Transcript Antonio Nunes

Veículos elétricos
Tipos, componentes e evolução
Antonio Nunes Jr
ABVE- Associação Brasileira do
Veículo Elétrico
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Você consegue imaginar o
futuro sem veículo elétrico?
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Os Veículos Elétricos fazem parte de nosso
cotidiano e podem ser encontrados em
diferentes tecnologias, portes, modelos e
aplicações
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Veículo Elétrico
“Veículo que usa pelo menos
um motor elétrico para sua
tração”
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Porque motor elétrico
–Muito eficiente (80 a 96%)
–Emissão nula
–Alto torque com velocidade baixa,
inclusive nula
–Flexível em termos de porte e
formato
–Capacidade de fornecer picos
de torque e potência
–Facilidade para funcionar como
motor ou gerador
–Vida útil bastante longa
Porque energia elétrica
~278 Nm
Motor de indução 375 V AC refrigerado a ar
185 kW @ 5000-8000 rpm
Máx. rpm 14,000
Eficiência média 92%, 85% na potência máx.
Peso: 52 kg
–Pode ser gerada de várias formas e de várias fontes / combustíveis
–Geração externa ou embarcada no veículo.
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Rotor invertido, ímãs permanentes, sem escovas
Potência: 80 kW (pico) e 18,5 kW@950 rpm (nominal)
Torque: 670 Nm (pico) e 180 Nm@950 rpm (nominal)
Velocidade: 1385 rpm (pico) e 1235 rpm (nominal)
Eficiência (carga contínua): 96,3%@950 rpm
Voltagem máxima: 500 VDC
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Eletricidade
Carregador embarcado ou externo
Veículo elétrico a bateria
Fr
Fr
• Eficiência: ~50 a 70%
• Não emite no local onde circula
Fr: frenagem regenerativa
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VP-09
Carga: 900 kg
(incluindo operador)
Velocidade máx.: 22 km/h
VP-04/06
4 passageiros
Velocidade máx.: 22 km/h
RB 30
Rebocador 3 toneladas
Velocidade máx.: 22 km/h
Freio: sistema regenerativo
de energia
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Precedent
Bateria: 48 V (4 X 12V)
Motor: 9 HP
Velocidade máx.: 22 km/h
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Velocidade máx.: 25 km/h
Bateria: 12 V / 36 A
Motor: 250 W
Autonomia: Até 40 km
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Scooter e cadeira motorizada
Motor: 500W/700W
Bateria: 2x12V
Velocidade máx.: 40km/h
Autonomia: 25km
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Scooter elétrica
S1000 - bimotor
Motor: 2 x 500W
Bateria: 48V/22Ah chumbo selada
Velocidade máx.: 45 km/h
Autonomia: 30 km (1 motor elétrico)
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Segway
Mult I 180
Velocidade Máxima: 20 km/h.
Carga Máxima: 118 kg.
Carga Mínima: 45 kg.
Peso do Produto: 39 kg
Comprimento e Largura: 48 x 64 cm.
Altura do Solo: 7,6 cm.
Autonomia: 39 km.
Bateria: 02 - líthium.
Recarga da Bateria: Tomada 110 e 220v.
Período de recarga: 8 horas.
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Elétrico a Bateria
Reva Electric Car Company (RECC)
Sedan, 2 portas, 2 adultos e 2 crianças
Bancos traseiros dobráveis
Opcionais: ar cond., sistema de som
Veloc. máx.: 80 km/h
Autonomia: 80 km
Consumo: 8,9 km/kWh
Fabricado na Índia
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Pálio Weekend Elétrico
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Motor 15 kW – 50 Nm
Veloc. Máx. 130 km/h
Autonomia: 120 km
Bateria Zebra: 165 kg
278V - 75 Ah – 260º C
Recarga em 8 h
Vida útil: 130 mil km
Câmbio: tipo joystick com 3 posições (frente, ré, neutro)
Display para monitorar a bateria (carga, tensão, corrente,
temperatura)
Custo andar 100km (eletricidade: consumo 6 km/kWh)
Gasolina: ~R$ 22,00
Eletricidade - usuário residencial (RJ): ~R$ 8,10
Emissão zero no local
Baixíssimo ruído
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Tesla Roadster
Bateria: íon de lítio
6834 células – 52kWh
Carga: 3h30m
Motor elétrico: 250 hp 52kg
280 Nm
Eficiência: 85 a 95%
Autonomia: 350 km
Veloc. Máx.: 210 km/h
Aceleração: 0 a 100 km/h em 4s
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Baterias
Tecnologia
Chumbo-ácida
VRLA*
NiMH
NiNaCl2
Íon de lítio
Lítio-polímero
Nano-lítio-titanato
Lítio-enxofre
Lítio-ar
Energia
específica
Wh/kg
Potência
específica
W/kg
35-45
70
90-125
150-200
150
80-100
500
5.000
250
350
150-200
400
300
1.250
-
#
ciclos
Custo
US$/kWh
400-500
160-210
1.350-1.550 780-930
1.000-3.000 300-700
1.000-3.500 900-1.200
25.000
2.000
-
*VRLA: Vlave Regulated Lead-Acid
Exemplo: Automóvel a bateria com 300 km de autonomia
Desempenho de 6 km/kWh  bateria com 50 kWh (300/6)
Bateria de íon de lítio: >250 kg (50kWh/200Wh por kg) - US$ 45.000!
