Prototipo de un Sistema de Alimentación de Vehículo Eléctrico (SAVE)

Abstract

Este trabajo de grado se enmarca en un proyecto de colaboración propuesto entre UTE y el centro ICT4V (Information and Communication Technology for Verticals [1]). Se plantea el montaje de un prototipo de Sistema de Alimentación de Vehículos Eléctricos (en adelante SAVE) sobre la base del kit open source desarrollado por OpenEVSE [2] para el uso privado, adaptando el mismo para que forme parte de una red de puntos de carga de acceso público. Además, se plantea la integración del prototipo con los sistemas de identificación de clientes, de gestión de carga y de incentivos basados en la tecnología blockchain con los cuales UTE trabaja de forma experimental. Se busca identificar y desarrollar las oportunidades que presenta la aplicación de la tecnología blockchain a las redes eléctricas inteligentes. El trabajo se realiza con el apoyo de SimpleTECH [3] como auspiciante, brindando apoyo técnico y un equipo de tipo Smart Vending Machine, que cuenta con un Raspberry Pi integrada a métodos de pago electrónico y con un módulo que permite la comunicación por RFID. Se plantea la integración de este equipo con el kit OpenEVSE de forma de agregar las funcionalidades de identificación, control y forma de pago al punto de carga. El objetivo principal del proyecto es el desarrollo de un prototipo de SAVE público a partir de uno destinado al uso privado en una vivienda. El proyecto permitirá adquirir experiencia sobre el funcionamiento de dichos dispositivos para evaluar su posterior fabricación y montaje en Uruguay, y por otro lado tener mayor control sobre las funcionalidades y la evolución del sistema de recarga. De forma resumida, se lograron los objetivos logrando interactuar con las herramientas de UTE y la tecnología blockchain. Se probaron varios casos de uso y la carga de un vehículo de 7,4 kW. En el primer capítulo se realizará una introducción al problema, su justificación, se resumen los resultados esperados en función de los objetivos planteados, y se realiza una presentación del estado de la tecnología tanto en Uruguay como en el mundo. El segundo capítulo presenta el contexto del proyecto en cuanto a protocolos, tecnologías a integrar y la normativa de Uruguay para puntos de carga. En el siguiente capítulo, se aborda el kit desarrollado por OpenEVSE. Se listan las componentes y registran las pruebas de funcionamiento realizadas sobre el mismo. A partir de ello, se identifican las funcionalidades que se deben agregar para convertirlo en un punto de carga de una red pública. En el capítulo cuatro, como resultado del estudio anterior, se define la arquitectura propuesta para componentes y comunicación del nuevo punto de carga. Luego se describen las funcionalidades desarrolladas por el equipo de proyecto y las pruebas de funcionamiento del nuevo diseño. Por último, se plantea un estudio de costos y modelo de negocio potencial para el prototipo.

This paper is part of a collaboration project between UTE and the ICT4V centre (Information and Communication Technology for Verticals [1].) We propose the assembly of a prototype of an Electric Vehicle Power System (hereinafter, SAVE) based on the open source kit developed by OpenEVSE [2] for private use, by adapting it to become a part of a network of public access chargers. In addition,we propose that this prototype be incorporated into the customer identification, cargo management and incentive systems based on blockchain technology with which UTE is working on experimental basis. The aim is to identify and develop the opportunities offered by the application of blockchain technology to smart grids. The work is carried out with the support of SimpleTECH [3] (sponsor), providing technical support and a Smart Vending Machine equipment, which has Raspberry Pi integrated into electronic payment methods and a module that allows RFID communication. We propose the incorporation of this equipment to the OpenEVSE kit to add the identification, control and payment functionalities to the loading point. The main purpose of the project is the development of a public SAVE prototype based on one intended for private use at home. The project will allow us to acquire experience on the operation of these devices to evaluate their subsequent manufacture and assembly in Uruguay. On the other hand, it will also allow us to have greater control over the functionalities and evolution of the recharging system. In summary, the objectives were achieved by interacting with UTE tools and blockchain technology. We tested several cases and the load of a 7.4 kW vehicle. In the first chapter, we introduce the problem and its justification. The expected results are summarized based on the proposed objectives, and we present the state of technology in Uruguay and in the world. In the second chapter, we provided context of the project in terms of protocols, technologies to integrate and the Uruguayan regulations for loading points. In the next chapter, we discuss the kit developed by OpenEVSE. The components are listed and the performance tests carried out on it are recorded. Based on this, we identify the functionalities that must be added to make it a load point of a public network. In chapter four, as a result of the previous study, we define the proposed architecture for components and communication of the new charging point. Then, we describe the functionalities developed by the project team and the functional tests of the new design. Finally, we propose a study of costs and potential business model for the prototype.