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Evoluzione degli impianti elettrici per i sistemi di carica

Generalità sui veicoli elettrici: consumi negli usi finali, veicoli elettrici. DIRETTIVA 2014/94/UE del 22 ottobre 2014 sulla realizzazione di un'infrastruttura per i combustibili alternativi PNIRE - Piano Nazionale Infrastrutturale per la ricarica dei veicoli alimentati ad energia elettrica

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Atti di convegni o presentazioni contenenti case history
mcTER Energy Storage giugno 2019 Energy Storage per l'efficienza energetica: tecnologie, normativa, soluzioni

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Gli atti dei convegni e più di 10.000 contenuti su www.verticale.net Energy Storage Termotecnica Industriale Pompe di Calore 1 © Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Evoluzione degli impianti elettrici per i sistemi di carica Angelo Baggini angelo.baggini@unibg.it DISA Università degli Studi di Bergamo mcTER 27 giugno 2019 2 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO 06.2012 '' Settima edizione ' 02.2013 '' Errata Corrige
' 07.2013 '' V1
' 08.2015 - V2
' 03.2017 '' V3
' 05.2017 '' V4
' 03.2019 '' V5 * Storia (recente) della CEI 64-8 * Progetto CEI C.1218 IP 31.5.18
Pubblicazione: lotto febbraio, Entrata in vigore: 1 marzo 2019 3 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Variante 5 CEI 64-8
Contenuti ' Parte 5. Scelta ed installazione dei componenti elettrici Capitolo 53 Dispositivi di protezione, sezionamento e comando '' Sezione 534 Dispositivi per la protezione contro le sovratensioni transitorie ' Parte 7. Ambienti ed applicazioni particolari '' Sezione 722 Alimentazione dei veicoli elettrici ' Parte 4. Prescrizioni per la sicurezza Capitolo 44 Protezione contro le sovratensioni '' Sezione 443 Protezione contro le sovratensioni di origine atmosferica o dovute a manovra. 4 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Generalità
sui veicoli elettrici
6 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Consumi negli usi finali (Eurostat - ba sed on eq ui val en t ton s of oi l) 7 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Veicoli elettrici 7 Tipo Ibridi plug-in Ibridi Range-Ext Bimod EL-EN A batteria Fuel-cell Idrogeno Acronimo PHEV REEV BEV FCEV Propulsione (EL e ET) EL EL + ET EL EL Carica EL ET + Rete ET + Rete Rete Rete N.A. Autonomia EL 10 x km 100 km 10 x km 100 x km -- 8 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Veicoli elettrici 8 Ricarica Autonomia reintegrata in Tempo per reintegrare 10 km 1 h 15 min AC Lenta 3,3 kW 13-15 km 3-5 km 40-45 min Rapida 22 kW 90-100 km 25-30 km 6-7 min 43 kW Completa 50-60 km 3-4 min CC Rapida 50 kW Completa 60-70 km 2-3 min Valori tipo CA 0,14-0,15 kWh/km all''albero 9 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Veicoli elettrici e NON 9 Valori tipo 1000 km CA 140 -150 kW h all ''alber o Gasolio 60 kg (75 l) 20% 90% Pb 5400 kg (2700 l) 90% Ioni-Litio 1160 kg (600 l) 10 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Veicoli elettrici e NON 10 Valori tipo 1000 km CA 140 -150 kW h all ''alber o Gasolio 60 kg (75 l) 750 kWh 20% 90% Batterie Pb 5400 kg (2700 l) 160 kWh 90% Ioni-Litio 1160 kg (600 l) 160 kWh 11 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Veicoli elettrici e NON 11 Valori tipo 1000 km CA 140 -150 kW h all ''alber o Gasolio 60 kg (75 l) 750 kWh 75 x 1,50' = 112,50' 20% 90% Batterie Pb 5400 kg (2700 l) 160 kWh 160/0,6 x 0,20' = 53,00' 90% Ioni-Litio 1160 kg (600 l) 160 kWh 160/0,8 x 0,20' = 40,00' 13 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO DIRETTIVA 2014/94/UE del 22 ottobre 2014
