La tecnologia IMC : vantaggi ed. applicazioni. Maurizio Bottari Kiepe Electric Italia

Transcript

1 La tecnologia IMC : vantaggi ed Maurizio Bottari Kiepe Electric Italia applicazioni LA SPEZIA 3 a Giornata Italiana del Filobus, Comune della Spezia 13 luglio 2018

2 Group Locations worldwide Knorr-Bremse è presente in 30 paesi in tutto il mondo con più di 100 sedi di cui 80 comprendono stabilimenti di produzione THE AMERICAS EUROPE/AFRICA/MIDDLE EAST ASIA / PACIFIC Argentina Brazil Canada Mexico USA Austria Belgium Czech Republic Germany France Hungary Italy Macedonia Netherlands Poland Romania Russia Spain Sweden Switzerland Turkey United Kingdom South Africa Australia China India Japan Kazakhstan South Korea Singapore 2

3 Group Business year 2016 Development of sales Development of sales (in million) 4,241 4,300 4,303 5,206 5, , , Sales 5,831 million 5,494 million 6,236 million Net income 645 million 550 million 580 million Incoming Orders 5,668 million 5,723 million 6,657 million Investments 210 million 195 million 186 million Research and development expenditure 347 million 328 million 359 million Employees 24,275 24,565 27,705 3

4 Connected Systems Customer Orientation - Connected Systems to enhance the Value of Customers Windscreen Wiper and Wash Systems Entrance Systems Internal Doors Power Electrics Climate Management Electrical Systems and Brake Systems Integration Control and Management -Traction Systems -Auxiliary Converters Auxiliary Power Supply Modernization & Support -HVAC/Cooling Systems 4

5 Kiepe Electric GmbH - Il sito produttivo di Düsseldorf

6 Company and Location History 1906 until today today 1906 Founding of the special factory for the repair of electric arc lamps by Theodor Kiepe in Düsseldorf 1945 New start and manufacturing of the complete traction equipment for trolley buses and trams 1959 Foundation of the subsidiary Kiepe Electric Ges.m.b.H in Vienna 1973 Acquisition of the family enterprise by the Belgian electronics corporate group ACEC S.A Acquisition of the enterprise by the French GEC Alstom N.V. (now Alstom S.A.) 1993 AEG acquires Kiepe 1996 Foundation of Adtranz causes Kiepe to be transferred to Schaltbau AG 2002 Vossloh acquires Kiepe renaming of the company to Vossloh Kiepe GmbH 2009 Acquisition of the Swiss company APS electronic. Launch of the Vossloh Kiepe Main Line Technology in Düsseldorf 2010 Establishment of the U.S. subsidiary Vossloh Kiepe Incorporation in Alpharetta, Georgia Acquisition of UK-based engineering firm Transys Projects Limited (TPL) 2017 Takeover of Vossloh Kiepe GmbH by the and renaming to Kiepe Electric GmbH 6

7 Un salto indietro nel tempo 1952: Argentina Ordine di 700 Filobus per Buenos Aires Meccanica: Daimler-Benz, MAN, Henschel 7

8 Sistemi Elettrici per filobus e bus elettrici Cassone apparecchiature sul tetto DGG Unità modulare di controllo I nostri prodotti Equipaggiamenti di trazione (Inverter, Resistore di frenatura, Rivelatore di dispersione, Motore di trazione) per veicoli da 12m, 18m e 24m Sistemi di controllo (Modular Control Unit) Caricabatterie, Alimentatori per i servizi ausiliari, HVAC Accumulo di energia (Super Cap, Batterie) Sistemi per la gestione della energia: Power generation (Fuel Cell, Unità Diesel-Generatore, Gruppi batterie) Prese di corrente trolley, Pantografi, Trasferimento di energia a connettore o induttivo Software per la gestione dell energia, Gestione dati veicolari, Diagnostica, Gruppo prese di corrente OSA 500 8

9 Kiepe: 112 anni di storia e 66 anni di equipaggiamenti elettrici Filobus dal 1950 San Francisco USA 2016 Aachen Germany 1950 Parma 2012 Milano