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Gasolina
Etanol
Diesel/Biodiesel
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Eletricidade
Fr
Veículo elétrico a bateria com
extensor de autonomia
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Fr
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Volt da GM
Motor elétrico: 111 kW
Bateria: íon de lítio – 16 kWh
200 células – 180 kg
Motor combustão: E85 (85% de etanol) – 1.4 l
Gerador de eletricidade: 53 kW
Tanque combustível: 45l
Gerador de eletricidade: 53 kW
Autonomia: 64 km no modo elétrico
1030 km com extensor de autonomia
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Veículo elétrico híbrido
Gasolina
Etanol
Diesel/Biodiesel
GNV
Hidrogênio
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C
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d
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o
Fr
Fr
GNV/H2
VEH Paralelo
Fr: frenagem regenerativa
Eficiência: pelo menos 30 a
50% mais km/l que o
convencional
Emissões: menos 40 a 90%
que o convencional,
dependendo do poluente
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Eletra Industrial
(São Bernardo do Campo, SP)
• Díesel
• 8m, 12m (Padrón)
• 15m (piso baixo e porta dos dois
lados) –uso em corredores
• 18m articulado
• 43 unidades em uso na área
metropolitana de São Paulo
Redução, em relação aos convencionais, de
• 75% dos óxidos de nitrogênio (NOx)
• 50% do material particulado (fumaça negra)
• 40% a 50% do dióxido de carbono (CO2)
• Quase 100% do monóxido de carbono (CO)
• 15% a 25% do consumo de combustível
Vida útil estimada em cerca de 20 anos
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• Classe carro de tamanho médio
• Modelo: sedan com 5 lugares.
Toyota Prius
• Linhas aerodinâmicas
• Híbrido: configuração paralela.
• M.c.i.: gasolina, 1.5 litros, 4 cilindros, 16 válv., 57 kW (77HP)
• Motor elétrico/gerador: síncrono de ímãs permanentes CA,
50kW (67HP) @ 1200-1540 rpm.
• Potência do conjunto: 110 HP
• Consumo:
Cidade - 20 km/l, Estrada – 19 km/l
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Motor
elétrico
Gerador
Toyota Prius 2004 - motores, gerador e engrenagem de tração
M.c.i.
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Eletricidade
Gasolina
Álcool
Diesel/Biodiesel
GNV
Hidrogênio
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Fr
Fr
GNV/H2
VEH Paralelo
Veículo elétrico híbrido plug-in
Versão plug-in do híbrido: pode dobrar a
eficiência e reduzir à metade as emissões
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BYD F3DM
Build your Dreams
Motor elétrico: 50 kW
Bateria: LiFePO4
Recarga 110V / 220V – 10A
Motor combustão: 50 kW - gasolina – 1.0 l
Gerador de eletricidade: 25 kW
Velocidade máx.: 160 km/h
Autonomia: 100 km no modo elétrico
Consumo: 6,25 km/kWh
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Veículo elétrico de célula a combustível
Fr
Hidrogênio
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Fr
H2
Célula a combustível
Eficiência: ~35 a 40%
Não emite no local onde circula
Forma de produção,
armazenamento e transporte do
hidrogênio?
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Fr: frenagem regenerativa
Funcionamento da célula a
combustível
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Honda FCX Clarity
Motor elétrico
CA síncrono
Ímãs permanentes
100 kW – 256 Nm
CaC: PEM – 100 kW
Bateria: Íon de Lítio – 288V
Veloc. máx.: 160 km/h
Tanque H2: 171 litros
Autonomia: 430 km
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Ônibus híbrido de célula a combustível
Em teste em São Paulo no corredor
metropolitano (33 km)
Carroceria: Marcopolo 12,5 m
Adaptação: Tuttotrasporti
Até 63 passageiros
2 motores elétricos Siemens
refrigerados a água
2 CaC (PEM): pot. máx. 68 kW cada
• Ballard da Daimler e Ford
3 baterias NiNa (Zebra da MES-DEA)
• Pode rodar 50 km só com
bateria
H2 em 9 tanques de 5kg cada e
pressão de 350 bar
Autonomia: 300 km
15 kg H2 a cada 100 km
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Ônibus de célula a combustível
Projeto COPPE/UFRJ
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Veículo elétrico de célula a combustível plug-in
Fr
Hidrogênio
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Eletricidade
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Fr
H2
Célula a combustível
Fr: frenagem regenerativa
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Você consegue imaginar o
futuro sem veículo elétrico?
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Muito obrigado!