sulla realizzazione di un'infrastruttura per i
combustibili alternativi PNIRE - Piano Nazionale Infrastrutturale per
la ricarica dei veicoli alimentati ad energia
elettrica Dir et tiv a AF ID - Alt ern ativ e Fue ls In fr as tru ctu re Dir ec tiv e 17 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO CEI 64-8
Parte 7. Ambienti ed applicazioni particolari
Sezione 722 Alimentazione dei veicoli elettrici 18 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO 19 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Norme CONNETTORI CEI EN 62196-1 CEI EN 62196-2 (CEI EN 62196-3) COMUNICAZIONE CEI EN 61850 ISO 15 118 SAE J2847 SAE J2836 SAE J22 93 -2 TOPOLOGIA IEC 61851-1 IEC 61 85 1- 21 IEC 61 85 1- 22 SICUREZZA CEI 64-8 722 (IEC 60364 722 HD 60364) CEI EN 60529 ISO 6469-1..-2..-3 SAE J1763 (CEI EN 61439-7) CEI 20-106 20 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Tipo di connessione A PUN TO DI CONN ESION E CEI EN 61851-1 B C PRESA F ISSA PRESA F ISSA CONN . MO BILE CEI 64-8 art. 21.1 21 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Sistemi di carica conduttiva dei veicoli elettrici 21 CEI EN 61851-1
Parte 1 Prescrizioni generali ISO 6469-1 2009: Electric propelled road vehicles Safety specifications.
Part 1 - On board rechargeable energy storage systems RESS
ISO 6469-2 2009: Electric propelled road vehicles Safety specifications.
Part 2 '' Vehicle operational safety means and protection against failures
ISO 6469-3 2011: Electric propelled road vehicles Safety specifications.
Part 3 '' Protection of persons against electric shock 22 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Modo di carica 22 1 Presa a spina ordinaria
' Uso Domestico (CEI 23-50) ' Uso Industriale (CEI EN 60309-2) Presa a spina standard
' Uso ad hoc EV (CEI EN 62196-2) CA ' Fino a 16 A
' Monofase o trifase ' Funzione ctr OPZ CEI EN 61851-1 A o B CONNETTORE MOBILE
CEI EN 62196-2 ad hoc EV «' è consentito solamente in ambiti
strettamente privati
non aperti a terzi, quali
ad esempio ambienti il cui accesso necessiti
di chiavi, attrezzi particolari ecc. in possesso
solo del relativo proprietario.» Premessa ITA CEI EN 61851-1 23 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Presa a spina ordinaria
' Uso Domestico (CEI 23-50) ' Uso Industriale (CEI EN 60309-2) Presa a spina standard
' Uso ad hoc EV (CEI EN 62196-2) Modo di carica 23 2 CA ' Fino a 32 A
' Monofase o trifase ' Funzione ctr SI CEI EN 61851-1 A o B CTR BOX Con tro l bo x con RCD s ul cavo < 0 ,3 m o s ul la s pi na CONNETTORE MOBILE
CEI EN 62196-2 ad hoc EV vietato in ambiente aperti a terzi Da Premessa ITA CEI EN 61851-1 24 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Modo di carica 24 3 NO presa ordinaria
' Presa ad hoc (A, B) ' Connnettore ad hoc (C) CA ' NO limite corrente
' Monofase o trifase
' Funzione ctr SI CEI EN 61851-1 PRESE FISSE
CEI EN 62196-2 ad hoc per EV A o B C CONNETTORE MOBILE
CEI EN 62196-2 ad hoc EV «con riferimento ai modi di carica in
corrente alternata adottati in Italia ' in
ambiente aperto a terzi deve essere
adottato il modo di carica 3.» Premessa ITA CEI EN 61851-1 25 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Modo di carica 25 4 NO presa ordinaria