10 Moderni sistemi elettrici Austria: Canada: Ecuador: France: Greece: Germany: Italy: Latvia: Norway: Linz, Salzburg Vancouver, Seattle, S. Francisco Quito Limoges, Lyon Athens Esslingen, Eberswalde, Solingen Avellino, Bari, Bologna, Cagliari, Genova, La Spezia, Lecce, Milano, Modena, Parma, Rimini, Pescara, Verona Riga Bergen Saudi Arabia: Riyadh Switzerland: Bern, Biel, Fribourg, Geneva, Lausanne, Lucerne, Montreux, Neuchâtel, Schaffhausen, St. Gallen, Winterthur, Zurich Turkey: USA: Venezuela: Referenze filobus (estratto) Malatya Dayton, Philadelphia, San Francisco, Seattle Mérida 10

11 Moderni sistemi elettrici Referenze veicoli ibridi (estratto) Netherlands: Enschede, Groningen Luxembourg: Luxembourg Germany: Poland: Dortmund, Dresden, Düsseldorf, Ennepetal, Hagen, Leipzig, Hagen, Leipzig, Lübeck, Wuppertal, Hamburg Co. Solaris 11

12 Moderni sistemi elettrici Referenze veicoli Fuel-Cell e batterie Netherlands: Amsterdam (Fuel Cell) Austria: Polonia: Germania: Italia: Klagenfurt (connector) Krakow, Co. Solaris (connector) Berlin, Braunschweig (inductive) Hamburg, Hürth/Cologne (Fuel Cell) Düsseldorf (connector) Frauenhofer IVI (pantograph) Cagliari (batterie) 12

13 Moderni sistemi elettrici Sistemi elettrici per veicoli su ferro Germany Great Britain Austria Poland Portugal Spain Bielefeld, Bonn, Braunschweig, Bremen, Chemnitz, Dortmund, Düsseldorf, Halberstadt, Hannover, Jena, Karlsruhe, Kassel, Cologne, Krefeld, Leipzig, Rostock, Schwerin, Saarbrücken, Wuppertal Croydon, Edinburgh, Manchester Gmunden, Graz, Vienna Danzig, Krakow, Posen Porto Leon, Mallorca, Valencia Üstra Hannover WSW Wuppertal mobiel Bielefeld VBK Karlsruhe VMS Chemnitz Metro do Porto Netherlands Province Gelderland Connexxion Protos Edingburgh Trams Serbia Belgrade Sweden Gothenburg USA Houston 13

14 Il futuro delle batterie Costi di produzione di un automobile elettrica 4% 10% 13% 14% 19 % Altro Telaio Carrozzeria Trasmissione Componentistica Nei prossimi anni il mercato delle batterie potrebbe raggiungere i 120 miliardi di dollari Tasso di crescita annuo del numero di veicoli elettrici: 94% dal 2005 al % BATTERIE 14

15 Il futuro delle batterie Lo sviluppo delle tecnologie dal 1990 a oggi Una batteria da 24 kwh pesa: Batterie al piombo: 30 Wh/kg Batterie al Nickel-Cadmio: 50 Wh/kg Batterie agli Idruri metallici 75 Wh/kg Pb, NiCd, NiMh, 800 kg 480 kg 320 kg Batterie al Litio ferro Fosfato: 110 Wh/kg LiFePO4, 220 kg Batterie agli ioni di litio: 180 Wh/kg LPo, 130 kg Obiettivo nei prossimi 5 anni: 500 Wh/kg???, 48 kg Benzina: Wh/kg 15

16 Il futuro delle batterie Lo sviluppo delle tecnologie nei prossimi anni TECNOLOGIA Densità volumetrica di energia Batterie al silicio Batterie al carburo di silicio Batterie con elettrolita solido al solfuro di litio e anodo di grafite Batterie al litio-aria con anodo metallico 250 Wh/litro 400 Wh/litro 700 Wh/litro 800 Wh/litro Batterie con anodo di silicio 1100 Wh/litro 16

