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Operativo il primo installatore di retrofit elettrico d’Italia: con Newtron la tua auto a benzina diventa elettrica

13 Gen

Con l’entrata in vigore del ‘Decreto Retrofit’, del 1 Dicembre 2015, n. 219 – “Regolamento recante sistema di riqualificazione elettrica destinato ad equipaggiare autovetture M e N1. (15G00232) (GU Serie Generale n.7 del 11-1-2016)” in vigore dal 26 Gennaio 2016, la riqualificazione elettrica è possibile anche in Italia grazie alla tecnologia di Newtron.

http://www.kitnewtron.it/index.php/kit-newtron

I costi non sono ancora noti, però si può provare a fare una stima:

  • Consumi auto 120 Wh/km – Piccola utilitaria
  • Costo batteria 195 E/kWh – Considerando 8000 per la batteria da 41 kWh della ZOE
  • Costo materiali 2000 Euro – Ipotesi per elettronica da 40kW
  • Costo manodopera 2000 Euro – Del tutto inventato…
Autonomia richiesta kWh Batteria necessari Costo batteria Costo totale
50 6 1170 5170
100 12 2340 6340
150 18 3510 7510
200 24 4680 8680
250 30 5850 9850
300 36 7020 11020
350 42 8190 12190
400 48 9360 13360

Per un’auto media (200 Wh/km):

Autonomia richiesta kWh Batteria necessari Costo batteria Costo totale
50 10 1950 5950
100 20 3900 7900
150 30 5850 9850
200 40 7800 11800
250 50 9750 13750
300 60 11700 15700
350 70 13650 17650
400 80 15600 19600

Per una grossa auto (300 Wh/km):

Autonomia richiesta kWh Batteria necessari Costo batteria Costo totale
50 15 2925 6925
100 30 5850 9850
150 45 8775 12775
200 60 11700 15700
250 75 14625 18625
300 90 17550 21550
350 105 20475 24475
400 120 23400 27400

Molto interessante il fatto è che per trasformare la propria vecchia utilitaria a benzina in elettrica da 150 km bastano 7510  euro, quando una piccola utilitaria elettrica nuova come la Citroen CZero ne costa 30.000!

Per comprare una Renault Zoe nuova da 400 km serviranno 33.000 euro contro i 19.600 euro di un retrofit equivalente, mentre l’equivalente di una “vecchia Zoe” da 250 km e 30.000 euro costerebbe 13750 euro.

Sarà meglio che inizino ad abbassare i prezzi delle auto elettriche nuove…

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Usare l’auto elettrica per lunghi tragitti (oltre 300 km)

13 Apr

Già 10 produttori hanno annunciato che tra il 2017 e il 2018 immetterenno sul mercato auto elettriche con almeno 300 km di autonomia:

  1. Opel Bolt – 2018 – 320km
  2. Renault Zoe – 2017 – 300-320 km
  3. Nissan Leaf – 2017 – 340 km
  4. Tesla 3 – 2017 – 320 km
  5. Mercedes classe B – 2017 – 500km
  6. Audi e-tron – 2018 – 500km
  7. Volksvagen Golf-e – 2018 – 300 km
  8. Mitsubishi Ex – 2020 – 400 km
  9. Porsche – 400km
  10. BMW i3 2017 – 2017 – 290km

Già più di 300.000 persone hanno anticipato 1000 euro alla Tesla per garantirsi una Tesla 3 appena uscirà.

300 km sono finalmente un’autonomia ragionevole; ma come siamo messi per viaggi VERAMENTE lunghi? L’Italia è lunga 1000 km… Ci sono colonnine di ricarica adatte & sufficienti per un’ “escursione totale” da Palermo ad Aosta?

Ho trovato tante mappe di colonnine, ma questa sembra la più interessante, perchè permette di visualizzare anche solo le colonnine “super”, cioè dotate di connettori Chademo o ComboCCS per ricariche fino a 100 kW:

https://www.goelectricstations.it/map-charging-stations.html?lang=it

Il sito è in grado anche di calcolare quali sono le colonnine più vicine al nostro percorso!

