desafios e exigências para o...
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Desafios e exigências para o
e-mobility
AUTOMOTIVE DAY BRASIL, 6 de outubro de 2011
Markus Schaefer
Chefe de PAD da unidade de negócios Semi-Crystalline
Products da LANXESS na região NAFTA
Veículo elétrico – Qual o nível de seriedade da abordagem?
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Introdução do conversor catalítico de três vias iniciada
pela discussão sobre smog em LA e redução florestal na
Alemanha
Foram necessários 20 anos para atingir uma taxa de
conversão de 100%
Histórico
Iniciativas sólidas de governos em todo o mundo para impulsionar a
transição dos veículos tradicionais para os elétricos
“Incentivo de USD 7.500 para
comprar um veículo elétrico”
(Departamento de Energia)
“1 milhão de carros elétricos nas estradas alemãs em 2020”
(Nationale Plattform E-Mobilität)
“USD 1,5 bilhões para o de-
senvolvimento de carros
elétricos” (governo chinês)
“EUR 5 bilhões
alocados no contexto do
7o programa de pesquisa
e desenvolvimento da UE
para o programa de
veículos elétricos”
Fonte: Better Place, HSBC
Forças propulsoras dos carros elétricos – ecologia e economia
Ecologia
Meta de emissões de CO2 na UE para
2012: 120 g/km; para 2020: 95 g/km
Proibição de “carros sujos” nos centros
das cidades*
- “Tarifa de congestionamento” de £10
por dia
- Exceções: EVs + Híbridos „plug-in‟
Economia Compartilhamento de carros, público
melhor vinculado
- Alto custo inicial das baterias menos
importante
- Por exemplo, “Autolib” em Paris,
após o “Vélib”
- 3.000 carros elétricos, 700 estações
- Estacionamentos reservados
Preços de petróleo cada vez maiores
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Emissões de CO2 durante todo o ciclo
de vida (motor a combustão x elétrico)
(g/km)
Fonte: RWE; *por exemplo, Londres ou Estocolmo
194
160
145
127
69
87
0-14
ᴓ- Motor a
combustão 2008
Alemanha
ᴓ- Motor a
combustão 2020
Alemanha
EV (lignito)
EV (carvão)
EV (gás
natural)
EV ᴓ-KW-
Portfólio 2020
Alemanha
EV (nuclear
/EE)
25
%
35
%
65
%
55
%
>93
%
Planos sólidos de produção em massa de veículos elétricos pelos principais OEMs
Investimentos massivos de OEMs e fornecedores Tier1 no desenvolvimento
de tecnologia elétrica/híbrida e de baterias
Cooperação internacional: Daimler-Tesla, Toyota-Tesla, Daimler-Evonik (Li-
Tec), Renault-Nissan-NEC, VW-Sanyo, Bosch-Samsung (SBLimotive),
Volvo-Magnasteyr, Daimler-BYD, GM-LGChem, BMW-Brilliance
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Um exagero? Uma profecia já realizada? O futuro?
“Em 2020, não
venderemos nada além de
híbridos!” VP da Toyota,
M.Takimoto
“15 a 20% do mercado
global de carros pode ser de
EVs até 2020…” Diretor do Projeto de EV da Renault,
Yoccoz
“Os carros elétricos serão
aceitos muito mais rápido do
que nós esperávamos.” CEO
da VW, F. Piech
Nos próximos anos, veículos híbridos ganharão importância; possível mudança em 10 anos
Primeiro
Nos próximos 10 anos, os híbridos
serão mais importantes que os
veículos totalmente elétricos
Híbridos ainda com motores a
combustão
Segundo
Veículos elétricos exigem novos
componentes com novos requisitos
para aplicações de PA e PBT
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Registros de novos veículos de
passageiros
Leveza e gerenciamento de energia da máxima importância
2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0
%
HEV veículo elétrico híbrido
BREV EV com autonomia estendida
BEV EV a bateria
Fonte: JD Power
Abastecimento de metais terras raras
Reciclagem de baterias
Ainda há muitos desafios para vencer
Alta voltagem choques elétricos em trabalhadores de
resgate/reparo
Desempenho/produtos químicos da bateria incêndio, emissão de
substâncias perigosas
Eletrônicos complexos defeitos, parada do carro
Como aquecer o carro no inverno?
