Stroboscoop - 2e laadprofiel elektrische auto's

Door niekvanprooijen op donderdag 19 december 2013 12:55 - Reacties (3)
Categorie: -, Views: 3.931

Een nieuwe week, een nieuwe auto. Deze week de Renault Zoe beschikbaar gesteld door Terwolde Groningen.

Deze auto heeft technisch gezien een groot voordeel ten opzichte van de Nissan Leaf. De lader, zogenaamde Chameleon, kan hogere vermogens aan. Hiermee kan onder andere optimaal gebruik gemaakt worden van onze 22kW laadpaal. Dat heeft hij ook gedaan :9~ .

In exact 1 uur en 52 minuten is de auto volledig opgeladen van 0% tot 100%. Op dezelfde manier als bij de Leaf, rijden tot hij bijna stopt en vervolgens de verwarming hoog zetten met de ramen open, is de accu volledig leeg getrokken. Leuk detail: de auto stopt niet opeens met rijden, maar heeft steeds minder vermogen beschikbaar.

De titel van deze blog, stroboscoop, komt vanuit de energiemeter. Net als een slimme meter heeft deze een pulserend lampje. Hij knippert 1000x per kWh om een indicatie te geven van de huidige belasting. 20.9kW geeft een mooi effect:


De auto heeft het eerste volledige laadprofiel gegeven bij de volgende omstandigheden:
  • Temperatuur: 10 graden C
  • Kilometerstand auto: 5600 km
Het laadprofiel ziet er als volgt uit:
ontladen
Hierin zie je over de tijd gezien het vermogen wat door de lader wordt gevraagd. Vooral het einde is interessant waar het vermogen lager wordt. Je ziet het duidelijk minder worden, waarna het even constant blijft om vervolgens uit te slaan. Er vindt dus geen uitdemping tot 0 plaats (wat ik stiekem wel had verwacht).
Een ander interessant gegeven: de Power Factor blijft niet netjes. Op het laatste deel van het laden waarbij het vermogen vermindert wordt, wordt de powerfactor ook slecht.
ontladen

De totale hoeveelheid energie voor een lading is 26,7 kWh wat bij een prijs van 0,21 eurocent per kWh uitkomt op 5,60 euro. Automatisch de vraag hoe ver je hier mee kan rijden: bij gewoon rijgedrag ongeveer 135 kilometer (wat de boordcomputer aangeeft tenminste). Per kilometer kost het dus 4,2 cent.
In vergelijking een benzineauto: bij een verbruik van 1:20 en brandstofprijs van 1,66 euro per liter kost een kilometer 8,3 cent.

Voor de liefhebbers: alle data staat hier.

ontladen
ontladen

Eerste auto laadt

Door niekvanprooijen op donderdag 12 december 2013 11:56 - Reacties (13)
Categorie: -, Views: 4.410

De meters zijn aangesloten, de logger werkt en de paal functioneert. Dat was gisteren.

Vandaag wordt de eerste meting gedaan. De Nissan Leaf is helemaal leeg gereden en de laatste paar procenten zijn eruit getrokken met de verwarming op 30 graden en ramen open. Op een gegeven moment begon de Leaf te piepen (letterlijk) en sloeg ook de verwarming uit. Starten was niet meer mogelijk. Accu leeg dus.
ontladen

Vervolgens starten met loggen en laden. De meter registreert natuurlijk continu het opgenomen vermogen e.d., maar voor de logger moet het tijdstip even genoteerd worden wanneer het laden gestart is. Je kan het ook zien aan het vermogen, maar het tijdstip is sneller.
Op de meter is het huidige vermogen te zien.
ontladen

Nu maar wachten. De accucapaciteit is 22kWh en het laden gaat met ongeveer 3.4kW. Het zal dus ongeveer 22/3.4=6.5 uur duren voordat de accu vol is. Iets langer nog waarschijnlijk omdat het laatste stukje langzamer gaat.

De eerste data is vast uit de logger getrokken. Grafiekjes:
ontladen
ontladen
ontladen

Later weer meer!

17:00: Toch tijd om naar huis te gaan. Helaas duurt het laden langer dan verwacht. Bij gebrek aan ander vervoer moet de auto van de lader om mij naar huis te brengen. We weten in ieder geval dat de meting goed kan lopen, de logger netjes werkt en de Leaf aan een 22kW laadpaal niet sneller wil laden dan 3,6kW.

Laadprofielen Auto's

Door niekvanprooijen op dinsdag 10 december 2013 11:16 - Reacties (20)
Categorie: -, Views: 5.246

Wat is het laadprofiel van een Elektrische Auto? Met hoeveel vermogen wordt er nou echt geladen? Gaat het vermogen van 100% naar 0 of vlakt dit netjes af? Wat kost het laden van een auto?

Vragen waar we met het onderzoek op de Hanzehogeschool mee zitten. Nauwelijks tot niets over te vinden op internet of andere onderzoeken dus tijd om er zelf mee aan de slag te gaan.