Purtroppo, in Italia le cose non vanno bene: al momento c’è UNA sola colonnina “superfast” a Pomezia (RM); tutte le altre arrivano al massimo a 43 kW, ma più spesso solo a 22 kW.

Queste le tabelle dei tempi per “riempire” un’auto da 300 km di autonomia (probabilmente con batterie da 45 kWh):

  • 22 kw – 2 ore
  • 43 kW – 1 ora
  • 100 kW –  25 minuti

O, detta in altro modo:

  • 22 kw – 146 km di autonomia ricaricati in un’ora
  • 43 kW – 286 km
  • 100 kW –  667 km

Come si vede dalla mappa, all’estero sono mooolto più fortunati. Speriamo bene per il futuro!

LG Chem annuncia batterie al litio da 145 $/kWh: il costo delle batterie al piombo!

5 Ott

LG Chem rivela di aver industrializzato un metodo per produrre batterie a 145 $/kWh! Ma, non contenta, conta di portarlo a 100 $/kWh entro il 2020. E le produrrà pure in Europa.

Attualmente le batterie al litio costano intorno ai 600 $/kWh.
150$/kWh è il prezzo delle batterie al piombo! (che pesano il triplo e durano un quarto del tempo).

Tradotto in unità di misura inusuali:

  • 600 $/kWh –> 90$ per km di autonomia
  • 150 $/kWh –> 22$ per km
  • 100 $/kWh –> 15$

 

Se si trattasse delle stesse batterie attualli, da 100 Wh/kg, per un’auto con 100 km di autonomia la batteria peserebbe 150 kg e costerebbe:

  • 9000$
  • 2250$
  • 1500$

Ma attenzione perchè pare che sia aumentata anche la densità di energia; se è vero che si tratta di batterie litio-zolfo, sarebbe quadruplicata. Quindi una batteria per percorrere 100km non peserebbe 150 kg ma 38 kg!
Solo che a questo punto non avrebbe più senso accontentarsi di 100 km di autonomia; restando nello stesso peso di prima, avremmo quindi un’auto elettrica con batteria da:
2250$, 400km, 150 kg.

Che diventerebbero 1500$,400km,150kg nel 2020.

 

Calcoli basati sull’assunzione che un’auto elettrica consumi 0,150 kWh/km.

  • Prezzo batteria = costo per kWh * autonomia richiesta * consumi
  • Prezzo batteria = Cw * A * Wk
  • consumi = kWh/km

 

  • Peso batteria = Autonomia richiesta * consumi / densità
  • Kg = A * Wk / D
  • densità = kWh/kg

La nuova Chevrolet Volt 2015-2016

23 Apr

La Chevrolet Volt, auto ibrida americana commercializzata in Europa come “Opel Ampera“, fu una delle prime “elettriche plugin” (o PHEV) ad essere immessa sul mercato.
La novità fu notevole, perchè con la Volt il concetto di “autonomia di auto ibrida in solo-elettrico” passò dagli inutili 3 km della Prius ai 60 km (sulla carta) della Volt, e ai 40 della nuova Prius, anch’essa “plugin”.

Plugin, l’auto “alla spina”

Ma cosa si intende per “plugin”, e a cosa è dovuto questo enorme balzo in avanti dell’autonomia?
Con “veicolo elettrico plugin” si intende un veicolo elettrico dotato di “spina”; non proprio come quella dei comuni elettrodomestici, ma comunuque una spina che, inserita in una apposita presa, permette di “fare il pieno” anche a casa, quindi senza bisogno di colonnine pubbliche, tessere magnetiche e quant’altro. E, dovendo ricaricare una batteria relativamente piccola (visto che le plugin non contano solo sulla batteria ma anche sul motore a benzina), ricaricando a casa non è necessaria un’intera notte, ma solo poche ore: la batteria della Chevrolet Volt è infatti da soli 10 kWh (*), contro i 16-20 di un’auto solo-elettrica, quindi per ricaricarla coi soli 2-3 kW disponibili a casa bastano 3-5 ore invece che 8-10.

