sergio l. braga slbraga@puc-rio.br. laboratorio de engenharia veicular perspectivas de evolução...

Sergio L. Bragaslbraga@puc-rio.br

LABORATORIO DE ENGENHARIA VEICULAR LABORATORIO DE ENGENHARIA VEICULAR

Perspectivas de evolução dos veículoselétricos,

seuscomponentesesistemas

2º SeminárioVeículosElétricos2º SeminárioVeículosElétricos&RedeElétrica&RedeElétrica

LEV-PUC-RioLEV-PUC-Rio

Rio de Janeiro, RJNovembro, 2010

LEV / PUC - Rio

LABORATÓRIO DE LABORATÓRIO DE ENGENHARIA VEICULARENGENHARIA VEICULAR

TeamTeamPROFESSORSPROFESSORS

Antoine Albrecht – IFPCarlos Valois Maciel BragaJuan José Milón Guzmán - UCSPLuis Fernando Figueira da SilvaMarcos Sebastião de Paula GomesMarco Antonio MeggiolaroSergio Leal Braga

RESEARCH ENGINEERSRESEARCH ENGINEERSEpifânio Mamani Ticona - DGiovanni CalfaNetoJanaína Brescansin - MJorge Dias Lage - MJulio Cesar Egusquiza– M/D Nestor Correa Cotelo - MRogério RodriguesSeverino A. Wanderley

TECHNICAL SUPPORTTECHNICAL SUPPORTGilson Coutinho PradanoffFabrício Ferraz GonçalvesGerson Silvério

STUDENTSSTUDENTSAlfredo Pinto Fontoura Filho – GAnthony Oswaldo Roque Ccacya- MAntonio Carlos Scardini Villela - M Cesar Gonzalo Vera Vásquez - D Fernando Ferrari Filho – MFernando Éboli Paiva - MGabriel W. Fernandes - GGuilherme Machado - D Jose Alberto Aguilar Franco - M Juan Carlos ValdezLoaiza - D Laise Tinoco Garcia – GPedro Delbons Duarte de Oliveira – GPedro Nieckele Azevedo - G

ADMINISTRATIONADMINISTRATIONGiovanna LamastraJanaína BragaTatiana E. dos SantosPedro Adolfo Braz

Vehicle Test Facilities

Chassis Dynamometer

OBS 2200 HORIBAOn Board System

Vehicle Test Facilities

Emission Analysis

Engine Test Facilities

AVL APA 404/8 (440 kW, 8.000 RPM, 2000Nm)

Engine Test Facilities

AVL APA 404/8 (AVL Puma-Open Automation System)

AVL 439 Opacimeterand AVL

415s Smoke Meter

for particulate emission

evaluation of the exhaust gas.

TESTO 350 XL System to

measure the CO, HC, NOX,

O2 concentrations of the

exhaust gas.

Engine Test Facilities

Emissions Test Instruments

Combustion Test Facilities

Rapid Compression Machine – Testem / High Speed Camera - Photron

Combustion Test Facilities

Prior ExperiencePrior Experience

ConcludedProjectsConcludedProjects

DIESEL /GÁS (2002/04) - FINEPCTPETRO-PETROBRAS

ROLO80 (2002/04) - FINEP CTPETRO-PETROBRAS

DIESEL /GÁS II (2004/05) - PETROBRAS

RODOVIÁRIO (2005/07) - FINEP CTPETRO-PETROBRAS

EMISSÕES (2005/06) - BRASYMPE

COGERAR (2005/06) - BRASYMPE

GERAÇÃO DIESEL / GÁS (2005/07) - BRASYMPE

SUBSDIESEL (2005/07) - BRASYMPE

PROJETO FERROVIÁRIO (2006/08) - VALE-PETROBRAS-BR/ES-WHITE

Initial Version Kit in Generatorsof 1500 kVAInitial Version Kit in Generatorsof 1500 kVA

Concluded Project - LOCOMOTIVAConcluded Project - LOCOMOTIVA

Performance of a Diesel EngineOperating in Ethanol-DieselBi-Fuel Mode

Installationsof Experimental EngineTestBed (EngineMWM 4.10 TCA).

Prior ExperiencePrior Experience

THEMATIC NETWORKS AND CENTERS FROM PETROBRAS

VEHICULAR DEVELOPMENT

NATURAL GAS TECNOLOGY

REGIONAL CENTER OF COMPETENCE IN OIL

AWARDS

PETROBRAS DE TECNOLOGIA 2ª EDIÇÃO - 2005Tecnologia do Uso do Gás Natural – Doutorado

I PRÊMIO BAHIAGÁS DE INOVAÇÃO – FAPESB – 2008

PETROBRAS DE TECNOLOGIA 4ª EDIÇÃO - 2008Tecnologia do Uso do Gás Natural – Doutorado

Naval Naval PropulsionPropulsion

Naval Naval PropulsionPropulsion

Actual Major CooperationPartnersActual Major CooperationPartners

PETROBRAS – Brasil – 2002 – Engines, vehiclesandfuels

FINEP – Brasil – 2002 – Energyandvehicles

UFPR – Brasil – 2004 - Fuels

UCSP – Peru – 2004 - Fuels

UTN – Argentina – 2006 - Fuels

FRAUNHOFER – Germany – 2006 - NDT

IFP - France – 2007 – CFD

INMETRO – Brasil - 2007 – Biofuels

www.puc-rio.br/ensinopesq/ccci/universidades.html

Actualand Future ProjectsActualand Future ProjectsVEHICLE EMISSIONS – THEMATIC NETWORK OF VEHICULAR

DEVELOPMENT - PETROBRAS

ENGINE EMISSIONS - THEMATIC NETWORK OF NATURAL GAS - PETROBRAS

ENGINE DYNAMOMETER – CNPq – WEG

FLEX SI DI – PSA......