De aanleiding van dit onderzoek is een vraag van het MartiniPlaza in Groningen. Zij hebben momenteel 2 22kW laadpalen staan en willen graag uitbreiden. Het probleem is dat ze niet weten hoe het verloop van het laden er precies uit ziet en dus niet kunnen bepalen of er op de 63A aansluiting nog meer bijgeplaatst kan worden. Vanaf de importeur waren de laadprofielen niet te verkrijgen, dus tijd om te gaan meten. Dit gaan we zowel bij het MartiniPlaza als bij EnTranCe (Energy Transition Centre / Energie onderzoeksproeftuin van de Hanze) doen.

Zowel bij het MartiniPlaza als bij EnTranCe hebben we de beschikking over een 22kW laadpaal (3-fase 400V 32A). Voor beide laadpalen gaan we een meter plaatsen welke weer aangesloten is op een datalogger. De gebruikte meter is de U189A van GMC (deze) waarmee het mogelijk is om de volgende parameters te loggen (tenminste degeen die voor ons van belang zijn. Er kan nog veel meer uit gehaald worden):
  • Spanning per fase
  • Stroom per fase
  • Werkelijk vermogen per fase
  • Blind vermogen per fase
  • Schijnbaar vermogen per fase
  • Power Factor (cos phi) per fase
  • Netfrequentie
  • Opgenomen energie (kWh)
De datalogger verzamelt al deze gegevens waarbij de meetfrequentie instelbaar is. Wij nemen hiervoor 1 meting per minuut. Deze frequentie is aan de hoge kant, maar kan altijd lager gezet worden. Metingen erbij verzinnen doen ze maar ergens anders... :-p

Tot zover de meetinfrastructuur. Nu nog de auto's (en eventueel scooters en fietsen). Het lijstje met auto's die via het lichtnet opgeladen kunnen worden wordt langer en langer:
  • Audi A1 e-tron RE
  • Audi A3 e-tron RE
  • BMW i3 E
  • Chevrolet Volt RE
  • Citroen C-Zero E
  • Ford Focus Electric E
  • Hyundai ix35 Fuel Cell FC
  • Mercedes A-klasse E-cell E
  • Mercedes B-klasse ED E
  • Mini E E
  • Mitsubishi i-Miev E
  • Mitsubishi Outlander PIH
  • Nissan Leaf E
  • Opel Ampera RE
  • Peugeot iOn E
  • Renault Fluence E
  • Renault Kangoo E
  • Renault Twizzy E
  • Renault Zoe E
  • Smart Electric Drive E
  • Tesla Model S E
  • Toyota Prius PIH
  • Volkswagen e-Up! E
  • Volvo C30 Electric E
  • Volvo V60 Plug-in PIH
Een deel hiervan rijdt al rond in Nederland en een deel moet nog uitkomen. E is vol elektrisch, RE is Range Extender, PIH is Plug-in Hybride en FC is Fuel Cell.

Deze auto's (+ alle toekomstige) willen we graag allemaal doormeten. Sterker nog: we willen een openbare database opstellen waar iedereen kan zien wat zijn of haar huidige/toekomstige auto verbruikt tijdens het laden. En wat dit laden kost in euro's.

Bij het gebruik van de auto's komt de samenwerking met Energy Expo om de hoek kijken. Zij hebben met zo goed als alle dealers in Groningen goede contacten om duurzame mobiliteit te promoten. Energy Expo was meteen positief over het project en werkt er nu graag aan mee. Zij kunnen zelf de laadprofielen goed gebruiken bij het geven van advies over laadpalen. De Dealers kunnen hun klanten beter voorlichten met behulp van onafhankelijke en betrouwbare gegevens. Wij zullen zelf de profielen weer gebruiken in andere projecten zoals I-Balance waarbij we het elektriciteitsnet willen balanceren met behulp van het gasnet. Elektrische auto's zullen hierbij een grote invloed hebben vanwege hun korte, maar hoge energievraag.

Wat was begonnen met een simpele vraag van MartiniPlaza (kunnen we van een aantal auto's de laadprofielen bepalen) is nu al snel uitgegroeid tot een groter geheel. Een samenwerkingsverband tussen 3 partijen die graag bij willen dragen aan duurzaamheid met elk hun eigen insteek.

Hoe nu verder?
We beginnen morgen (10-12-2013) met het meten aan een Nissan Leaf. Deze auto kunnen we wat langer gebruiken om de meting (het meetprotocol) op te kunnen zetten. Hiervan zal dan ook eerste het laadprofiel bepaald worden. Hierna volgen de Opel Ampera, Renault Zoe, Renault Kangoo ZE, Toyota Prius PIH, Mitsubishi Outlander en Tesla Model S. Deze laatste wordt doorgemeten bij het MartiniPlaza. Wat daarna komt is nog niet bekend. Energy Expo werkt hard aan de beschikbaarheid van de auto's.
Als er nog iemand is met een via het lichtnet te laden auto en hiervan graag het laadprofiel wil weten, neem gerust contact op via DM of mail.