17 Dollari USA Tecnologie per veicoli elettrici Kiepe Electric Il futuro delle batterie Andamento dei prezzi delle batterie per kwh 1200 Dollari per kwh

18 Di quanta energia abbiamo bisogno Veicolo da 12 metri: 1,5 kwh/km Veicolo da 18 metri: 2,5 kwh/km Veicolo da 24 metri: 3,2 kwh/km Climatizzazione e riscaldamento Profilo orografico della linea Ausiliari ed altri dispositivi installati a bordo Congestionamento del traffico Stile di guida dell autista Esempio per una percorrenza di 250 km/giorno Consumo di energia: 250 km x 2,5 kwh/km = 625 kwh / bus 18

19 Il trasferimento di energia elettrica sul veicolo Tre parametri importanti Energia elettrica trasferita = Corrente x Tensione x Tempo [I V t] [W h] 1) Corrente [Ampere] limitata da - Calore - Superficie di contatto 2) Tensione [Volt] limitata da - Livelli di isolamento nel veicolo 3) Tempo L unico parametro su cui poter agire è il tempo 19

20 Come ricaricare l energia consumata Ricarica notturna in 3 ore Per ricaricare una flotta da 100 veicoli servono: kwh / 3h = 21 MW Ricarica notturna ottimizzata Per ricaricare una flotta da 100 veicoli servono: kwh / 4,5h = 14 MW Ricarica alle fermate La ricarica avviene durante l utilizzo dei veicoli per circa il 50% del tempo kwh / 9h = 7 MW 20

21 Il trasferimento di energia dall infrastruttura al veicolo. Ricarica flash alle fermate Tempo di fermata di 15 secondi Energia trasferita durante la fermata: 400 kw x 15 sec. = 1,66 kwh 1,66 kwh di gasolio equivalgono a 0,3 litri Con 1.66 kwh possiamo percorrere circa 750 m (2 kwh/km) Esempio: Linea: 15 km Consumo di energia: 15 km x 2 kwh/km = 30 kwh Tempo di ricarica (con 250 kw) = 7,2 minuti Indisponibilità del veicolo sottocarica = 12% 0,16 l Kölsch 22

22 Tempi di ricarica e indisponibilità Potenza di carica: 250 kw Consumo di energia: 12m: 1,5 kwh/km; 18m: 2,5 kwh/km; 24m: 3,5 kwh/km Velocità 12m 18m 24m 15 km/h 5,4 min 9% 9 12,6 15% min min 20 km/h 7,2 min 12% 12 16,8 20% min min 30 km/h 10,8 min 18% 18 25,2 30% min min 21% 28% 42% Alte velocità Veicoli lunghi maggior consumo di energia tempo di carica più lungo / maggiore tempo di fermo costi più alti per x% bus addizionali (& autisti) La Opportunity/Flash charging è accettabile per: Linee a bassa velocità Veicoli corti 23

23 Gruppi di autonomia per veicoli filoviari La tecnologia IMC In Motion Charging Il veicolo utilizza le batterie per la marcia autonoma L indisponibilità del veicolo per le operazioni di carica è lo 0% Le batterie vengono ricaricate durante il moto del veicolo La corrente di carica viene gestita dal software Viene massimizzata la porzione di linea senza rete aerea Le prestazioni del veicolo rimangono inalterate La capacità di trasporto rimane inalterata Il software può essere adattato per seguire gli sviluppi della tecnologia delle batterie Il tempo di attacco e stacco dalla linea di contatto è mantenuto all interno del normale tempo di fermata 24

24 Sezioni di carica (c-roads) per IMC Criteri generali Sezioni Wireless 30% a 60% della linea* 30% a 60% del tempo* da 4km a 6 km per sezione (su 10km) * Dipende da velocità, lunghezza veicolo etc. Sezioni di carica Ricarica nei: Tratti lenti Capilinea Consumo di energia: Salite, ausilliari No infrastruttura: Rettilinei 26

