SPII e-Mobility Infrastrutture di ricarica per bus elettrici
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SPII e-Mobility Infrastrutture di ricarica per bus elettrici
Schaltbau Group Il Gruppo Schaltbau è uno dei principali fornitori a livello mondiale nei settori del materiale rotabile, dell'infrastruttura ferroviaria, dell'industria automobilistica e dei beni strumentali. Con oltre 30 filiali e oltre 3.000 dipendenti in tutto il mondo, ci siamo fatti una reputazione come partner dei principali produttori e operatori di sistemi ferroviari. Inoltre, i nostri prodotti di sicurezza tecnica sono parti integranti in applicazioni come autobus o veicoli elettrici. In Italia il gruppo è rappresentato dalla SPII, centro di progettazione, produzione e service di banchi di manovra e sezionatori a bordo veicolo per il mondo ferroviario. In Germania, Schaltbau Refurbishment offre soluzioni complete di ammodernamento e retrofit personalizzate per i veicoli ferroviari e componenti. Utilizza la propria gamma di prodotti storicamente cresciuti (fornitura di energia, sistemi di illuminazione e controllo) assieme alla vasta gamma di prodotti del Gruppo Schaltbau. L'esperienza in questi settori le ha permesso di estendere il suo ambito di applicazione alla completa infrastruttura di ricarica per veicoli elettrici, in particolare per autobus elettrici. SPII, facendo parte del gruppo, adatta le feature delle soluzioni Schaltbau Refurbishment alle esigenze del mercato italiano e completa l'offerta con i propri prodotti e servizi offrendo così un servizio a 360 ° per la creazione di infrastrutture per la ricarica di autobus elettrici. Offriamo ai nostri clienti una soluzione chiavi in mano e senza complicazioni, come in Germania.
SPII - Schaltbau Refurbishment
SPII S.p.A.
Schaltbau Pintsch Group
Schaltbau North America Inc.
Schaltbau Refurbishment
Schaltbau France S.A.S.
Schaltbau Bode Group
Schaltbau Machine Electrics Ltd.
Schaltbau Russia Representative Office
Schaltbau Holding AG Schaltbau GmbH Group Schaltbau Austria GmbH
Schaltbau Asia Pacific Ltd.
Xi’an Schaltbau Electric Corp. Ltd.
Schaltbau Alte Group
Shenyang Schaltbau Co. Ltd.
Schaltbau India Pvt. Ltd.
Schaltbau Sepsa Group Schaltbau Japan Representative Office
SPII
Studio Professionale di Ingegneria Industriale (da cui l’acronimo SPII) una collaborazione che dura da oltre 40 anni. Questo permette alla
viene fondato a Milano nel 1947 dall’Ing. Angelo Foiadelli con SPII l'accesso ad un network più esteso rafforzando così la nostra
l’obiettivo di fornire consulenza tecnica nella ricostruzione presenza sui mercati esteri.
industriale. Non è semplice sintetizzare oltre mezzo secolo di storia. Più di 60
anni nei quali la SPII ha studiato, progettato e realizzato, in
Negli anni successivi si trasferisce a Saronno, sviluppando l’attività collaborazione con i più importanti player mondiali del settore
produttiva di quanto progettato, valorizzando sempre i concetti ferroviario ed industriale, componenti e sistemi tecnologicamente
iniziali di “Ingegneria Industriale” costruendo così una leadership sempre all’avanguardia.
forte e una realtà tecnologica all’avanguardia. Attraverso una
strategia di acquisizioni, SPII ha potuto ampliare l’offerta sia nel Mantenendo quella tradizione che l’ha resa sempre capace di offrire
campo dell’ingegneria di sistema, con l’incorporazione di Tecnoma, al meglio soluzioni su misura ai propri clienti e di innovare in
che nella gamma di prodotti, con l’incorporazione di Coepte Rail e di continuazione la propria strategia di crescita, soprattutto nel difficile
Mutti Ferroviaria. mondo del mercato ferroviario, attraverso un forte impegno
finanziario e un costante adeguamento tecnologico.
SPII ha rafforzato così il proprio ruolo di integratore di sistema al
servizio di un mercato che diventa sempre più esigente e globale, E oggi in SPII siamo impegnati in un ulteriore deciso passo di crescita,
costituendo inoltre nel 2008 una Joint Venture in Cina con un partner con un obiettivo chiaro: diventare sempre di più un interlocutore
locale per offrire i propri prodotti anche in questo mercato. unico per il mercato dei trasporti proponendoci ai nostri clienti
italiani quali reali integratori di sistema, grazie all’offerta di supporto
Nel 2015 la Schaltbau Holding acquisisce ed incorpora SPII nel ingegneristico qualificato e ad una gamma di prodotti ancora più
gruppo Schaltbau, gruppo operante nel settore dei trasporti, dopo ampia, grazie anche all'entrata nel gruppo Schaltbau.
