evolución del vh al ve tecnologías de motores y baterías v2
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How are hybrid technologies evolving into the new pure electric architetctures?TRANSCRIPT
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TecnologTecnologíía de Motores y Batera de Motores y Bateríías.as.
EvoluciEvolucióón del Vehn del Vehíículo Hculo Hííbrido al brido al VehVehíículo Elculo Elééctrico.ctrico.
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Tecnologías híbridas
Avances en baterías
Otras vías de acumulación de Energía
¿Baterías mas grandes o más puntos de carga?El modelo de uso del VE en España
¿Vehículos eléctricos, híbridos o biocombustibles?
Eficiencia energética y contaminación medioambiental
ÍÍndicendice
Propulsiones eléctricas: Una oportunidad para el sectorde equipos y componentes de automoción en España
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Las propulsiones híbridas no son cosa nueva….
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Las propulsiones híbridas son el estado actual de un proceso continuo de mejora
Inyección electrónica en gasolina
Sonda lambda para catalizadores de tres vías
Inyección electrónica en diesel
Inyección directa en gasolina
3ª generación Common Rail con inyectores piezo
Inyección directa de gasolina con inyectores piezo
Sistema Start/Stop
Propulsiones híbridas
Las propulsiones híbridas son el último hito tecnológico en la reducción de emisiones
19671967 19761976 19861986 20002000 20032003 20072007 2009ff..2009ff..20062006
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M
Eléctrico enchufable(PHEV)
Batería/supercondensador
autogeneración
Motortérmico
PilaComb.
Híbrido serie(HEV)
Eléctrico pila(EV)
M
Motor térmico
Motor eléctrico
Híbrido paralelo
Start/Stop
Regeneración de la frenada
Auxiliares a batería…
Hibridaciones(Mild hybrid)
Propulsiones Alternativas
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Tracción Eléctrica
Transmisión directa Vía reductor
Motor único con transmisión mecánica
Propulsores en rueda control independiente
Configuraciones básicas de la tracción eléctrica
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El mercado de propulsiones alternativas es prometedor
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Tecnologías híbridas
Avances en baterías
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Varias demandas que satisfacer
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Las tecnologías de baterías en producción en masa (Li-Ion y Mh-M) han incrementado dramáticamente su energía específica los últimos 20 años
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También ha habido sustanciales incrementos en potencia específica desde mediados de los 90. Esto ha sido una de las claves para el éxito de los
HEV
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Los precios han disminuido drásticamente. El mejor indicador es la proliferación de nuevos productos de electrónica de consumo.
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La mayor parte de la fabricación de baterías de Li-ion, a gran escala, procede de Asia.
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EnergEnergíía a EspecEspecíífica fica (Wh/Kg)(Wh/Kg)
Gap Gap EnergEnergíía a
especespecííficafica
Potencia Potencia EspecEspecííficfica (W/Kg)a (W/Kg)
Gap Gap Potencia Potencia
EspecEspecííficafica
Rendimiento Rendimiento (%)(%)
Gap Gap RendimientRendimient
oo
Ciclo de Ciclo de vida vida
(ciclos)(ciclos)
Gap Ciclo Gap Ciclo de vidade vida
Coste Coste ((€€/kWh)/kWh)
Gap Gap CosteCoste
Pb-ácido 42.5 -72% 275 -8% 80 0% 400 -60% 125 -25%
Ni-Cd 40 -73% 125 -58% 75 -6% 1500 50% 300 -200%
Ni-MeH 70 -53% 250 -17% 70 -13% 1500 50% 325 -225%
Al-aire 250 67% 100 -67% 50 -38% 1000 0% 100 0%
Zn-aire 160 7% 55 -82% 60 -25% 1000 0% 105 -5%
Na-S 195 30% 230 -23% 85 6% 1000 0% 275 -175%
Na-MeCl 105 -30% 145 -52% 80 0% 1000 0% 300 -200%
Li-pol 175 17% 350 17% 80 0% 500 -50% 300 -200%
Li-ión 105 -30% 250 -17% 95 19% 1000 0% 450 -350%
Objetivos Objetivos de la de la USABCUSABC
150 300 80 1000 100
El camino a seguir por el desarrollo cientEl camino a seguir por el desarrollo cientííficofico--tecnoltecnolóógico estgico estáá claro.claro.
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Soluciones de almacenamiento de energía
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Densidad EnergDensidad Energééticatica
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Coste por potencia vs coste por energía
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Supercondensadores
Muy alta potencia
Bajo coste para tecnologías acuosas pero elevado para no acuosas
Inconvenientes:Ventajas:
Se le supone larga vida
Seguridad (como no hay energía…) si no son de acetonitrilo
Excelentes a baja temperatura
Carga y descargas rápidas
Baja energía específica (pero superior a los condensadores) 5-6 Wh/kg
Celda unidad: max. 2.7 V
Elevada autodescarga
Uso de acetonitrilo para lograr buen funcionamiento a baja temperatura
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Estado del arteEstado del arte
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Factores impulsores de la electrificación
Legislación CO2 UE
Imagen“verde”
Restricciones municipales
Reservas y Precios carburantes
Impuestosnacionales
Modelos de negocio:Agassi, ….
