Balance du système
  • Stations de charge rapide Dont besoin de beaucoup
  • Faire le plein d’une voiture, c’est 10MW qui passe entre vos mains

40
Piles

  • Sources de lithium
  • Si le lithium n'était pas contraint
  • Abondant
  • Recyclable
  • Recyclage 90 récupérable
  • Prolonger la vie de la batterie
  • Systèmes de gestion de batterie
  • Réduction poids / volume
  • Chimies alternatives

41
Courbes d'apprentissage du coût de la batterie
Voitures électrifiantes trimestrielles Source McKinsey
Comment trois industries vont évoluer
42
Coût initial

  • Entreprises qui vendent des voitures, mais louent les batteries
  • Baux comme les contrats d'achat d'électricité
  • Fractionnement partiel des coûts d'exploitation avec financeur
  • Infrastructure de charge
  • Forfait d'abonnement

43
Taxe fédérale de 2008 sur les véhicules à propulsion électrique
Crédit
44
Taux d'adoption des VE
Source Thomas Becker, UC Berkeley, 2009
45
Avoir hâte de

  • Le point de basculement sera 2020 lorsque 10 des véhicules
    vendus seront BEVs
  • Coût de la batterie 700-1 500 / kWh, jusqu'à 420 par
    2015, mais toujours trop élevé.
  • Prix ​​Premium
  • PHEV40 11 800 gt de glace
  • EV100 ICE de 24 100 gt
  • Les PHEV à long terme l'emporteront sur les VHE
  • Les PHEV risquent de dominer les VEB
  • Une consommation de carburant réduite de 30 à 50 d'ici 2035
    Heywood
  • 47 réduction d'ici 2030 McKinsey

Voitures électrifiantes trimestrielles Source McKinsey
Comment trois industries vont évoluer
http // newenergynews.blogspot.com / 2009/08 / mckinsey
-spects-a-venir-ev-phenomen.html
46
VE maintenant
47
Les véhicules électriques aujourd'hui
48
Tesla Roadster
Vitesse maximale 125 mph Accélération 0-60 in 3.7
sec Portée 244 mi PDSF 110 000
49
VE bientôt disponibles
Fisker Karma (PHEV50) 87 900 Livraison en 2010
Tesla Modèle S57,400 Livraison 2012
Chevy Volt 2011 (PHEV40) 40 000
50
VE bientôt disponibles
Et plein d'autres
51
_at_MIT
52
Équipe de véhicules électriques du MIT (EVT)

  • Porsche
  • Onze
  • eMoto
  • TTXGP

53
MIT EVT
54
Sommet de la conception des véhicules du MIT

  • Équipe d'étudiants travaillant vers un véhicule 100 mpg
  • Architecture hybride en série
  • Corps et châssis légers
  • Analyse et minimisation des coûts du cycle de vie
  • Modèle d'utilisation partagée pour l'efficacité des transports
  • Contactez Anna Jaffe, ajaffe_at_mit.edu

55
Équipe de véhicules électriques solaires du MIT

  • Fondée en 1985
  • Concevoir, construire et piloter des voitures solaires
  • Vient de terminer 2ème du 10ème World Solar Challenge
  • mitsolar.com

56
Trucs de véhicule MIT

  • EVT
  • SEVT
  • Sommet de la conception de véhicules
  • Transport au MIT
  • Séminaires Sloan Lab
  • Media Lab City Car, cours
  • Retombées
  • A123
  • Solectria
  • Genasun

57
Je vous remercie

  • Pas de développement technologique unique ou d'alternative
    le carburant peut résoudre les problèmes de plus en plus
    utilisation de carburant de transport et émissions de GES.
    John Heywood
  • Dan Lauber djlauber_at_mit.edu

http // mit.edu / evt