Kravställning av kraftelektronik för användning av bränsleceller i elektriska fordon

Relevanta dokument
PowerCell Sweden AB. Ren och effektiv energi överallt där den behövs

KRAVSTÄLLNING AV KRAFTELEKTRONIK FÖR ANVÄNDNING AV BRÄNSLECELLER I ELEKTRISKA FORDON

PFC and EMI filtering

CanCom Bluetooth BLUETOOTH V5.6. Specifikation Specification LED. transceiver

Why Steam Engine again??

Instruction Manual. Svenska, English. Power Bank. Model: PRBN

Discovery FSQ, IAA Utgåva/Edition 11. SE Habo. Klass 2 IAA FSQ-I 26W. 4 mm c c mm N L

Windlass Control Panel v1.0.1

D-RAIL AB. All Rights Reserved.

SHP / SHP-T Standard and Basic PLUS

Nya driftförutsättningar för Svensk kärnkraft. Kjell Ringdahl EON Kärnkraft Sverige AB

INKOPPLINGSANVISNING ELTRYCKSLÅS WIRING DIAGRAM SOLENOID LOCK

Energieffektivisering av framtida klimatsystem för personbilar. Filip NielseN, 2017

LPF SERIEN FRONTTERMINAL LONGLIFE STANDBY 12ÅR + DESIGNLIFE HIGH PERFORMANCE

INSTALLATION INSTRUCTIONS

Luftvärmare, kylprodukter och högtemperatur processkylaggregat - Förordning 2016/2281 Branschmöte 15 februari 2018 Carlos Lopes, Lina Kinning

Windon LS 1H / LS 1.5H / LS 2H / LS 3H

manual Powerbank 3X Solar Item: Linocell

SOLAR LIGHT SOLUTION. Giving you the advantages of sunshine. Ningbo Green Light Energy Technology Co., Ltd.

TEKNISKA DATA / TECHNICAL DATA / TECHNISCHE DATEN. D-säkringar / D-fuses / D-Schmelzeinsätze

3-fas effektbalanseringslager

Rapport elbilar Framtidens fordon

Boiler with heatpump / Värmepumpsberedare

Vätebränsle. Namn: Rasmus Rynell. Klass: TE14A. Datum:

STARTRELÄ PRODUKTINFORMATION

FORTA M315. Installation. 218 mm.

Beijer Electronics AB 2000, MA00336A,

SNÄCKVÄXLAR WORM GEARBOXES

Ersättning styrkort GOLD, stl 1-3, Version 1-3/ Replacement control circuit board GOLD, sizes 1-3, Version 1-3

Energy KRAFTELEKTRONIK NAV. e-mobility. Transport. Mietek Bakowski Konstantin Kostov. Industry ICT

City Mobility Transport Solutions -Environmental and economic sustainability by new technology Trondheim 26th of June

Country report: Sweden

SUZUKI GRAND VITARA 3P CITY 2011»

Lennart Östblom.

Företagsnamn: Grundfos Skapad av: Magnus Johansson Tel: +46(0) Datum:

Vågkraft. Verification of Numerical Field Model for Permanent Magnet Two Pole Motor. Centrum för förnybar elenergiomvandling

LPF SERIEN FRONTTERMINAL LONGLIFE STANDBY 12ÅR + DESIGNLIFE HIGH PERFORMANCE

Split- vs ventilationsaggregat

Installation Instructions

RADIATION TEST REPORT. GAMMA: 30.45k, 59.05k, 118.8k/TM1019 Condition D

LPF SERIEN FRONTTERMINAL LONGLIFE STANDBY 12ÅR + DESIGNLIFE HIGH PERFORMANCE

BOW. Art.nr

Fiat » Fiat Panda / 4x4 2003» Fiat Panda 4x4 Climbing / 4x4 Cross 20033»

