baterias saft de nicd con tecnologia sinter-pbe · locomotoras características de la aplicación...
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BATERIAS SAFT DE NiCd CON
TECNOLOGIA SINTER-PBE
15ª SEMANA DE TECNOLOGIA
METROFERROVIARIA
Sao Paulo – Agosto 2.009
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Tres líneas de producto internacionales
� Baterías de litio
Grupo Baterías Especiales
� Baterías para aplicaciones industriales y el transporte
Grupo Baterías Industriales
2
� Baterías pequeñas para aplicaciones técnicas y profesionales
Sistemas de baterías recargables
� Baterías de litio primarias y baterías especiales para el espacio la defensa y aplicaciones industriales
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Baterías Industriales
Baterías de níquel-cadmio con tecnología Sinter-Pbe para aplicaciones ferroviarias
3
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Fabricación mundial
Valdosta
CockeysvilleValdese
Oskarshamn
4
PoitiersNersacBordeauxRaskovice
South-Shields
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Fábrica de Bordeaux – Tecnología Sinter-Pbe
5
Superficie total: 80.000 m²
Superficie de la planta: 35.000 m²
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Asociación Internacional con el Cliente
Red de Ventas y Servicio en el mundo
6
Más de 300 representantes en todo el mundoMás de 300 representantes en todo el mundo
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Baterías Sinter-Pbe para Ferrocarriles
Uso de las baterías:
� Energía de Reserva : Iluminación, aire acondicionado, sistemas informáticos, comunicación, control de puertas
� Arranque
� Frenado
Pendulación
Alta velocidadLocomotoras
7
� Pendulación
� Señalización
TranvíasMetros
Lanzaderas
Locomotoras Eléctricas
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Diferentes aplicaciones
Cada aplicación requiere productos optimizados :
� Bajo Mantenimiento
� Altas Prestaciones
8
Altas Prestaciones
� Peso y Volumen óptimos
� Bajo Costo de Ciclo
de Vida
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Soluciones adaptadas para cada
aplicación
Sinter-PBE en vasos de plástico/chasis de
Batería MATRICS Sinter-PBE
ultracompacta en bloques de plástico. Tipo
de descarga Media : MRX
9
Sinter-PBE en vasos de plástico/chasis de
acero o cofres – Tipos de descarga Alta o
Media : SRX o SRM.
Sinter-PBE en vasos de acero /chasis de
madera – Tipos de descarga Alta o Media :
SRX o SRM.
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• Técnica moderna para alta potencia y ciclado extremo
• Válvula antillama.
• Electrodo positivo sinterizado.
• Electrodo negativo plastificado (plastic bonded)
Tecnología Sinter - Pbe de SAFT
10
• Electrodo negativo plastificado (plastic bonded)
• Separador multi- capa.
• Vaso de plástico o de acero.
• Electrolito alcalino.
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Electrodos :
• Buena distribución de la materia activa
• Potencia elevada
• Rendimiento elevado
•
Tecnología Sinter - Pbe de SAFT
11
• Sin grafito en el electrodo positivo
• Sin contenido de Fe en el electrodo negativo
• Envejecimiento reducido
• Sin pérdida de materia activa
• Excelente ciclo de vida
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• Fiabilidad
• Alto Rendimento
• Mantenimiento mínimo
• Buena cargabilidad
Tecnología Sinter - Pbe de SAFT
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• Buena cargabilidad
• Peso y volumen reducidos
• Vida más larga de la batería
• Bajo Coste del Ciclo de Vida
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Baterías para el arranque de
Locomotoras
Características de la aplicación
• Descarga de corta duración ( de 10 a 30 s ),
con una potencia alta
• El rendimiento en el arranque es más
importante que la capacidad de la batería
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La solución de Saft
SRX (P/FR)
� Vasos de acero y acero inoxidable, chasis de madera : 72 to 370 Ah
� Vasos de plástico, chasis de acero inoxidable o cofres : 22 to 250 Ah(Plástico Flame Retardant disponible - FR)
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Metros, LRV, Tranvías, EMU, Alta Velocidad,
Lanz. , ...
La energía de reserva de la batería es necesaria para :
� Preparación del tren : subir el pantógrafo
� En emergencia: iluminación,
15
telecomunicaciones, puertas, ventilación,
frenado, sistema de información a los
pasajeros, etc.
