ELFA: Hybrid Drives. La solución ecológica, económica y eficiente para el transporte urbano. Siemens All rights reserved.

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1 ELFA: Hybrid Drives La solución ecológica, económica y eficiente para el transporte urbano Siemens All rights reserved.

2 Contenido ELFA Historia The ELFA Drive System Referencias Proyectos en España Siemens All rights reserved.

3 LD T Products Propulsion equipment for: Traction Drives Hybrid Drives Mining Drives Locomotives High Speed Trains EMUs / DMUs Metro Vehicles Light Rail Vehicles City Vehicles Cranes Boats Trucks Shovels Draglines page Siemens All rights reserved. I DT LD

4 LD T HD Products = Outdoor Equipment *) 10,000 Power (kw) 5, *) LD T HD the experts for traction systems for outdoor - environmental conditions (temperature, humidity and salt mist, shock, etc.) City bus & delivery truck Mining trucks & drag lines Specialty vehicles 100 RTG Cranes (via MC) page Vehicle weight (t) ,000 Siemens All rights reserved. I DT LD

5 ELFA Historia Siemens All rights reserved.

6 Historia del sistema ELFA de Siemens Los primeros proyectos empezaron hace 12 años, inicialmente con MAN Antes de eso Siemens sólo estaba en proyectos de tracción para trolebuses basados en la tecnología de los tranvías El desarrollo del sistema ELFA se basaba en componentes del automóvil provenientes de coches eléctricos, adaptados para el uso en autobuses (horas de funcionamiento, condiciones ambientales) y apoyados por nuestra extensa experiencia en las tecnologías de los accionamientos. Comienzo de la producción en serie en 1999 con el Mercedes Cito Midibus (se hicieron más de 600 unidades) hasta 2003 Primer contrato en Asia con Mitsubishi Fuso en 2000 Inicio de la colaboración con ISE Corp. (San Diego) para el mercado de EEUU en 2002 (que se mantiene en la actualidad) Diversificación hacia las pilas de combustible, buses de baterías, ultracondensadores e híbridos batería, barcos, grúas portuarias (RTG), camiones de reparto y de recogida de residuos urbanos page Siemens All rights reserved. I DT LD

7 Historia del sistema ELFA de Siemens Se necesitó mucho paciencia los sistemas de almacenamiento de energía llevaron más tiempo de lo que se esperaba. La pila de combustible no es una opción a corto plazo, aunque a medio plazo las pilas de combustible son una alternativa a los autobuses híbridos. Con el tiempo los sistemas de almacenamiento de energía mejoran, con lo que se consigue una disminución el tamaño del motor de combustión. Por lo que, el sistema de tracción tiene que ser capaz de asumir estos cambios sin cambiar el sistema de tracción en sí. Debido a la naturaleza de los ciclos de conducción en los centro urbanos con muchas paradas y arranques combinado con las bajas velocidades, es importante que los sistemas auxiliares (bomba de dirección, compresor de aire, aire acondicionado) del vehículo funcionen de manera independiente al funcionamiento del motor de combustión. Es importante que toda la energía de frenado pueda recuperarse por el sistema de tracción hasta la parada para conseguir ahorros de combustibles óptimos aprox. 150 kw en un autobús de 12m cargado. page Siemens All rights reserved. I DT LD

8 Historia del sistema ELFA de Siemens Los autobuses híbridos sólo son rentables cuando presentan alguna ventaja sobre los autobuses convencionales. Actualmente la reducción del consumo de combustible y de las emisiones son sus principales ventajas. Aunque el coste total de adquisición y funcionamiento de los autobuses híbridos también tiene que ser competitivo. Esto quiere decir que la clave del éxito de los autobuses híbridos son los costes. Uno de lo factores clave de los costes es el volumen de producción. Uno de los niveladores del volumen es que sea un sistema modular cuyos componentes se puedas usar en todos los tamaños de autobuses (midi, un piso, doble piso, articulado) y tipos (híbrido batería, híbrido ultracondensadores, híbrido pila de combustible, batería pura, pila de combustible pura). Esto también reduce el coste de gestión de los repuestos en las empresas de transporte. Otro factor clave para la optimización de costes es la diversificación hacia otros productos, como grúas, barcos, camiones de reparto y recogida de residuos urbanos. Los componentes de tracción tienen que ser compactos para encajar en el vehículo, así el sistema de refrigeración debería usarse para todos los componentes. Los componentes de tracción deben suponer unos esfuerzos de mantenimiento mínimos. Nuestros clientes alcanzar en sus autobuses unas reducciones de combustible de entre el 25% y el 40% dependiendo de la configuración específica del sistema. page Siemens All rights reserved. I DT LD

9 Historia del sistema ELFA de Siemens Conclusiones El híbrido serie es la configuración óptima para los vehículos urbanos Totalmente flexible respecto a la fuente de energía Máxima recuperación posible (alta potencia del motor de tracción en funcionamiento regenerativo) Sin cambios de los componentes ante futuros cambios de la fuente de energía, como una reducción en el tamaño del motor de combustión y una batería más grande, o cambio de un motor de combustión pequeño a un pila de combustible pequeña, o cambio a vehículos con sólo baterías Alta flexibilidad para el diseño del vehículo Es posible el funcionamiento con poco ruido, las vueltas del motor de combustión no depende de la velocidad del vehículo El sistema de accionamiento híbrido debe tener un diseño modular para ser capaz de equipar a todos los tipos de vehículos urbanos comerciales. Modularidad de los componentes hardware Modularidad de la funcionalidad del software Los componentes del accionamiento híbrido han de tener un diseño que se pueda fabricar en una producción de gran volumen automatiza para poder garantizar la calidad. Sistema de 600V para minimizar el tamaño de los cables. page Siemens All rights reserved. I DT LD