Produktens väg från idé till grav

Remote control Fjärrströmbrytare / Fjernstrømbryter

Nolato Cerbo är en del av Nolato Medical, global och ledande leverantör av polymera produkter och system. Med vårt varumärke Cerbo erbjuder vi ett bre

manual Bluetooth car handsfree Road talk Item: Linocell

MCP-16RC, Air Purification

F-ARI. Nya självtestande jordfelsbrytare med automatiska testfunktioner

CUSTOMER READERSHIP HARRODS MAGAZINE CUSTOMER OVERVIEW. 63% of Harrods Magazine readers are mostly interested in reading about beauty

SAFETY PRECAUTIONS SPECIFICATIONS

Team Captain s meeting for Intersport o Scandic Cup. Idre Fjäll 4-6 December 2015

Om oss DET PERFEKTA KOMPLEMENTET THE PERFECT COMPLETION 04 EN BINZ ÄR PRECIS SÅ BRA SOM DU FÖRVÄNTAR DIG A BINZ IS JUST AS GOOD AS YOU THINK 05

2.1 Installation of driver using Internet Installation of driver from disk... 3

IRAB Mottagare sida 2-5 Tele Radio AB Mottagare sida 6

Ackrediteringens omfattning

Viktig information för transmittrar med option /A1 Gold-Plated Diaphragm

Beacon BluFi Bluzone. Givarna har mycket hög känslighet och kan mäta mycket små förändringar.

Vilka är vi. Varför Arvika

Vätgas och bränsleceller!

säkerhetsutrustning / SAFETY EQUIPMENT

EASA FTL (Flygarbetstid)

Your No. 1 Workout. MANUAL pro

CompactAIR Center Ventilation - Filtrering - Uppvärmning CompactAIR Center Ventilation - Filtration - Heating

Strategy for development of car clubs in Gothenburg. Anette Thorén

Bruksanvisning. Multimeter KEWTECH KT115

ERS (Electrical Road System) Slide-in project within FFI program

WAVES4POWER Ludvika

DC nät för datacentraler och gröna hus med solceller och energilager

1. Förpackningsmaskin / Packaging machine

Styrteknik: Binära tal, talsystem och koder D3:1

Isolda Purchase - EDI

Preschool Kindergarten

Fig. 2: Inkoppling av lindningarna / Winding wiring diagram

HANTERING AV UPS CX

Love og regler i Sverige Richard Harlid Narkos- och Intensivvårdsläkare Aleris FysiologLab Stockholm

Product configurations Produire configuration Produkt konfigurationen Producto configuraciones Produkt konfigurationerna

Consumer attitudes regarding durability and labelling

Congratulations on purchasing an ATS towbar. Gratulationer till er nyinköpta ATS dragkrok

Framtidens miljöbilar

Varför Vind? GENERAL PRESENTATION

Smart Gridett FUD projekt i Ludvika. Henrik Stomberg

Mitsubishi Montero io 10/1999» Pajero Pinin 3-5 platser

INDUKTIV SLINGDETEKTOR INDUCTIVE LOOP DETECTOR

champ Användaranvisning (S) 2 User Manual (GB) 4 P utg 1 Idavägen 17 SE Växjö sales@primepower.

A » VW

The Municipality of Ystad

Accepterad monteringsanvisning 2016:1. Metris (RSK: ) Metris S (RSK: ) Metris (RSK: )

CanCom 8 DIGITAL I/O DIGITAL V3.70. Specifikation Specification. Utgångar Output EMC EMC 2004/108/EC

Utmaningar och möjligheter vid 100% förnybar elproduktion

SAFETY PRECAUTIONS SPECIFICATIONS

Uttagning för D21E och H21E

Rev No. Magnetic gripper 3

Wi-Fi travel router for ipad and mobile devices

Sammanfattning hydraulik

SubstiTUBE T5 High Efficiency

Supplier of complete biofuel installations

champ Användaranvisning (S) 2 User Manual (GB) 4 P Utg sales@primepower.se

Methods to increase work-related activities within the curricula. S Nyberg and Pr U Edlund KTH SoTL 2017

55R Volvo XC » Volvo XC » Volvo S » Volvo V » Volvo XC » Volvo V »