� Reserva energética en caso de tramos neutros
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Coches de Pasajeros
� Suministro de energía de emergencia
� Autonomía de descarga: 3 horas o
más
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� Ciclado profundo, a menudo no
controlado
(descargas durante la noche)
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La solución de Saft
SRM (P/FR)
� Diseño mécanico desarrollado para ferrocarriles
� Vasos de acero montados en chasis de madera Flame Retardant
� Vasos de plástico (FR disponible) montados en chasis ligeros de
acero inoxidable o en cofres
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La solución de Saft
� Bloques de 3 a 10 elementos de plástico Polipropileno Flame
Retardant para montaje directo en el cofre de batería
MATRICS – MRX
MASS TRANSIT & RAIL INTEGRATED COMPACT SYSTEM
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Retardant para montaje directo en el cofre de batería
� Cofres especialmente diseñados para ferrocarriles
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Baterías MATRICS - MRX
BATERIASCOMPACTAS
MATRICS
Electrodo negativo - PBE Sistema de rellenadocentralizado
19
Electrodo negativo - PBE centralizado
Integran las mejores ventajas de las
tecnologías probadas por Saft.
Concepto batería en bloques Electrodo positivo sinterizado
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Sistema de rellenado de agua
20
Proporciona alta fiabilidad en las operaciones de mantenimiento:- 1 solo punto de rellenado – todos los elementos se rellenan individual y de forma
automática hasta el nivel máximo.
- No hay partes móviles – se evitan riesgos de mal funcionamiento – asegura máxima
fiabilidad
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Tapón de rellenado
Llave de entrada de agua
Tanque de agua destilada
Sistema de rellenado de agua
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Máx., 50 elementos en series hidráulicas
Exceso de agua
Flujo máx. de agua: 0,7 litros/min
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La experiencia de Saft
Análisis de la aplicación y de las necesidades del cliente
� Perfil de descarga, ciclado
� Tensión nominal, Ventana de tensión, caídas de tensión
22
� Sistema de carga
� Rango de temperatura
� Espacio disponible
� Interfaces mecánicos y eléctricos apoyando al cliente en la formulación de necesidades
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Software de Cálculo
Cálculo optimizado de la batería
� Tipo de batería
� Número de elementos
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� Capacidad
� Evaluación de prestaciones, márgenes de seguridad, MTBF, intervalos de rellenado
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Resultados
� Informa-ción sobre MTBF, rellenado, margen de capacidad
� Perfil de descarga en Amp.
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� Capacidad descargada Vs Capacidad disponible
� Tensión de salida Vs Tensión mínima requerida
capacidad, margen de tensión
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Costo del Ciclo de Vida LCC
25
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Coste del Ciclo de Vida LCC
Es el coste de adquisición, operación, mantenimiento y
reposición a lo largo de la vida del sistema.
� Coste de Adquisición
� Coste de Operación
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� Coste de Mantenimiento Preventivo
� Coste de Mantenimiento Correctivo
� Coste de Reposición
� Coste por indisponibilidad del tren
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� Excelente comportamiento Menos capacidad para el
en carga mismo servicio
� Alto rendimiento a baja
y alta temperatura
� Mejor ciclado Vida más larga
Baterías Sinter-Pbe
Menor coste del Ciclo de Vida
27
� Mejor ciclado Vida más larga
� Consumo mínimo de agua Mantenimiento sustancialmente
reducido – Sin cambio de
electrolito
� Peso y volumen reducidos Contribución a reducir la manipulación, energía y coste del transporte de peso y volumen en el tren
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Carga a tensiòn constante - Corriente limitada a 0.2 C5 A a +20°C.
Tensión de carga
1.55 V
1.50 V1.45 V70
90
110
Av
ailab
le c
ap
acit
y (
% C
5 A
h)
Bajo nivel de tensión de carga
28
2 4 6 8 10 12 14
Time (hours)
30
50
Av
ailab
le c
ap
acit
y (
% C
La posibilidad de cargar la batería a un bajo nivel de tensión permite :• Trabajar con una ventana de tensión más estrecha• Recobrar la capacidad más rápidamente : Después de 5 horas, la capacidad disponible es de un 85 - 90 %• Reducir el sobre-dimensionamiento de la batería• Minimizar el consumo de agua
Conclusión
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Batería Sinterizada-Pbe : Más larga vida
Carga-descarga a corriente constante. Profundidad de descarga 40% a +40°C
110
120
Ciclado según la norma UIC 854 R
Sanción
Sinter/Pbe
0 500 1000 1500 2000
N de ciclos
60
70
80
90
100
110
Ca
pa
cia
d (
% C
5 A
h)
Placa de bolsaFibraPlomo
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100% of normal life
Ni-Cd
50
� Sinter-Pbe NiCd
� Mayor ciclo de vida útil a
Comparación NiCd Sinter-Pbe / LA
20 30 40 50 60
Temperature (°C)
10
Lead-acid
vida útil a altas temperaturas
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Comparación de Soluciones
BateríaL/A
50 el. 209 Ah
Fibra H
84 el. 115 Ah
Bolsa-SBM
84 el. 176 Ah
S/PBE -SRM
84 el. 125 Ah
S/PBE - SRX
84 el. 103 Ah
S/PBE-MRX
84 el. 100 Ah
Fact. corrección
Por temperatura 0.6 0.8 0.7 0.8 0.9 0.9
31
Carga V const.