C40 Cities Il C40 Cities Climate Leadership Group collega oltre 90 delle più grandi città del mondo, rappresentando oltre 650 milioni di persone ed un quarto dell'economia globale. Creata e guidata dalle città, la C40 si concentra sulla lotta al cambiamento climatico e guida l'azione urbana che riduce le emissioni di gas serra e i rischi climatici, mentre aumenta la salute, il benessere e le opportunità economiche dei cittadini urbani. In questo contesto i sindaci di 12 grandi metropoli si sono uniti per dare un impegno: a partire dal 2025, aggiungeranno solo autobus completamente elettrici alle loro flotte di trasporto pubblico. La promessa è un'estensione del C40 Clean Bus Declaration Act, un'iniziativa del C40 del 2015. La risoluzione è stata adottata dai sindaci di Milano, Londra, Parigi, Los Angeles, Barcellona, Copenaghen, Quito, Vancouver, Città del Capo, Città del Messico, Seattle e Auckland. I leader hanno anche promesso di prendere provvedimenti per creare una significativa zona a emissioni zero all'interno delle loro città entro il 2030.
Italia In Italia la Carta Metropolitana dell’Elettromobilità è un documento guida ideato durante e_Mob edizione 2017 con lo scopo di coinvolgere ed educare città e comuni verso una mobilità più sostenibile e pulita. 85 comuni hanno sottoscritto l’accordo fino ad ora. L’accordo prevede di offrire al consumatore valide motivazioni per il cambiamento culturale ed al contempo accelerare lo sviluppo di una rete di ricarica accessibile al pubblico. A questo si aggiunge l’introduzione di bus e minibus elettrici nel TPL, già fatta con successo in diverse città europee. Inoltre, il governo sta incentivando la trasformazione delle flotte degli autobus da diesel ad elettrico. Infatti, nei prossimi tre anni gli incentivi ad acquistare autobus diesel scenderanno al 0% mentre salirà fino al 75% per quelli elettrici.
eBus Gli eBus (electrical bus) sono veicoli che utilizzano per il loro funzionamento un sistema a propulsione elettrica alimentato tramite batterie ricaricabili. I principali vantaggi degli eBus rispetto alle alternative diesel sono i benefici ambientali in termini di emissioni di gas di scarico, qualità dell'aria ed il Total Cost of Ownership (TCO). Il TCO inferiore è dovuto al minor costo per chilometro dell'elettricità rispetto al diesel, anche se attualmente il costo della batteria si traduce tuttora in un più alto prezzo di acquisto complessivo. Mossi da questi benefici, i governi stanno fissando obiettivi ed incentivi per accelerare l'adozione di tale soluzione. Ci sono due punti critici durante l’adozione di una flotta di bus elettrici e sono le batterie elettriche, a bordo veicolo, e l’infrastruttura di ricarica di tali batterie, a terra.
Batterie Gli OEMs degli autobus scelgono di impiegare batterie di varia natura (a base ad ioni di Litio) in funzione dei seguenti parametri: • Tensione • C-Rate sia di ricarica che scarica • Numero di cicli • Thermal Runway • Sicurezza • Energia specifica (Wh/kg) • Ingombro • Costo Può essere utile per l’utilizzatore conoscere i pro ed i contro di queste batterie poiché rappresentano la fonte di maggior costo nella produzione di un autobus elettrico. Nel dimensionamento delle batteria e dell’infrastruttura è bene tenere a mente che , in media, un autobus da 12 metri consuma 1,5 - 1,8 kWh / km, mentre un autobus da 18 metri consuma circa 2,2 - 2,5 kWh / km. Questo parametro è fortemente influenzato dal sistema HVAC oltre che dal tragitto da percorrere.