10 The ELFA Drive System Siemens All rights reserved.

11 Definición de vehículo urbano Funcionamiento con muchos arranques y paradas Baja velocidad media Muchas horas de funcionamiento page Siemens All rights reserved. I DT LD

12 Razones para los vehículos híbridos urbanos Aumento de la presión global para la reducción de las emisiones, incluyendo CO 2 Aumento de la necesidad de reducción de ruidos Aumento del confort y el atractivo Alcanzar ahorros de combustible significativos page Siemens All rights reserved. I DT LD

13 Cómo se producen los ahorros? Recuperación de la energía de frenado Función Start/stop para el motor de combustión Concepto de auxiliares optimizado Funcionamiento del motor de combustión en el punto óptimo, reducción de transitorios page Siemens All rights reserved. I DT LD

14 Conceptos sobre híbridos Hay dos tipos principales de sistemas híbridos eléctricos disponibles para los vehículos urbanos: Híbrido Paralelo Híbrido Serie Disminución tamaño diesel Batería Generator Drive shaft Gear Box Energy Storage Drive shaft Generator battery and downsized engine page Motor tracción eléctrico/ Generator Motor de combustión Motor tracción eléctrica Energy Pila de combustible Storage Siemens All rights reserved. I DT LD

15 Future Evolution of City Buses City bus with parallel hybrid? Conventional city bus with combustion engine Reduced emission Reduced fuel consumption Zero emission vehicles City bus with serial hybrid City bus with battery City bus with fuel cell Time line today ca ca. 2015? page

16 Módulos del Sistema Híbrido ELFA Siemens ELFA e Drive System Eje acciona- Motor de Combustión o pila de combustible Modulo de Generación de Energía Circuito Intermedio Nominal 650 V DC Módulo De tracción miento y tracción 1 Inverter Fase Módulo de Resistencia De frenado Módulo de energía auxiliar Módulo de Almacenamiento De energía (no incluye el almacenamiento) Libre elección Batería o Por el OEM ultracondensador page

17 Ejemplo de flexibilidad del ELFA = rango de funcionamiento de los híbridos serie dieseleléctrico Flexibilidad en la mezcla de energía 100% Energía batería híbrido ( down-sizing ) Tendencia debido a las mejoras de funcionamiento de los sistemas de almacenamiento de energía batería híbrido batería pura Almacenamiento de energía pila combustible híbrido pila de combustible pura 0% page Generador (diesel, gas, gasolina) Rango de funcionamiento del híbrido paralelo Mezcla de Energía Rango de funcionamiento de ELFA Pila combustible

18 References Siemens All rights reserved.

19 World-wide Hybrid Bus Projects - Mercedes Citaro (GER) 9 m 12 m 18 m P1 T1 P2 T2 P3 T3 P4 T4 P5 T5 P6 P7 T6 T7 2 x Pre-series 2009, start of series 2010 page

20 World-wide Hybrid Bus Projects - MAN (GER) UCap 9 m 12 m 18 m P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 Pre-series 2009, start of series 2010 page

21 World-wide Hybrid Bus Projects - Wrightbus DD (UK) 9 m 12 m 18 m P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 approx. 20 vehicles sold page

22 World-wide Hybrid Bus Projects - Wrightbus Articulated Bus (UK) 9 m 12 m 18 m P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 50 vehicles sold page

23 World-wide Hybrid Bus Projects - Mitsubishi Fuso Truck and Bus (J) 9 m 12 m 18 m P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 approx. 70 vehicles sold page

24 World-wide Hybrid Bus Projects - Nabi and New Flyer *) (USA) UCap 9 m 12 m 18 m P1 P2 P3 P4 P5 T1 T2 T3 T4 T5 P6 T6 P7 T7 page > 200 vehicles sold *) = via ISE Corp.

25 World-wide Hybrid Bus Projects - New Flyer *) Fuel Cell Hybrid (USA) 9 m 12 m 18 m P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 20 vehicles sold page *) = via ISE Corp.

26 Additional Hybrid Projects - Rubbish Trucks Germany, Prototype + 20 planned for 2009 Optimized auxiliaries, noise reduction, fuel savings page

27 Title of the presentation Proyectos en España page

28 Autobús híbrido Castrosua 9 m 12 m 18 m P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 Prototipo page

29 Camión de basura híbrido FCC (Madrid, Zaragoza, Barcelona) 6m 9m 15m P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 17 en funcionamiento, 15 en fabricación page

30 Características del camión 12 toneladas de P.M.A teorico (14 ton real). Chasis Iveco Pegaso 120 E 21 P. Longitud total (sin bomba ni estribos) mm Anchura maxima mm Altura maxima mm. Distancia entre ejes (chasis 4x2) mm. page

31 Ciclo de trabajo del camión page

32 Prestaciones del Camión MODO ELÉCTRICO Velocidad maxima: 40 Km/h. Pendiente a superar: 16% a 12Km/h y 14 ton de P.M.A MODO HÍBRIDO-DIESEL Velocidad maxima: 70 Km/h. Pendiente a superar: 22% a 12Km/h y 14 ton de P.M.A Las limitaciones de velocidad son a petición del cliente! page

33 Componentes Siemens del camión 2 Motores de tracción + multiplicadora Generador eléctrico + reductora acoplado al motor de combustión Inversor de Potencia ELFA I 8 fases Generador hidráulico para sist. auxiliares DICO page

34 Esquema de componentes del camión page

35 ELECTRIC Future is Power page

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