 

Autonomia maggiorata

Ciò che ha permesso il grosso balzo in avanti dell’autonomia è proprio, ovviamente, la batteria: le prime ibride usavano infatti batterie al nichel-metalidrato (NiMH), che, pur essendo molto più capienti delle classiche batterie al piombo, comunuque non contenevano più di 40-50 Wh di energia per kg di peso; le nuove ibride plugin utilizzano invece batterie al litio, con capacità di 100-150 Wh/kg, quindi è stato possibile utilizzarle per riprogettare completamente le auto ibride: anzichè dotarle di una piccola batteria da 2 kWh utilizzata dal motore elettrico solo per “aiutare” quello a benzina, si è passato a batterie 4 o 5 volte più grandi, che però, grazie alla leggerezza del litio, non pesano 4 o 5 volte tanto, ma solo il doppio. Una batteria NiMH da 2 kWh pesa infatti 40 kg, mentre una al litio da 10 kWh pesa ne pesa meno di 70 (massimo 100 considerando la capacità effettiva (*)).

 

Uscite e entrate nel mercato plugin: la nuova Volt 2015

Purtroppo la Opel Ampera non ha avuto in Europa il successo sperato, ed è presto uscita di produzione, rimanendo invece in vendita negli USA come Chevrolet Volt. E, rispetto al modello originale, si è ora rinnovata: il modello 2015, infatti, ha una batteria leggermente più capiente, da 17.1 kWh(*), eppure più leggera, grazie alla nuova chimica usata, e sembra che sia aumentata anche la quantità di kWh disponibile per l’uso: questo significa quindi sia maggiore energia disponibile che minori consumi (grazie al minor peso), quindi in sostanza un’autonomia leggermente maggiore: si stimano circa 80 km contro i 56 del primo modello, per un consumo combinato di oltre 100 MPG.

I consumi ufficiali della Volt sono infatti dati in “MPG”, ossia “galloni per miglia”, non molto pratici per noi Italiani; tuttavia basta considerare che, per convertire in chilometro/litro, basta dividere questo valore per due, e “abbassarlo un po’ ” (per l’esattezza bisognerebbe moltiplicare per 0,42); quindi, ad esempio, i 100 MPG diventerebbero “un po’ meno di 50 km/L” (42 km/L per l’esattezza).
(*)Disponibili per l’uso, rispetto alla capacità reale di 16 kWh.

Effetti della temperatura sull’autonomia della Nissan Leaf

7 Mar

Da http://insideevs.com/real-world-nissan-leaf-fleet-data-reveals/?utm_source=feedburner&utm_medium=email&utm_campaign=Feed%3A+InsideEvs+%28Inside+EVs%29

 

Consumi reali Nissan Leaf USA

Consumi reali Nissan Leaf USA

Variazione consumi Nissan Leaf con temperatura

Variazione consumi Nissan Leaf con temperatura

I grafici mostrano i dati reali ricavati da una flotta di Nissan Leaf nel corso di 7000 viaggi.

I grafici confermano quanto già noto: aria condizionata e riscaldamento sottraggono circa il 30% dell’autonomia totale.

Che distanza posso REALMENTE coprire col mio mezzo elettrico

31 Ago

L’ “ansia da autonomia” è il problema più grosso che affligge sia chi è in dubbio se acquistare o no un mezzo elettrico, sia per chi già lo possiede e non sa bene in quali circostanze potrà usarlo.

Foruntatamente esistono un sito e un’app per cellulare che permettono di calcolare automaticamente e visivamente fino a dove si può arrivare con una autonomia di TOT km; la cosa interessante è che non si limitano a disegnare un cerchio centrato sul punto di origine, ma calcolano la “distanza stradale”, piuttosto che la distanza “in linea d’aria”.