25 Sezioni di carica (c-roads) per IMC Ciclo di funzionamento del veicolo 27

26 In Motion Charging (IMC ) dal filobus alla IMC 2015 Esslingen (4) 2016 Cagliari (4) 2014/2016 Seattle ( ) 2014/2015 San Francisco (60) 2014 Lucerne (9) 2016 (4+17) 2013/2014 Geneva (33) 2015 Dayton (2) 2005 Vancouver (262) 2012 Zürich (35) 28

27 Un esempio di Elettro-mobilità con IMC Trasformazione di una linea diesel in linea parzialmente IMC La linea aerea esistente viene utilizzata per caricare le batterie delle linee 2 e 3 Oggi Diesel bus linea 1 Linea filoviaria con rete aerea Diesel bus linea 3 Diesel bus linea 2 Linee parallele: viene sfruttata la linea aerea esistente Domani Diesel bus linea 1 Tratto della linea IMC per la ricarica Tratto IMC senza linea aerea Tratto IMC senza linea aerea 29

28 Un esempio di Elettro-mobilità con IMC Costi di realizzazione di una linea filoviaria tipo da 10 km SSE SSE 2 km 6 km 2 km 1 SSE = 1 mio x 2 = 2 mio 1 km bifilare = 0,4 mio x 4 = 1,6 mio 1 filobus 18m = 1 mio x 6 = 6 mio Costo/km = 0,96 mio Totale = 9,6 mio 30

29 Veicoli da 24 metri in Europa fino a 210 passeggeri Metz 2014 Barcelona Lussemburgo Bergen biogas 2016 Malmo 2013 Lucerna Lussemburgo 31

30 Filobus da 24 metri in Svizzera 2017 Lucerna 8 veicoli 2016 Lucerna 9 veicoli 2014 Lucerna 9 veicoli 2014 Zurigo 2 veicoli 2012 Zurigo 12 veicoli 2010 St.Gallen 7 veicoli 2008 Zurigo 17 veicoli 2006 Lucerna 3 veicoli 2006 Ginevra 10 veicoli per un totale di circa 80 veicoli 32

31 Un 24 metri in Italia Imperia e Parma maggio

32 Il filobus da 24 metri per la città di Linz in tecnologia IMC In Motion Charging 35

33 Il filobus da 24 metri per la città di Linz in tecnologia IMC In Motion Charging 36

34 Il filobus da 24 metri per la città di Linz in tecnologia IMC In Motion Charging 50 pass. seduti > 190 pass. totali 37

35 Filobus da 24 metri vs. filobus da 18 metri 18 metri 24 metri Lunghezza Larghezza Raggio di volta esterno Raggio di volta interno Peso a vuoto kg kg Assi motorizzati 1 o 2 2 Pneumatici Passeggeri

36 Nuovi progetti in Italia Patrimonio Mobilità Provincia di Rimini: TRC - Trasporto Rapido di Costa Filobus 18 metri con batterie e IMC Bologna- Parma- Modena Filobus da 12/18 metri con batterie e IMC ATM Milano Filobus 18 metri con batterie e IMC 39

37 40

38 Grazie per la cortese attenzione Maurizio Bottari Amministratore Delegato Kiepe Electric Italia LA SPEZIA 3 a Giornata Italiana del Filobus, Comune della Spezia 13 luglio 2018

39 Disclaimer The presentation contains forward-looking statements that are based on current estimates and assumptions made by the management of Kiepe Electric to the best of its knowledge. Such forward-looking statements are subject to risks and uncertainties, the non-occurrence or occurrence of which could cause a material difference in future results including changes in political, business, economic and competitive conditions, regulatory reforms, effects of future judicial decisions, foreign exchange rate fluctuations and the availability of financing. Neither Kiepe Electric nor any of its affiliates, advisors or representatives shall have any liability whatsoever (in negligence or otherwise) for any loss arising from any use of this presentation or its content or otherwise arising in connection with this document. Kiepe Electric does not undertake any responsibility to update the forward-looking statements contained in this presentation. The information provided in this presentation does not represent an offer or invitation for the purchase of the stock of Kiepe Electric GmbH or other companies, nor should it be considered as a call to purchase or otherwise trade stocks directly or indirectly.