HCCI - ....

eDIESELGAS - BOSCH

HYBRID VEHICLES – LIGHT......

DIESEL - ETHANOL – BNDES – BOSCH

ETHANOL - CI Engines – ....

LABORATORIO DE ENGENHARIA VEICULAR LABORATORIO DE ENGENHARIA VEICULAR

Sergio L. Bragaslbraga@puc-rio.br

Conversão de Veículos Equipados com Motores de Conversão de Veículos Equipados com Motores de Combustão Interna para Veículos Elétricos Híbridos Combustão Interna para Veículos Elétricos Híbridos

Plug In Plug In

LEVLEV

Rio de Janeiro, RJNovembro, 2010

Porque HÍBRIDO?Porque HÍBRIDO?

1) O Veículo do futuro será ELÉTRICO.• Eficiência (Regeneração, transmissão...)• Custo do km rodado• Segurança• Controle (Freio, estabilidade, aceleração...)• EMISSÕES

2) As baterias ainda não estão suficientemente desenvolvidas.• Peso• Autonomia• Descarte• Tempo de reabastecimento

O HÍBRIDO é a forma mais lógica de transiçãoO HÍBRIDO é a forma mais lógica de transição

Como seriao HÍBRIDO?Como seriao HÍBRIDO?

1) Tração elétrica nas quatro rodas2) Baterias em quantidade suficiente para

40 km. Autonomia a ser confirmada.3) Grupo gerador de pequeno porte,

operando em ponto de eficiência ótima.• Abastecimento rápido• Melhor eficiência termodinâmica• Menor custo por km• Emissões reduzidas• Menor peso que o elétrico• AUTONOMIA

No futuro, troca-se o gerador por baterias evoluídasNo futuro, troca-se o gerador por baterias evoluídas

VERSÃO 1

Como seria HÍBRIDO?Como seria HÍBRIDO?

VERSÃO 2

1. Tração elétrica nas rodas traseiras COM MOTOR CENTRAL.

1. Grupo gerador com motor menor do que o convencional.

2. Baterias em quantidade suficiente para 40 km. Autonomia a ser confirmada.

Como seria HÍBRIDO?Como seria HÍBRIDO?

VERSÃO 3

1. Tração elétrica nas rodas traseiras COM MOTORES INDIVIDUAIS.

1. Grupo gerador com motor de pequeno porte

2. Baterias em quantidade suficiente para 40 km. Autonomia a ser confirmada.

Como seria HÍBRIDO?Como seria HÍBRIDO?

VERSÃO 4

1. Tração elétrica nas rodas traseiras COM MOTOR CENTRAL.

1. Motor dianteiro de pequeno porte

2. Baterias em quantidade suficiente para 40 km. Autonomia a ser confirmada.

Conversor

110 V

Eletrônica

Banco de Baterías

MotorElétrico

Diferencial

Motor aCombustão

Como seria HÍBRIDO?Como seria HÍBRIDO?

VERSÃO 5

1. Tração elétrica nas rodas traseiras COM MOTORES INDIVIDUAIS.

1. Motor dianteiro de pequeno porte

2. Baterias em quantidade suficiente para 40 km. Autonomia a ser confirmada.

DesafiosDesafios

•Desenvolver sistema de tração com mínimas perdas mecânicas.

•Projetar componentes necessários à conversão dos veículos.

•Instalar grupo gerador.

•Desenvolver a plataforma eletrônica.

•Otimizar controle e gerenciamento de energia.

•Avaliação técnico-econômica.

RodaElétricaRodaElétrica

PropostaComplementarPropostaComplementar

•Transformar o RIO DE JANEIRO na primeira capital da América Latina dotada de veículos híbridos e rede elétrica de abastecimento.

• Esta proposta visa:

• Converter veículos de série em parceria com montadoras

• Criar protótipos de pontos de abastecimento residencial, comercial e público

PropostaComplementarPropostaComplementar

•Possíveis Parceiros•GOVERNOS•PUC-Rio•LIGHT, AMPLA ....•BNDES•FABRICANTES DE COMPONENTES ELÉTRICOS – MOTORES, BATERIAS ETC•MONTADORAS EM GERAL•EMPRESAS DE ENERGIA

DesafiosDesafios

•Reunir todos os parceiros necessários.

•Levantar os recursos, neste caso bem superiores do que o projeto original.

PRIUS PLUG INPRIUS PLUG IN

PRIUS PLUG INPRIUS PLUG IN

PONTOS DE ABASTECIMENTOPONTOS DE ABASTECIMENTO

LEV - INMETRO

LEV - INMETRO

Sergio L. Bragaslbraga@puc-rio.br