Batterie
Litio Ferro Fosfato (LiFePO4) Litio con ossido di Cobalto-Nichel- Titanato di Litio (Li4Ti5O12)
Manganese (LiNiMnCoO2)
LFP NMC LTO
Costo per kWh 500€/kWh Costo per kWh 400€/kWh Costo per kWh 900€/kWh
Numero di cicli 1000-2000 Numero di cicli 1000-2000 Numero di cicli 3000-7000
Velocità di Ricarica (C-Rate rispetto a LFP) 1 Velocità di Ricarica (C-Rate rispetto a LFP) 8 Velocità di Ricarica (C-Rate rispetto a LFP) 25
Velocità di Scarica (C-Rate rispetto a LFP) 5 Velocità di Scarica (C-Rate rispetto a LFP) 15 Velocità di Scarica (C-Rate rispetto a LFP) 25
Fonti: RWTH (Aachen) & Boston Consulting GroupInfrastrutture di Ricarica
I veicoli elettrici a batteria richiedono delle stazioni di ricarica di tipo elettrico. Nel caso di veicoli elettrici leggeri sono presenti
soluzioni standard a bassa potenza. Nel caso invece di veicoli elettrici pesanti come autobus non è possibile reperire sul
mercato una soluzione standard chiavi in mano ma bisogna svilupparla su misura. Le ragioni sono le seguenti:
• Potenze elevate che richiedono allacciamento alla linea di media tensione
• Stazioni di trasformazione media-bassa tensione per la ricarica delle batterie (dispositivi a bassa tensione)
• Software personalizzato per ottimizzare e gestire la rete custom dei caricabatteria
• Dimensionamento di caricabatteria in deposito ed in linea sulla base delle capacità e performance delle batterie montate
sugli eBus. Ciò richiede studiare accuratamente ciascuna tratta da sostituire in modo da evitare disservizi
• Ingombri importanti che richiedono uno studio sull’impatto estetico in ambito urbanoInfrastrutture di
Ricarica
Esistono due strategie comunemente utilizzate per la ricarica di
eBus:
• Ricarica notturna in deposito
• Ricarica in linea durante la giornata (in aggiunta a quella
notturna)
Spesso, i caricabatteria utilizzati per la ricarica notturna (in genere
20-120 kW) sono indicati come «Depot Chargers», mentre i
caricabatteria da linea (150 + kW) sono indicati come «Opportunity
Chargers».
Con gli opportunity chargers è possibile «rabboccare» velocemente
le batterie semi-piene permettendo di aumentare l’autonomia
totale del veicolo. Queste strategie vengono impiegate in base
all’autonomia delle batterie e dal servizio da offrire.
Esistono tre alternative per ricaricare fisicamente gli eBus:
• Plug-In (tipo connettore CCS Combo 2) (consigliata per il
deposito)
• Pantografo (consigliata per la linea e deposito)
• Induzione (sconsigliata in quanto è attualmente la più costosa e
meno efficiente)3 x 23 kV 50 Hz
Depot Chargers
I Depot Chargers hanno in genere potenze che variano da 20 kW
fino a 150 kW e servono per caricare lentamente (fino a 8 ore) gli
eBus. Dati i lunghi tempi di ricarica è preferibile adottare la ricarica
presso il deposito.
Sezionamento media tensione
Conseguentemente si ha la necessità di fornitura di una potenza
elettrica elevata presso il deposito. Le cabine secondarie (MT/BT)
preinstallate in zona non sono in grado di soddisfare la nuova
richiesta di potenza. Perciò si possono valutare due opzioni: far
installare una cabina secondaria secondo le esigenze o Trasformatore MT / BT
semplicemente allacciarsi alla linea di media tensione. La via
preferibile e più economica è l’ultima. eBus
Da qui nasce la necessità di dimensionare la soluzione ad hoc che
prevede, in modo semplificato, come in figura: 3≈
• Allacciamento alla media tensione
• Sezionamento
• Trasformazione MT/BT
• Raddrizzamento Raddrizzatore Caricabatteria
• CaricabatteriaOpportunity Chargers Gli Opportunity Chargers in genere hanno potenze che variano da 150 kW fino a 500 kW e servono per rabboccare velocemente (da 2 fino a 10 minuti) le batterie semi-piene. Si può utilizzare tale tecnologia per aumentare l’autonomia del eBus installandoli o lungo il tragitto oppure a capolinea. Anche in questo caso le cabine secondarie (MT/BT) preinstallate in zona non sono in grado di soddisfare la nuova richiesta di potenza che è elevata e bisogna adottare una soluzione analoga a quella dei Depot Chargers però più compatta. La tecnologia plug-in non è in grado di erogare le potenze necessarie in questo caso e pertanto si deve utilizzare la tecnologia a pantografo, la quale però è più costosa. I pantografi possono essere di tipo Bottom Up (a bordo veicolo) oppure Top Down (a bordo colonnina). Le colonnine di ricarica con pantografo sono ingombranti e di conseguenza devono essere studiate esteticamente in modo tale da minimizzare l’impatto sul ambiente urbano.
Progetti Completati STIB - Bruxelles Progettazione, fornitura, installazione, messa in servizio e manutenzione di: 4 punti di ricarica ad alta potenza (420 kW) per la ricarica veloce suddivisi fra Haren e Porte de Namur; 24 punti di ricarica a bassa potenza (20 kW) per la ricarica lenta installati presso il deposito degli eBus. Stadtwerke - Osnabrück Progettazione, fornitura, installazione, messa in servizio e manutenzione di: 14 punti di ricarica a bassa potenza (50 kW) per la ricarica lenta installati presso il deposito degli eBus; 5 punti di ricarica ad alta potenza (300 kW) installati in punti strategici lungo i tragitti degli autobus. BMBF - Münster Progetto di e-mobility in ambito pubblico promosso dal ministero federale tedesco dell'educazione e ricerca assieme all'unione europea tramite il progetto ZeEUS. Progettazione, fornitura, installazione, messa in servizio e manutenzione di 3 punti di ricarica ad alta potenza (in grado di erogare 250 kW e 500kW) per la ricarica veloce. RWTH - Aachen Progettazione assieme all'Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen per la fornitura, installazione e messa in servizio di 2 punti di ricarica a bassa potenza per eBus leggeri.