' Connettore ad hoc (C)
' Presa ad hoc (A, B) CC ' NO limite corrente
' Funzione ctr SI CEI EN 61851-1 A o B C CONNETTORE MOBILE
(IEC 62196-3 ad hoc CC) PRESE FISSE
CEI EN 62196-2 ad hoc per EV NON ci sono vincoli per l''ambiente di installazione Norma CEI 69-6 + Premessa ITA CEI EN 61851-1 + CEI 64-8 art. 722.1 29 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Richieste
' inserimento connettori
' continuità PE
' ventil. artif. attiva**
' funzione ctr. attiva Opzionali
' selezione I carica
' regolaz. I carica dall''apparecchiatura di alimentazione ' ritenuta/sganciamento dispositivo accoppiamento; ' controllo flusso bidirezionale di potenza da e verso il veicolo Controllo e comunicazione
Modi di carica 2*, 3 e 4 (' ***)
29 * Mod o 2 f in o all a s catol a di ct r** se previ st a *** a nche m od o 1 CEI EN 61851-1 30 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Funzioni di controllo
Modi di carica 2*, 3 e 4 30 CEI EN 61851-1 Bidirezionale
' Verifica PE
' Stazione: disponibilità rete
' Veicolo: stato funzionamento * Mod o 2 f in o all a s catol a di ct r** se previ st a *** a nche m od o 1 31 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Funzioni di controllo Modi di carica 2*, 3 e 4 (' ***) 31 * Mod o 2 f in o all a s catol a di ct r** se previ st a *** a nche m od o 1 CEI EN 61851-1 32 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Funzioni di controllo Modi di carica 2*, 3 e 4 (' ***) 32 * Mod o 2 f in o all a s catol a di ct r** se previ st a *** a nche m od o 1 CEI EN 61851-1 Funzione pilota senza conduttore supplementare Modo di ricarica 3 senza cavo pilota eliminato dalla IEC ultima edizione 33 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO ' Info tariffa EE
' Info processo carica
' Info capability
' Autenticazione utente
' Info rete
' Ctr dinamico portata
' Limiti locali portata
' Ctr sicurezza Controllo e Comunicazione 33 Minimo funzione pilota Servizi a Valore aggiunto Fatturazione remota e ctr dinamico carico e rete 35 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Prese a spina e connettori non generici CA (modo 3, ..2,1)
' Prese, spine, connettori specifici EV CEI EN 62196-2 1. 250 V, 32 A, 1f, 2 CP 2. 480 V, 63 A 3f, 70 A 1f, 2 CP 3. 250 V, 16 A, 1f, 1 CP
250 V, 32 A, 1f, 2 CP
480 V, 63 A, 1f o 3f, 2 CP CC (modo 4)
' Connettori specifici IEC 62196-3 35 CEI EN 61851-1 SOLO LATO VEICOLO
IPXXB
ritenuta: OBBLIGATORIA
interblocco: OBBLIGATORIO 36 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Prese a spina e connettori non generici CA (modo 3, ..2,1)
' Prese, spine, connettori specifici EV CEI EN 62196-2 1. 250 V, 32 A, 1f, 2 CP 2. 480 V, 63 A 3f, 70 A 1f, 2 CP* 3. 250 V, 16 A, 1f, 1 CP
250 V, 32 A, 1f, 2 CP
480 V, 63 A, 1f o 3f, 2 CP CC (modo 4)
' Connettori specifici IEC 62196-3 36 CEI EN 61851-1 IPXXB*
ritenuta: OBBLIGATORIA
interblocco: OBBLIGATORIO
NO disconnessione sotto carico (* eq IPXXD con fun z. iso l. CEI 64 -8 5- 53) Direttiva AFID: modo 3 in strutture pubbliche -> tipo 2 37 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Prese a spina e connettori non generici CA (modo 3, ..2,1)
' Prese, spine, connettori specifici EV CEI EN 62196-2 1. 250 V, 32 A, 1f, 2 CP 2. 480 V, 63 A 3f, 70 A 1f, 2 CP 3. 250 V, 16 A, 1f, 1 CP*
250 V, 32 A, 1f, 2 CP
480 V, 63 A, 1f o 3f, 2 CP CC (modo 4)
' Connettori specifici IEC 62196-3 37 CEI EN 61851-1 IPXXD