Tramite il sito si può ad esempio ottenere questo risultato:

raggio-autonomia-tutte

 

Consideriamo il mezzo elettrico “medio”: uno scooter con batteria al litio da 40 Ah e 50 km di autonomia, e un’auto come la Citroen C-zero, che ha 100 km di autonomia.

Con 50 km di autonomia si può andare dal centro al confine dell’area da 25 km e tornare indietro senza bisogno di ricaricare la batteria, nè dello scooter nè della macchina.

Se ci si vuole spingere fino a 50 km, lo scooter avrà bisogno di una ricarica.

Per raggiungere i 100 km dal centro di Roma, anche un’auto avrà bisogno di fare rifornimento.

Normalmente per calcolare l’autonomia REALE di uno scooter con batteria al litio, a prescindere dalla potenza e peso dello stesso, basta moltiplicare gli Ah della batteria per il “numero magico” 1,2; questo numero risulta da vari calcoli effettuati su scooter con potenze diverse e tensioni di lavoro diverse (48V o 60V), e dà una sorta di “autonomia minima garantita”, ma in certi casi potrebbe essere maggiore, mentre molto difficilmente risulterà inferiore.

Nel caso invece di uno scooter equipaggiato con batteria al piombo, considerando che la resa di una batteria al piombo è il 60% dei dati di targa, anzichè moltiplicare gli Ah per 1,2 bisognerà moltiplicarli per 0,72, o, più facile da ricordare, per “meno di 3/4”; quindi, uno scooter con batteria al piombo da 40 Ah avrà un’automomia minima garantita di meno di 30 km.

Tutto ciò tenendo conto del fatto che non bisogna mai scaricare una batteria oltre l’80% della sua capacità, altrimenti si danneggia: i due numeri magici “1,2” e “3/4” tengono già in considerazione questo fatto.

Nel caso di una minicar non si può fare questa generalizzazione perchè esistono da 48, 72 e 216 Volt; bisogna allora tenere presente che il consumo medio è di 80 Wh/km, e che i Wh totali disponibili sono dati dagli Ah delle batterie moltiplicati per la tensione: una minicar a 48V avrà 4 batterie da 12V; se sono da 100Ah, avrà 4x12x100 = 4800 Wh disponibili; se le batterie sono al litio, bisogna considerare l’80% di questo valore, cioè 0.8*4800 = 3840 Wh; nel caso del piombo bisognerà considerare anche la resa del 60%, quindi i Wh utilizzabili saranno 0.8*0.6*4800 = 2300.

Quindi, nel caso del litio si avrà un’autonomia di 3840/80 = 48 km,

nel caso del piombo 2300/80=29 km.

Il consumo tipico di un’auto è invece intorno ai 150 Wh/km,  e la capienza della batteria tra 15 e 20 kWh (100-130 km)

 

Confronto autonomie

30 Giu

Grazie alla formula trovata in questa ricerca (v. anche link ), già esaminata in altro articolo, ho potuto realizzare i grafici delle autonomie teoriche a velocità costante di varie auto elettriche:

EDIT: Queste formula, per quanto sofisticata, non tiene conto del recupero in frenata, che, come si vede invece dai dati empirici per la C-Zero, può permettere di aumentare l’autonomia anche di 30-40 km quando non si usa nè aria condizionata nè riscaldamento, 10-20 quando si usa l’aria condizionata, e… nessuno quando si usa il riscaldamento.

grafici-autonomie

Grafico interattivo delle autonomie di varie auto elettriche: https://www.desmos.com/calculator/uy5tcskjst

Da notare che, essendo autonomie calcolate a velocità costanti, non sono realistiche, visto che il percorso tipico di un’auto è tutt’altro che a velocità costante.
Nella ricerca di riferimento sulla Golf si vede che l’autonomia media effettiva è circa pari alla metà di quella massima calcolata, qualunque sia il percorso di prova:

Scopo principale dell’immagine non è tanto sapere l’autonomia effettiva dei mezzi, ma rendere i mezzi stessi confrontabili tra loro. Ad esempio, vediamo che Renault Zoe, Nissan leaf e BMW i3 sono sostanzialmente equivalenti in quanto ad autonomia, con un lieve vantaggio della BMW nei percorsi urbani a bassa velocità, e della Leaf in autostrada.