Esempio
3≈
Impianto da deposito con elettronica di potenza concentrata e punti di ricarica, di vario tipo, distribuitiEsempio Percorrenza di qualsiasi tipo con bus a gasolio (rifornimento presso stazione) Percorrenza breve con ebus (ricarica lenta presso il deposito) Percorrenza media con ebus (punto di ricarica veloce installato presso capolinea) Percorrenza lunga con ebus (punti di ricarica veloci distribuiti lungo la linea)
Caricabatteria Software Contattori
Caricabatteria
In seguito alla sua esperienza nella produzione di caricabatteria per il
mondo ferroviario, Schaltbau Refurbishment ha sviluppato sistemi
modulari, ad alte prestazioni ed efficienza per il mondo dei veicoli su
gomma.
Di seguito una lista parziale dei caricabatteria sviluppati ed
attualmente impiegati.
Con le nostre soluzioni modulari riusciamo a venire incontro al
cliente e fornire un prodotto ad hoc sicuro, affidabile e performante.
Dettagli Tecnici
Nome Potenza Nominale Categoria Potenza Massima (Picco) Tensione Nominale Range Tensione Corrente Massima Tensione d'Ingresso
EVA400-Depot 75 kW Deposito 75 kW 750 V 200-920 V 100 A 3 x 400 V
EVA400-Qube 120 kW Deposito 150 kW 750 V 200-920 V 200 A 3 x 400 V
EVA950-Blade 320 kW Linea / Deposito 320 kW 920 V 200-920 V 350 A 10 / 20 kV*
EVA950-SEB1 200 kW Linea / Deposito 200 kW 800 V 200-920 V 250 A 10 / 20 kV*
EVA950-SEB2 350 kW Linea / Deposito 400 kW 800 V 200-920 V 500 A 10 / 20 kV*
EVA950-SEB3 420 kW Linea / Deposito 600 kW 800 V 200-920 V 750 A 10 / 20 kV*
EVA950-SEB4 500 kW+ Linea / Deposito 800 kW 800 V 200-920 V 1000 A 10 / 20 kV*
* caricabatteria disponibili anche con convertitore standard per utilizzo a 600 V DC oppure 750 V DCBalanceStar Il sistema «BalanceStar» nasce come risposta alle esigenze dei clienti per depositi degli eBus ed offre soluzioni ai diversi domini a cui deve far fronte il cliente: • Informazioni riguardanti gli eBus • Gestione carica batterie • Comunicazione all’interno del deposito • Piattaforma e Visualizzazione • Connettività verso un sistema di gestione centrale • Bilanciamento di carico dovuto a requisiti variabili «BalanceStar» integra questi domini in un unico software con un interfaccia grafica semplice ed aggiunge un valore aggiunto alle informazioni in quanto è possibile condividerle tra i vari domini. Inoltre il software prende in considerazione vari requisiti variabili fra cui: • Potenza disponibile in deposito • Tempo di partenza eBus • Tempo di ricarica • Costo dell’energia durante la giornata • Efficienza
Contattori Schaltbau GmbH è il leader mondiale nel settore dei contattori per la corrente continua. Questo si deve alla sua lunga esperienza nel mondo ferroviario dove la sicurezza, affidabilità e durabilità sono lo standard. I componenti elettromeccanici di Schaltbau sono utilizzati in tutti i settori industriali in cui i sistemi elettrici devono essere collegati, contattati e controllati in modo affidabile nelle condizioni più difficili. I nostri contattori sono adattati precisamente alle esigenze specifiche delle seguenti industrie: • Automotive • Energy • Material Handling • Rail
Qualità ed Ambiente
Qualità massima, sempre.
Il gruppo Schaltbau ha implementato un sistema di gestione RoHs
integrato Qualità ed Ambiente che tiene conto degli aspetti sociali, 2011/65/EU
ambientali ed economici, in modo da gestire i processi aziendali in
un'ottica di efficacia ed efficienza e ottimizzare i consumi energetici ISO 9001:2015
e delle materie prime. ISO 14001:2015
ISO 18001:2007A Schaltbau Company SPII S.p.A. Via Don Volpi 37, Contatti: angolo Via Montoli 21047 Saronno (VA) e-mobility@spii.it spii-e-mobility.com +39 02 962 2921
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