Transkript:

Kravställning av kraftelektronik för användning av bränsleceller i elektriska fordon Andreas Bodén / Anders Hedebjörn Förstudie: Kravställning på kraftelektronik för användning av bränsleceller i elektriska fordon (Teknikbevakning av bränslecellsområdet P-38300-1) PowerCell Sweden AB och Volvo Cars Corporation

Voice of potential customers Rena batteribilar: har svårt att beräkna kvarvarande körsträcka (räckviddsångest) komfort kompromissar körsträckan Relativt långa laddningstider (problem vid längre körningar) Batteribuss: We have developed a range of electric city buses which will come onto the market beginning next year. We are working on is using a range-extender. For this purpose we would have approx. 100kWh battery pack enough for approx. 80 km range As a city bus on average does about 190-200 km per day we are looking for fuel cell range extender Utvecklingen som driver FCEV är att det är denna tekniska lösning för en elbilsarkitektur där köregenskaper och tankningsegenskaper påminner om en modern vanlig bil, det vill säga körsträckan är minst 45-50 mil och tankningen tar under 5 minuter. 2015-12-03 Property of Powercell Sweden AB 2

Varför Kravställningen är nödvändig för att fastställa tekniska föreskrifter mellan kund och leverantör. DC/DC omvandlaren skall problemfritt kunna integreras i ett befintligt system bestående av fordon eldrivlina bränslecell. Den skall beskriva samtliga områden där gränssnitt och gemensam funktionalitet förekommer. Kravsättningen är basen för dialogen mellan leverantören och integratören och ingår i underlaget för upphandling. 2015-12-03 Property of Powercell Sweden AB 3

Problemställning Batteri-och hybridbilar använder idag 400V som systemspänning för att få effektiv kraftöverföring mellan laddning, batterier och elmotorn. Medans bränslecellen har en utspänning på ca 100-300V för en stack i upp till 30kW klassen och 200-450V för en i 100kW klassen. En annan utmaning är att det momentana effektbehovet skall balanseras mellan batteriet och bränslecellsystemet. Det finns idag ingen hyllösning på kraftelektronik för integrering av bränslecells rangeextendersi elbilar. 2015-12-03 Property of Powercell Sweden AB 4

Problemställning 2015-12-03 Property of Powercell Sweden AB 5

Syfte Förstudien skall, baserat på de egenskaper och krav från bränslecellsystemet och det elektriskt fordon ställer på en DC/DC för skall länka samman systemen, ta fram en teknisk specifikation för en DC/DC för användning av ett bränslecellsystem i ett elfordon. Även eventuella ändringar på DC/DC för att passa en tyngre applikation med 600 V skulle undersökas. Avgränsningar Förstudien tar inte fram komplett specifikation för kommersiell upphandling och produktion. Förstudien går heller inte ut på att praktiskt ta fram en DC/DC och integrera med ett bränslecellsystem i ett fordon. 2015-12-03 Property of Powercell Sweden AB 6

System layout 2015-12-03 Property of Powercell Sweden AB 7

Teknisk specification 1. General 1.1. Service life should be at least 10 000h of operation or 20 years total life time, with a total of 20 000 power cycles. The service life calculations should be done with an ambient temperature of 50 C. 2015-12-03 Property of Powercell Sweden AB 8

Teknisk specification 2. Electrical requirements Input 2.1. Operational input voltage for the DC/DC converter should be between 100 and 350VDC. 2.2. The converter must withstand an input voltage up to 400VDC without being damaged. 2.3. Maximum input current for the converter should be at least 300 Amperes. 2.4. Maximum input ripple current on the converter input side should be 1A peak. 2.6. The DC/DC converter must be able to handle that the input current flow is cut off at full current load (e.g. relay on input cable) without components in the DC/DC converter are damaged. 2015-12-03 Property of Powercell Sweden AB 9