Envejecimiento
0.6
- - -
0.85
0.85
0.85
0.8
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
Peso
Mantenimiento
Horas por Año
901 Kg 290 Kg 885 Kg 235 Kg 252 Kg 168 Kg
20 H . Año 6 H . Año 8 H . Año 4 H . Año 4 H . Año 2 H . Año
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Comparación de peso y volumen
Arranque de Locomotora 2.500 HP
Solución de plomo ácido
Soluciones de Níquel - Cadmio
32 elementos
Bolsa "H"
48 elementos
SRX Acero
48 elementos
SRX Plástico
48 elementos
32
420 Ah 180 Ah
48 elementos
145 Ah
48 elementos
155 Ah
1200 Kg
0.63 m3
890 Kg
0.52 m3
456 Kg
0.40 m3
424 Kg
0.30 m3
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Níquel CadmioSRX de SAFTNíquel CadmioSRX de SAFT
PlomoPlomo
Coste del Ciclo de Vida
de una batería en 30 años
33
No se tiene en cuenta nigún coste por indisponibilidad del vehículo
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Algunas Referencias Saft – Sinter-Pbe
Alta velocidad y trenes pendulares
• Eurostar in the Channel tunnel
• TGV
Locomotoras
• GM Canada
Coches Pasajeros
• SJ: Swedish Railways
• View liner, Amtrack, USA
34
• TGV
• Thalys, North Europe
• AVE, Spain
• Japan’s mini-Shinkansen
• Pendolino
• X2000
• Talgo • WCML - VxC
• Goninan, Australia for NRC
• TCDD, Turkey
• Kenya Railways
• Ansaldo E402-B, Italy
• View liner, Amtrack, USA
• SNCB, Belgium AM96 andI11 trains
• NS, Netherlands ICM andDDM trains
• Pakistan Railways
• Iranian Islamic Republic Railways
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Algunas Referencias Saft – Sinter-Pbe
Metros y trenes ligeros
• Paris • London • Stockholm
• Hamburger • London
Tranvías
• France: ciudades de Grenoble,Saint-Etienne, Bobigny,
Lanzaderas
• Heathrow Express,
London by Siemens
35
• New York • Washington
• Singapore • Hong Kong
• Mdrid - B/lona - Bilbao -
Valencia – Sevilla - Málaga
• Lisbon • Milan • Roma
• Tokyo • Taipei - Warsaw
• Medellín - Sao Paulo -Santiago
Saint-Etienne, Bobigny, Bordeaux
• Germany: cities of Berlin, Dresden
• Oslo, Norway
• Kuala Lumpur: LRV, Malaysia
• Sydney Vario Tram
• Gardemoen, Oslo,
Norway by ADTranz
• Arlanda, Sweden by
Metro Cammell
• O’Hare, Chicago
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� Metro de Sao Paulo L-1 Mafersa : 27 Baterías tipo 26 SRM-80 P, instaladas en 9 trenes desde 1.996.
� Metro de Sao Paulo L-2 Extensión : 32 Baterías tipo 48 SRX-155 FR-pp, instaladas en 16 trenes en 2.008-9
Proyectos con baterías Sinter-Pbe en
Brasil
36
Nuevas unidades en construcción :
� 40 Trenes para CPTM : 80 Baterías tipo 55 MRX-180 a suministrar entre 2.009 – 10.
� 17 Trenes para Metro de Sao Paulo : 51 Baterías tipo 55 MRX-160 a suministrar entre 2.009 – 10.
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Representante de SAFT en Brasil para aplicaciones ferroviarias :
ADELCO Sistemas de Energía Ltda.
Representante en Brasil
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Gerente de Vendas : Alfonso Forino Neto
BARUERI – SAO PAULO