Antonio Nunes Jr
[email protected]
Tel: (21) 2532-1389
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Ônibus de célula a combustível
Citaro da Mercedes-Benz
Até 70 passageiros
Potência CaC: 200 a 250 kW
• Xcellsis/Ballard, subsidiária
da DaimlerChrysler
Velocidade máx.: 80 a 130 km/h
H2 em tanques de 350 bar
Autonomia: 200 a 250 km
Em teste em várias cidades do
mundo
Madri
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VE
bateria
MCI
Gasolina/Diesel VE híbrido
bateria
?
Vapor
1769
1830
1900
Vapor
EUA Elétricos
Gasolina
36
2000
40%
38%
22%
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Santos Dumont
Motorista do primeiro
automóvel que chegou no
Brasil em novembro de
1891, apreciava os carros
elétricos.
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Bigga Trattor TXT
Carga até 250 kg
Pode rebocar 1800 kg no plano
Motor: 2 x 1.500W CC
Ímã permanente
Freio regenerativo
Bateria: 4 X (6V/210A)
Carregador inteligente: 24V x
30A ou 110/220V ou 380V
Autonomia (plano): 8 h
Veloc. máx. (1.000 kg): 15 km/h
http://www.freedom.ind.br/
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MEIO AMBIENTE
• Não faz barulho
• Não emite gases
• Não vaza óleo
MANUTENÇÃO MAIS BARATA
• Não tem pastilhas de freio
• Não tem transmissão
• Muito menos peças de desgaste
GLP X ENERGIA
ELÉTRICA
• Carregar uma bateria elétrica é cerca de 5 vezes mais
barato do que um botijão de GLP
• Para elevar, não precisa acelerar
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VEH Plug-in em teste
Conversão em “oficinas”
* Electric Power Research Institute (EPRI)
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Cadeira de rodas motorizadas
Carga: 70 kg (além do condutor)
Motor: 2 de 24V CC, 300 W
Autonomia: 25 km
Veloc. máx.: 8 km/h
PWM - Mosfet, joystick, frenagem regenerativa
Bateria: 2 X 12V/45A
Carregador: 90 - 260VAC, 24V/4,5A (otimização)
http://www.freedom.ind.br/
“Stand-up”
“S”, “SX”
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TidalForce M-750
Autonomia: 32 km
Veloc. Máx.: 32 km/h
Motor: 750 W, DC, sem escovas, da WaveCrest, localizado no
eixo traseiro
Baterias: 36V, NiMH, no eixo dianteiro, indicador de carga
no guidão
Tempo de carga: 3 a 6 h (110 ou 220 V)
Várias aplicações, inclusive polícia e segurança
http://www.tidalforce.com/products/m750/index.html
TidalForce iO
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Motonetas/triciclos elétricos
para entregas em crescimento
na Europa:
Velocidade máx.: 50 km/h
Autonomia: 50 a 100 km
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Tuttotrasporti
(Caxias do Sul, RS)
Chassis Tutto bi-articulado com 18 metros de comprimento
com tração híbrida/gás para 180 passageiros.
Híbrido elétrico a diesel (opções: gás natural e gasolina)
Transporte de massa para corredores de vias expressas de
grandes cidades
Plug-in
(30 – 35 km autonomia no
modo elétrico)
Tecnologia: WEG
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Kit de motorização para bicicletas
e bicicletas elétricas
Aro 26”
Motor: 1HP
Autonomia: 25 km
Veloc. máx.: 22 km/h
PWM - Mosfet
Bateria: 2 X 12V/17,2A
Carregador: 90 - 240VAC, 24V/4,5A (otimização)
Recarga da bateria: 3,5 h
http://www.freedom.ind.br/
Mountain bike
masculina
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Mountain bike
feminina
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Baterias - requisitos para VEs
Energia específica (Wh/kg)
alta
 maior autonomia
Densidade de energia (Wh/l)
alta
 menor espaço
Potência específica (W/kg)
alta
 maior desempenho
Ciclo de vida (# de recargas)
alto
 maior vida útil
Tempo de recarga
baixo  mais praticidade
Habilidade de trabalhar no frio ou calor extremo
Sistemas de gerência de
baterias
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Baterias - requisitos para VEs
Pouca manutenção
Custo baixo
Intercambiabilidade
(Substituição por outro modelo/fabricante)
Segurança
Adequação à aplicação
• Acelerações, desacelerações, descargas profundas, ...
Garantia
Reciclagem garantida
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Baterias
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Motor combustão interna - ponto de operação
Motor díesel: Seleção do ponto ótimo de operação
P
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c
i
a
100
90
80
70
50
40
360
30
20
10
320
280
(kW)
240
200
C
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n
s
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m
o
T
o
r
q
u
e
160
120
80
230
220
210
(Nm)
200
190
600
1000
1400
1800
2200
2600
3000
3400
3800
4200/ min
(g/kWh)
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Esquema de funcionamento do ônibus elétrico híbrido
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