ing. claudio damiano academia de ingeniería 4 de setiembre de 2012
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TRANSPORTE ELÉCTRICO:ESTADO ACTUAL Y
PERSPECTIVAS; DESAFÍOS Y OPORTUNIDADES.
Ing. Claudio Damiano
Academia de Ingeniería4 de setiembre de 2012
HISTORIA Y EVOLUCION
DEL AUTOMOVIL ELECTRICO
Historia del automóvil eléctrico
Le jamáis contente
1899: record mundial de velocidad, a 105 km/h
1828: Hungría
Historia del automóvil eléctrico
Decada de 1900:
33.800 EV registrados en USA = 38% del parqueColumbia Runabout, + de 1000 unidades vendidas en USA
Historia del automóvil eléctrico
Años 1900 a 1920: lo usan los ricos urbanos, especialmente mujeres.
Detroit Electric, 1912
(1907–1939)
“Usted podrá parlotear sobre ruedas” (bajo ruido)
Historia del automóvil eléctrico
Argumentos de venta: distinción y fácil manejo.
1899–1915
Historia del automóvil eléctrico
Edison Electric, 1913
…pero: las tarifas eran altas, el mantenimiento de baterías, complicado la autonomía, escasa para las nuevas rutas, el petróleo se hace abundante.
1920 a la actualidad. Ejemplos:
Inglaterra, 1970: 50.000 automóviles y 75.000 camiones de propulsión eléctrica en uso permanente. 48 voltios, recarga en 8 horas, en cualquier
tomacorriente.
Francia, EdF – Matra: Desarrollos para llenar valle, generación
nuclear.
USA: Varios modelos. Paradigma: General Motors EV1 2200
unidades.
Enfield,Vel. Max. 65 km/hAuton: 90 km.
Records al presente
2011: 515 km/h
2013?: + de 700 km/h
El presente: la Electro-Formula 1
TECNOLOGIA DEL
AUTOMOVIL ELECTRICO
Los nuevos esquemas: evolución
Cuanto vivirá el vehículo híbrido?“The Mermaid Story”
Los nuevos esquemas-Híbridos: mas complejos.
-A Baterías: Sólo cambia Motor, y Almacenamiento energía.
Nueva ingeniería de pisos
Los nuevos esquemas: motor y baterías.
Batería: limitante a la masificación
(por peso, costo, autonomía, tiempo de carga y
litio necesario para su fabricación)
TECNOLOGIA DE
LAS BATERIAS
Las Baterías: tecnologías actuales.
Li-ion Batteries
2012
140 Wh/kg*
170 Wh/kg*
200 Wh/kg*
200kg
140 kg
Near future
Source: Dr. Stefano Passerini, Munster University, Germany
Las baterías: progreso estimadoPara lograr autonomía de 250 km en auto mediano (1100 kg), usando las actuales baterías (150 Wh/kg) 200 kg
>500 Wh/kg
Li-sulfuro < 90kg
Li-ion Batteries
Año 2012 2017
140 Wh/kg*
170 Wh/kg*
200 Wh/kg*
200 kg
140 kg
Source: Dr. Stefano Passerini, Munster University, Germany
La batería Li-sulfuro y Li-gas
Lithium-air, protected anode (aqueous electrolyte)Theor. energy density : 5,800 Wh/kg
Lithium-air, unprotected anode (non aqueous electrolyte)Theor. energy density : 11,420 Wh/kg
Estructuras conductoras arborescentes en
nanotubos de carbono
Donde está el Litio?
Hay suficiente mineral de Litio para masificar el auto eléctrico?
Source: University of Michigan and Ford researchers
LA RECARGA DEL
AUTOMOVIL ELECTRICO.
SU IMPACTO EN LA RED.
Recargas de baterías:Caso hogareño
Tecnología:Multipin,
proteccionesy sensores
SAE J1772 and
IEC 62196
EU y USA:Potencias de carga entre 3 y 24 kW. Usualmente todos los dias.Corrientes entre 16A monofásicasa 32A trifasicas.
Argentina: Con 10 A, el doble-socket monofásico implica hasta 4.4 kW.Con conector especial y en Tarifa 1, no debe superar los 10 kW.
Recarga de baterías. Ejemplos
Charging time Power supply Voltage Max current
6–8 hours Single phase - 3,3 kW 230 VAC 16 A
2–3 hours Three phase - 10 kW 400 VAC 16 A
3–4 hours Single phase - 7 kW 230 VAC 32 A
1–2 hours Three phase - 24 kW 400 VAC 32 A
20–30 minutes Three phase - 43 kW 400 VAC 63 A
20–30 minutes Direct current - 50 kW 400 - 500 VDC 100 - 125 A
Se requieren cuidados especiales para la seguridad en el hogar, pero también en via pública …
Recarga de baterías. Pero también existe la recarga
centralizada:
“Electrolinera” en España
Seguridad eléctrica en vía pública
COSTOS DE ADQUISICIÓN
Y OPERACIÓN
Costos adquisiciónReva, eléctrico urbano mas vendido en el mundo:
Almacenamiento: 9,7 kWh Potencia máxima: 14,5 kW Velocidad máxima: 80 km/h
Existe gran variedad de modelos, mas costosos, a partir del Reva: Tesla Roadster, U$S 109.000.- en USA. 2500 unidades. 185 kW; 210 km/h
Costos abastecimiento
Costos en Argentina: Nafta $6/litro, 11 km/litro Cn=0.54 $/km Electricidad 0.478$/kWh
(sin subsidio), 9 kWh/km Ce=0.053 $/km
Cn = 10 * Ce
Con Tarifa subsidiada , Cn = 16 * Ce
Para carga a 2.2 kw, 10 kwh/dia, en pico:
1000 u$s en distribución: suburbio y ciudad.
5000 u$s en generación, caso Ciclo combinado + transmision + transporte gas + desarrollo yacimiento, ó 6000 u$s caso Hidro + transmision.
Costos para el sistema eléctrico
Iniciativas: Quienes están investigando
1 Canada
2 China
3 Europe 4 India
5 Japan
6 United States
Iniciativas Políticas
En general, beneficios almomento de la compra y/o de la recarga de baterías, por motivos ambientales:
Ambiente
Eficiencia: Etiquetado en USA
Iniciativas Políticas: Europa“European Green Vehicles Initiative” (26 July 2012)
Europa: el estado del trabajo
“European Green Vehicles Initiative” Roadmap
Europa: El crecimiento propuesto
Propuestas en estudio
Ejemplo Propuesta USA – PPP Europa: Pisos y baterías estándar Comodato de baterías Estación de Recarga Rápida con
servicios a la red Carga condicionada a existencia de
Generación limpia (e intermitente) Fase 1: Reemplazo masivo en islas
Better Place + Renault (Nissan)
Israel Hawai China
Holanda Septiembre 2012 10 electric taxis Aeropuerto -Amsterdam
Desafíos Tecnología madura y mejorando rápidamente Poca información sobre velocidad de evolución Altos incentivos Alto impacto en la red eléctrica Problemas de seguridad
Oportunidades Joint-venture Automovil-Nueva Generacion limpia Recarga centralizada: mejora de la red Alquiler o comodato de baterías estándar
Posibles acciones
Incluir el tema en la planificación Participar en normas internacionales Investigar en las oportunidades (nueva gener.,
“limpiar” el sector, matrimonio tpte-renovable
Caso tipico de sustitución extrasectorial: hidrocarburos por eelect.