Interessante anche notare che in caso di utilizzo di riscaldamento o condizionamento, che hanno assorbimento tipico intorno ai 4500 W, le autonomie calcolate si dimezzano:

Aggiornamento:

trovati dati di consumi reali:  http://www.empa.ch/plugin/template/empa/*/135716/—/l=1

imiev-consumi-BRS

Confronto nel caso non ci fosse il Breake Recovery System (recupero energia in frenata):
imiev-consumi-BRS-noBRS

Grafico in miglia per gli amici anglofoni:

imiev-miles

Tenendo conto dell’efficienza di coulomb del 76% ( rapporto tra energia immagazzinata dalle batterie e energia ricevuta dalla rete):

imiev-coulomb-all

Un interessante studio mostra come la presenza del recupero di energia in frenata renda “uniformi” i risultati dei test effettuati su cicli di test differenti: nel grafico che segue, la curva in alto è la linea di tendenza dei risultati ottenuti senza recupero, risultati che sono estremamente sparpagliati intorno alla curva stessa; la curva più in basso è quella relativa al massimo recupero in frenata applicabile, che però risulta poco confortevole per il guidatore; è però interessante notare come tutti i punti che rappresentano i risultati dei test siano vicinissimi alla linea di tendenza, quasi annullando la variabilità tra un ciclo e l’altro; la curva centrale è la “strategia proposta” per il recupero in frenata nella ricerca da cui è preso il grafico, Evaluation of EVs energy consumption influencing factors, in World Electric Vehicle Journal Vol. 6 – ISSN 2032-6653.

recupero-in-frenata

Interessante anche osservare quantè l’assorbimento medio tipicamente necessario su auto elettriche di diverse dimensioni a seconda della temperatura esterna:

riscaldamento

Tratto da Potential of an electric brake resistor to increase the efficiency of electric vehicles in World Electric Vehicle Journal Vol. 6 – ISSN 2032-6653.

E’ importante anche sapere come variano le prestazioni delle batterie alle varie temperature; questo grafico mostra enormi cali di tensione nelle batterie fredde, cosa che probabilmente ha anche effetti sull’autonomia, visto che per mantenere la stessa potenza con tensioni più basse bisogna estrarre correnti più alte dalla batteria, che a correnti più alte ha capacità equivalenti inferiori (anche se di poco: 5-10% in meno, in genere, tirando fuori 1 o 2C da una batteria al litio):

effetti-temperatura-su-batterie

Tra una temperatura esterna di +24°C e -1°C si ha un calo di tensione, in accelerazione, di 15V in meno (-5V a 24°C, -20V a -1°C), mentre tra +24°C e -15°C si hanno addirittura 40V di differenza! (rispetto ai 400V nominali, dati da 96 celle in serie da 4.16V).

Il test è stato fatto sulla batteria di una BMW Active E con batteria NMC (Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide) organizzata in struttura 96S2P

Simulating low temperature behavior of high voltage traction batteries – The challenge of real time efficiency estimation – in Conference on Future Automotive Technology Focus Electromobility München, March, 18-19th 2013

Ecco invece un confronto tra le percentuali di energia recuperabile nei vari cicli di test: nel ciclo urbano oltre il 60% dell’energia andrebbe persa se non ci fosse il recupero in frenata, mentre in autostrada si scende al 10%, perchè ovviamente ci sono pochissime accelerazioni/decelerazioni e prevale l’alta velocità:
Tratto da Potential of an electric brake resistor to increase the efficiency of electric vehicles in World Electric Vehicle Journal Vol. 6 – ISSN 2032-6653.

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