ritenuta: OPZ ormai la presa tipo 3 è in disuso da anni 38 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Prese a spina e connettori non generici CA (modo 3, ..2,1)
' Prese, spine, connettori specifici EV CEI EN 62196-2 1. 250 V, 32 A, 1f, 2 CP 2. 480 V, 63 A 3f, 70 A 1f, 2 CP 3. 250 V, 16 A, 1f, 1 CP
250 V, 32 A, 1f, 2 CP
480 V, 63 A, 1f o 3f, 2 CP CC (modo 4)
' Connettori specifici IEC 62196-3 38 CEI EN 61851-1 IPXXD
ritenuta: OPZIONALE
interblocco: OPZIONALE ormai la presa tipo 3C è in disuso da anni 39 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Prese a spina e connettori non generici CA (modo 3, ..2,1)
' Prese, spine, connettori specifici EV CEI EN 62196-2 1. 250 V, 32 A, 1f, 2 CP 2. 480 V, 63 A 3f, 70 A 1f, 2 CP 3. 250 V, 16 A, 1f, 1 CP
250 V, 32 A, 1f, 2 CP
480 V, 63 A, 1f o 3f, 2 CP CC (modo 4)
' Connettori specifici IEC 62196-3 39 CEI EN 61851-1 Direttiva AFID: modo 4 -> connettore CCS Combo2 40 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Prese a spina e connettori Altezza
0,5-1,5 m 40 CEI EN 61851-1 Prolunghe
NO Interblocco
' SI se senza potere interruzione ordinario ' Tipo C (EV) 41 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO CAVO FLESSIBILE Norma CEI 20-106
Cavi elettrici con isolamento reticolato
non propaganti la fiamma, con tensione
nominale non superiore a 450/750V
destinati alla ricarica dei veicoli elettrici EN 50620:2017
Electric cables '' Charging cables for
electric vehicles. 42 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Protezione contro i Contatti indiretti Separazione 1 x pto connessione Differenziale 1 X pto connessione ' Modo 1 o 2*: Idn ' 30 mA almeno di tipo A
' Modo 3*,**: ' RCD Idn ' 30 mA di tipo B, oppure
' RCD Idn ' 30 mA di tipo A + idoneo dispositivo che assicuri l''interruzione dell''alimentazione in caso di
corrente di guasto in c.c. superiore a 6 mA. * No distinzione tra monofase e trifase, ** presa a spina o di un
connettore per il veicolo in accordo con la serie di norme CEI EN
62196 44 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Protezione contro i Contatti indiretti Differenziale
1 x pto connessione*
' Tipo A monofase
' Tipo B trifase CEI EN 61851-1 e CEI 64-8 * Ge ne rale x 1 p to solo 45 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Protezione contro i Contatti indiretti CEI EN 61851-1 e CEI 64-8 CA CC CA CC 46 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Contatti diretti Urti
' Accessibili pubblico ed esposti: IK07 (2 J) CEI EN 62262 CEI EN 61851-1 + CEI 64-8 Protezione
' mediante distanziamento non ammessa
' locali non conduttori allo studio 47 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Protezione contro i sovraccarichi Singolarmente protetto
KU = 1 KC = 1
Linea + pti ' Solo ctocto
' Luoghi MARCI CEI EN 61851-1 e CEI 64-8 = 48 A 16 A 16 A 16 A 48 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Protezione contro le sovratensioni Consiglio
Singolo veicolo
Gestore di più punti CEI EN 61851-1 e CEI 64-8 49 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Connessione alla rete DG: Interruttore automatico
Stazioni bidirezionali Art. 7.4.14 Norma CEI 0-21 50 © angelo.baggini@unibg.it Riproduzione riservata COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Angelo Baggini Università degli Studi di Bergamo Dipartimento di Ingegneria e Scienze Applicate Viale Marconi 5, 24044 Dalmine (BG) Italy email: angelo.baggini@unibg.it


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