TecnologTecnologíía de Motores y Batera de Motores y Bateríías.as.

EvoluciEvolucióón del Vehn del Vehíículo Hculo Hííbrido al brido al VehVehíículo Elculo Elééctrico.ctrico.

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

Las propulsiones híbridas no son cosa nueva….

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

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

Tracción Eléctrica

Transmisión directa Vía reductor

Motor único con transmisión mecánica

Propulsores en rueda control independiente

Configuraciones básicas de la tracción eléctrica

El mercado de propulsiones alternativas es prometedor

Tecnologías híbridas

Avances en baterías

Varias demandas que satisfacer

Las tecnologías de baterías en producción en masa (Li-Ion y Mh-M) han incrementado dramáticamente su energía específica los últimos 20 años

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

Los precios han disminuido drásticamente. El mejor indicador es la proliferación de nuevos productos de electrónica de consumo.

La mayor parte de la fabricación de baterías de Li-ion, a gran escala, procede de Asia.

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.

Soluciones de almacenamiento de energía

Densidad EnergDensidad Energééticatica

Coste por potencia vs coste por energía

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

Estado del arteEstado del arte

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

Ojo con las comparativas. Leer la letra pequeña

Si se hacen las cosas bien…..Las ventajas son innegables

Tecnologías híbridas

¿Baterías mas grandes o más puntos de carga?El modelo de uso del VE en España

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

El VE: el coste de las baterías y el precio del crudo son la clave

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.

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.

® 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.

Los PHEV, HEV y EV requieren nuevos sistemas de alto VA.

Es un importante esfuerzo en I+D en electrEs un importante esfuerzo en I+D en electróónicanica

Y por supuesto en baterY por supuesto en baterííasas……

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

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

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

El condensador de FLUZO!!!!!

Gracias por su atención !!!!

Para más información: www.fundacionfitsa.org