SubvencionesA vehículos
Legislación California
BASE: Progreso en tecnología de baterías
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Ojo con las comparativas. Leer la letra pequeña
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Si se hacen las cosas bien…..Las ventajas son innegables
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Tecnologías híbridas
¿Baterías mas grandes o más puntos de carga?El modelo de uso del VE en España
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Estrasburgo
Diseño específico
Conexión Directa a la
red
Contador Integrado
Cableado reforzado
Interruptor Diferencial
Penetración del VE y VM>5000
10000<Penetración del VE y VM>5000
Penetración del VE y VM <10000
B
B
B
B
B
C
CC
Análisis de Infraestructuras de soporte al VE en Europa
Hogar / Empresa Plaza aparcamiento Público
Comunidades de Residentes Parquímetros
Localización Urbana Visible
Cableado reforzado
Interruptor Diferencia
Contador Integrado
Cableado reforzado
Interruptor Diferencial
Mod
os d
e C
arga
Aplicaciones de la Carga
Otros
Suiza
Reino Unido
Francia
Noruega
ItaliaAlemania
Austria
Otros
Paris
Lyon
Burdeos
Estaciones de Carga Planificados
Estaciones de Carga Existentes
B
C
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El VE: el coste de las baterías y el precio del crudo son la clave
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Road map Road map ““FITSAFITSA””
FI (introducción) inicio de la penetración
Periodo de I+D;
Crecimiento
PenetraciPenetracióón en masan en masa
FC (consolidación) > 80% penetración.
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Conclusiones del Road Map (I)Conclusiones del Road Map (I)
® Los biocombustibles y a medio plazo su segunda generación son las alternativas mas prometedoras para reducir la emisiones de GEI y la dependencia de los combustibles fósiles, seguidos a mas largo plazo por el H2 generado por medios renovables.
® Algunas modificaciones como por ejemplo, EGR, catalizadores, etc ya están en el mercado y evolucionan a gran ritmo. El resto de las modificaciones como el Start & Stop, DPF, etc se incorporarán an todo los modelos a corto plazo.
® Combustibles alternativos como el GTL y LPG no se consolidarán en el mercado dado que no implican reducciones de GEI apreciables.
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® La celda de combustible incrementará su cuota de mercado lentamente así como el H2 en MCI (¿Otra infraestructura necesaria?)
Conclusiones del Road Map (II)Conclusiones del Road Map (II)
® Los HCCI y CAI se postulan como el puente hacia la celda de combustible pero en ningún caso dominando el mercado.
® Los PHEV y EV son buenas alternativas pero es necesaria la adaptación de infraestructuras eléctricas y su desarrollo tecnológico.
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Los PHEV, HEV y EV requieren nuevos sistemas de alto VA.
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Es un importante esfuerzo en I+D en electrEs un importante esfuerzo en I+D en electróónicanica
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Y por supuesto en baterY por supuesto en baterííasas……
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Los sistemas serán fundamentalmente multitecnología
Battery Control Unit12V Boardnet
Wake line
Communication (e.g. CAN)
HV Interlock in/out O
Crash signal
HV Power Interface
SW independent Safety Functions
Safety Plug
Switches & Fuse
Thermal System
Thermal Interface
Voltage &
current Sensors
Sense & Control Electronics
Ther
mal
Mgm
t. S
ense
& C
ontr
ol
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Prospectiva tecnológica y de producto para el vehículo eléctricoLos tiempos de carga disminuirán de 6-8h en la actualidad a <15m en 2015;
Bate
rías
Mot
ores
El
éctr
icos
Pres
taci
ones
Plomo ácido Plomo ácido AvanzadoNíquel Hidruro MetálicoSodio Cloruro Níquel
Base FosfatoBase ManganesoBase Titanato Ion Litio
Base Sílice
Aire Zinc
Infr
aes-
truc
tura
Imán Permanente
Asíncrono
Reluctancia Variable
Motor en Rueda
Distancia / carga hasta 60kms
Tiempo de carga-6 a 8 horas
Capacidad de Batería – hasta 16kWh
Potencia Motor – Hasta 70kW
Hasta 200 kms
< 1 hora
Hasta 50 kWh
< 15 minutos
300 + kms
75 kWh +
70 kW – 250kW
Carga lenta – A bordo
Carga rápida
Cambio de Baterías
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El VE crearEl VE crearáá nuevas oportunidades de negocio para industrias como las de Disnuevas oportunidades de negocio para industrias como las de Distribucitribucióón n EnergEnergéética, telemtica, telemáática, telecos, flotas y muchas mastica, telecos, flotas y muchas mas……
Mercado del VE – Oportunidades de Negocio
Pot
enci
al d
e ge
ner
ació
n d
e In
gres
os Alto
Medio
Bajo
Esfuerzo requerido para desarrollar el negocio
AltoMedioBajo
Potencial de negocio para entrar en el mercado del VE con un esfuerzo relativamente bajo de inversión;
alianzas estratégicas con los OEM’S
Reciclado
AseguradorasTelecos
Marketing
Negocios de Flotas
Estaciones de Intercambio
Servicio / Concesionarios
Negocios de Leasing
Constructores de vehículos
Suministros
FinancieroRejuvenecimiento de
Baterías
Nuevas oportunidades de negocio para empresas de Distribución
energética y firmas financieras o de Leasing. Con suficiente músculo para aguantar hasta Beneficios.
Modelo de Negocio Innovador pero debido a la demografía requiere
una penetración sustancial del VE y uso de los clientes para lograr un
impacto que lo haga viable
Telemática
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El condensador de FLUZO!!!!!
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Gracias por su atención !!!!
Para más información: www.fundacionfitsa.org