Teknisk specification 2. Electrical requirements Output 2.7. The output voltage from the converter should be between 250 and 500VDC. The output will be connected to a battery with 400VDC nominal voltage. 2.8. The converter must withstand a continuous voltage on the output terminals up to at least 550VDC. 2.9. The converter must withstand transient voltages on the output terminals up to at least 600VDC. 2015-12-03 Property of Powercell Sweden AB 10

Teknisk specification General 2.18. Efficiency above 96%. The efficiency will be measured at a cooling circuit temperature of +65 C as an average at steady state during 10 seconds. 2.19. During fuel cell startup it is critical that no current (Ifc< 100µA) is drawn from the fuel cell until the main controller demands it (at which point the fuel cell will be close to its maximum voltage). Not even current for charging input capacitors in the DC/DC converter or input voltage measurement are allowed. 2.20. Reverse currents are not allowed into the fuel cell at any time (< 50µA). 2.24. To be able to handle pre charge of the high voltage system in the outer system the capacitance measured on the output terminals on the DC/DC converter can t be higher than 400µH. 2015-12-03 Property of Powercell Sweden AB 11

Teknisk specification Safety 2.25. Outer parts of the DC/DC must be electrical isolated from the input and output potential. The isolation resistance should withstand 1,5kVDC for 60 seconds with an isolation resistance of at least 10Mohm. 2.26. No galvanic isolation between power input and output is needed. 2.27. The converter input and output capacitors must be passively discharged in below 60 seconds if the input and output voltage sources are disconnected (e.g. disconnected power cables, open output relay or discharged fuel cell). 2015-12-03 Property of Powercell Sweden AB 12

Teknisk specification Cooling 4.1. The DC/DC should be water/glycol cooled. A mixture of 50% water and 50% glycol can be assumed. 4.2. If the temperature of the incoming cooling liquid is 60 C the cooling flow needed should be less than 10 liters/minute with a pressure drop over the cooling circuit in the DC/DC that is maximum 300mBar. Mechanical enclosure 5.3. The DC/DC volume should be less than 15 dm3. 5.5. The converter should be sealed according to at least IP64. Environmental 6.1. Operating temperature with full power between -40 C and +85 C. 6.2. Storage temperature between -50 C and +85 C. 6.3. Operating elevation 0 4000 meters. 6.4. Humidity 10-90 % condensing. 6.5. The converter should withstand vibrations of 6g in all axis (10-2000Hz). 2015-12-03 Property of Powercell Sweden AB 13

Leverantörer Europa, 5 st(tyskland, England, Sverige, Italien, Holland) Asien, 2 st(japan, Korea) Övriga världen valdes bort i denna förstudie. Bedömning om seriepris Den samlade bedömningen av tidigare erfarenhet och diskussioner med leverantören är att vid serietillverkning av denna DC/DC som en standalone enhet kommer priset per enhet ligga på ca 3500SEK. Bedömningen är att om FCEV blir en standard modell kan mycket av funktionalitet integreras med andra inverterar osv. och priset reduceras för denna funktion till ca 1500-2500SEK. 2015-12-03 Property of Powercell Sweden AB 14

Sammanfattning Specifikationen innehåller inga konstigheter och inga motstridiga krav har funnits under arbetet För 600VDC system krävs ingen större modifiering Leverantörsläget är omoget Bedömningen är att priset i volymproduktion ser lovande ut. 2015-12-03 Property of Powercell Sweden AB 15

Tack PowerCell Sweden AB och Volvo Cars Corporation tackar SHC, Elforskoch Energimyndigheten för ekonomiska stödet för förstudien. Ett tack till följande personer har jobbat med förstudien Rickard Nilsson, PowerCell Erik Osvaldsson, PowerCell Felix Haberl, PowerCell Anders Hedebjörn, VCC Robert Eriksson, VCC Lennart Håman, VCC 2015-12-03 Property of Powercell Sweden AB 16

Thank you! Powercell Sweden AB Ruskvädersgatan12, 418 34 Gothenburg, Sweden p: +46 31 7203620 e: info@powercell.se w: www.powercell.se 2015-12-03 Property of Powercell Sweden AB 17