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Análise de custo do automóvel* [4 anos em uso, 10.000 km/ano]
*Fonte: ADAC, fevereiro de 2011
EUR por mês
Técnicos
Custos
Administração de baterias de reposição
Estações e tempo de recarga Logísticos
Ecológicos 700
600
500
400
300
200
100
0
Peugeot iOn
Peugeot
107 70 Filou Custo fixo
Desvalorização
Custo de operação
No entanto, já existem muitas soluções
Nissan LEAF
Carro totalmente elétrico
Recebeu cinco estrelas por
segurança pela classificação do
NCAP (National Traffic Safety
Administration Program)
Nomeado „Top Safety Pick‟ pelo
Insurance Institute pela segurança
em rodovia
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Caixa para visual
Carro elétrico
Smart fortwo 2a geração 3a geração
Volume de produção > 2.000 carros Número com
cinco dígitos
Potência 20 kW constante
30 kW pico
35 kW constante
55 kW pico
Velocidade máxima 100 km/h > 120 km/h
Aceleração
(0 - 60 km/h)
(0 - 100 km/h)
6,5 s
5,0 s
< 13 s
Bateria Íon-Lítio
(Tesla)
Íon-Lítio
(Deutsche
ACCUmotive)
Controle climático sim
Fonte: finanznachrichten.de
Veículos elétricos anunciados e em série
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Segmentos
A, B
Segmentos
C, D, SUV
Segmento
G
2008 2009 2010 2011 2012
Fonte: Daimler; Roland Berger; RWE
Desafios logísticos – Criação de uma infraestrutura de estações de carregamento
A Renault e a Vinci Autoroutes planejam criar 738 estações
de carregamento até 2013 nas vias expressas francesas
A Peugeot e a DB Energie estão cooperando na construção
de uma infraestrutura de estações de carregamento para o
Peugeot iOn
Já existem muitas estações de carregamento (RWE, e.on...)
na Alemanha (cobrindo um milhão de veículos)
O conversor catalítico de três vias só poderá funcionar após a
modernização dos postos com gasolina sem chumbo Histórico
9 Fonte: RWE Fonte das imagens: Autoplenum, rp-online
Smart car2go da Daimler, o conceito de compartilhamento
de carros
1ª fase de teste: Ulm, Alemanha
- 200 carros regulares; 15.000 usuários registrados
2ª fase de teste: Hamburgo, Austin (Texas), Vancouver
3ª fase de teste: por exemplo, San Diego
300 carros elétricos; 1.000 estações de carregamento
A padronização dos dispositivos de carregamento é necessária e já está em andamento
Reunião de início das
atividades (pré-
padronização dos carros
elétricos) em 2008 com
OEMs (Daimler, Opel,
Renault/Nissan, Toyota,
VW, BMW, Volvo) e
fornecedores de energia
(RWE, e.on, Vattenfall,
EnBW, eDF, endesa, Enel,
edp)
Atualmente, a VDE/DKE
está na liderança
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Grupo de trabalho 1 Grupo de trabalho 2
Energia e proteção física Comunicações
1. Conector / cabo
2. Posição do cabo de
carregamento
3. Proteção física
4. Carregamento on-/off-
board
5. Cobrança / segurança
da comunicação
6. Serviços de
comunicação com
valor agregado
Fonte: trendsderzukunft.de; RWE; VDE
Desafios técnicos – Os sistemas de alta voltagem geram diversos requisitos do grupo propulsor
11 Fonte: autozeitung.de; VW blue emotion
Teto solar
Eletrônica de potência
Motor elétrico e
transmissão
Baterias
Battery-management
system (BMS) Cabo de alta voltagem
e conectores
Novos requisitos de componentes da bateria de-sencadeiam requisitos adicionais para polímeros
Suporte do compartimento da bateria
Suporte do peso/absorção de energia
Fixação à carroceria do carro
Proteção do meio circundante
Blindagem eletromagnética?
Tampa do compartimento da bateria
Proteção do meio circundante
À prova de vazamentos para o suporte
Blindagem eletromagnética?
Compartimentos da bateria
Estabilidade dimensional, pouca
deformação
Retardante de chama V-0 (muito
provavelmente)
Placas dissipadoras da bateria
Alta condutividade térmica
Isolamento elétrico
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Fonte: A123; electricvehiclesite.com; aksol-engineering.de
A eletrônica de potência de alta voltagem exige materiais diferentes dos sistemas elétricos atuais
Eletrônica de potência – alojamento
Proteção do meio circundante
Blindagem eletromagnética
Retardante de chama 5VA (?)
Eletrônica de potência – carregador
interno
Estabilidade dimensional, pouca
deformação
Alta resistência elétrica a temperaturas
elevadas (até 140ºC)
Retardante de chama V-0 (muito
provavelmente)
Eletrônica de potência – conectores
Retardante de chama V-0 (muito
provavelmente)
Alto valor de CTI (CTI 600 V)
Altas temperaturas (contínua 140ºC,
pico 180ºC)
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Fonte: KFZ.net; Bosch
A LANXESS fornece soluções para o desenvol-vimento de aplicações de mobilidade elétrica
Materiais adequados para
plugues/conectores
Materiais adequados para a proteção da
estação de carregamento (relâmpagos,
sobretensão...)
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Estações
de carrega-
mento
BMS
Eletrônica
de
potência
Estruturas leves para o suporte da
bateria, por exemplo, a tecnologia HiAnt®
Materiais adequados para blindagem
eletromagnética
Eletrônica de potência
Grades retardantes de chama
Baixa deformação e alta estabilidade
dimensional
Resumo
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Mobilidade elétrica – Um conceito para o
futuro próximo
Já há ideias para resolver os
desafios existentes
Comprometimento total dos OEMs com os
carros elétricos
LANXESS – Amplo portfólio de produtos e suporte técnico para aplicações de mobilidade elétrica
Obrigado! Mais perguntas?
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Declaração de salvaguarda