Automóveis elétricos2

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Automóveis elétricos2

  1. 1. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Actualidade Eléctricos Automóveis Não concordo com o acordo ortográfico25-03-2013 Por : Luís Timóteo 1
  2. 2. E-Mobilidade: Motivações para a E-Mobilidade Objectivos de Política Interna  Redução da dependência do petróleo.  Criação de emprego.  Crescimento económico (Fontes de energia locais). Impacto Global  Europa: atenuar as alterações climáticas.  China: Balanceamento entre crescimento económico e poluição.  Governos de todo o mundo: disponibilizam fundos para tecnologias ambientais. Independência Energética  Fontes de energia locais reduzem volatilidade de preços.Introdução  Redução de pagamentos ao exterior em divisas, a regiões instáveis do mundo.  Redução da dependência energética de poucas regiões chaves (Rússia, Arábia saudita, Líbia Angola ,Venezuela)… 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 2
  3. 3. E-Mobilidade: Motivações para a E-Mobilidade Países Desenvolvidos  Baixos custos de manutenção de veículos suportam objectivos de desenvolvimento económico.  Poluição do ar urbano e o aumento acelerado das importações de petróleo são o motor dinamizador para a electrificação.  A China estabeleceu os seus objectivos de redução das emissões de carbono da sua economia.  A Falta de infra-estruturas, (redes) é um factor enorme. Alterações Climáticas  Os líderes europeus apoiam os esforços para diminuírem os efeitos das alterações climáticas.  Os transportes são responsáveis por cerca de 15% das emissões de CO2 a nível mundial.  Em 1992, Portugal ratificou a Convenção da Nações Unidas para as Alterações Climáticas (UNFCCC), que pediu aos países industrializados para que fizessemIntrodução esforços voluntários para reduzir os gases com efeito de estufa.  A Política energética da EU é fornecer energia a preços acessíveis, contribuindo simultaneamente para maiores objectivos sociais e climáticos. 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 3
  4. 4. E-Mobilidade: Motivações para a E-Mobilidade A energia faz parte essencial de nossas vidas diárias. Indústria Educação Mobilidade Local de Trabalho Entretenimento LarIntrodução Saúde Cidades Iluminação 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 4
  5. 5. E-Mobilidade: Motivações para a E-Mobilidade Crescimento Económico com aumento de consumo de energia eléctrica Crescimento Demográfico Recursos Limitados Mudanças Climáticas Crescimento Populacional: 7.5 Geopolítica: Objectivos: bill. in 2020 (+1.1 bill.) Meia dúzia de países detêm 70% Programas políticos que das reservas de petróleo e gás visam a redução a longo Megacidades: natural. prazo das emissões de CO2. (>10 mill. pessoas) 27 megacidades em 2025 Flutuações Preço Petróleo Source: UNOIntrodução Aumento do consume de Devido ao aumento da Aumento da procura de electricidade. eficiência: - Crescimento da energias renováveis. electrificação da Sociedade. 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 5
  6. 6. E-Mobilidade: Motivações para a E-Mobilidade Desenvolvimento sustentado A definição mais aceite para desenvolvimento sustentável é o desenvolvimento capaz de suprir as necessidades da geração actual, sem comprometer a capacidade de atender as necessidades das futuras gerações. É o desenvolvimento que não esgota os recursos para o futuro. Muitas vezes, desenvolvimento, é confundido com crescimento económico, que depende do consumo crescente de energia e recursos naturais. Esse tipo de desenvolvimento tende a ser insustentável, pois leva ao esgotamento dos recursos naturais dos quais a humanidade depende.Introdução Para ser alcançado, o desenvolvimento sustentável depende de planeamento e do reconhecimento de que os recursos naturais são finitos. 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 6
  7. 7. E-Mobilidade: Motivações para a E-Mobilidade Soluções energéticas para desenvolvimento sustentável Centrais Eléctricas de alta eficiência asseguram o fornecimento de electricidade. Pequenos e médios sistemas de produção de energia eléctrica são Display das geridos e integrados no sistema da Emissões de rede eléctrica. CO2 Parques de estacionamento para VE com postos de carregamento.Introdução Sensores wireless e medidores Sistema de armazenamento de inteligentes para gestão eficiente das energia para compensar cargas, e fonte de alimentação flexíveis. flutuações da rede. 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 7
  8. 8. E-Mobilidade: Motivações para a E-Mobilidade  Redução das emissões de CO2: Equação de Kaya A Identidade ou equação de Kaya, relaciona o impacto ambiental decorrente da actividade da população, do crescimento económico e da tecnologia. Este conceito pode ser visto do ponto de vista das emissões de CO2 e da procura de energia. Como vemos o problemaIntrodução 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 8
  9. 9. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 Decididamente - O VE! As infraestruturas!.. Integração no Sistema Eléctrico - Equação de Kaya Com a introdução dos veículos (automóveis) eléctricos… (Target 2020) ACTUAL 160 000 EV 20% PARQUE 50% PARQUE 17 13 11 EMISSÕES CO2 9 (MTON) -8 MTON/ANO 5.8Veículos Eléctricos – EV’s 5.3 CONSUMO ENERGIA 4.2 PRIMÁRIA (MTEP) 3.3 -2.5 MTEP/ANO 11 000 9 000 7 500 FACTURA 5 000 MOBILIDADE (M€) - 6 000 M€/ANO 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 9
  10. 10. E-Mobilidade: O DESAFIO DA MOBILIDADE A Necessidade de Um Novo paradigma 1. Energia: economia baseada no petróleo; subida do preço (transportes representam 31% do consumo de energia) 2. Ambiente: emissões (+10% das emissões de CO2 em áreas urbanas da Europa provêm de tráfego automóvel) 3. Produtividade e qualidade de vida: congestionamento (10% das estradas congestionadas diariamente; custo anual pode atingir 2% do PIB) 1. Novos paradigmas da mobilidade, novas soluções e aplicações. 2. Sistemas integradosIntrodução (utilizadores–transporte–infraestrutura–território) 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 10
  11. 11. E-Mobilidade: O DESAFIO DA MOBILIDADE A Necessidade de Um Novo paradigma O que pretendemos ? Natural Gás 1% outros Petróleo 94%Introdução U.S. Department of Energy 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 11
  12. 12. E-Mobilidade: O DESAFIO DA MOBILIDADE A Necessidade de Um Novo paradigma O que pretendemos ? O que temos ou… … o que podemos terIntrodução 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 12
  13. 13. E-Mobilidade: O DESAFIO DA MOBILIDADE A Necessidade de Um Novo paradigma Do fóssil ..para tudo eléctrico! Existência:  Car sharing.  Park + Ride. e-Comboio e-Metro  Park management Transportes  Soluções Traffic flow . Públicos  City toll (CO2 or time related)  Linhas de tráfego.  Transportes públicos e-Barcos e-Aviões s/Condutor. Novo / Futuro: Redes individuais de tráfego. 3D Expressbus. Transportes e-Carros e-Motos IndividuaisIntrodução e-Scooters0 Segways 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 13
  14. 14. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 Um Novo paradigma? - O EV!Veículos Eléctricos – EV’s 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 14
  15. 15. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 A Necessidade de Um Novo paradigma Se já mudou tanta coisa para a electricidade, porque não muda também o viajar?Veículos Eléctricos – EV’s Renault ZE: http://www.youtube.com/watch?v=XQWG9zriXV4 Nissan Leaf: http://www.youtube.com/watch?v=Nn__9hLJKAk 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 15
  16. 16. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 Preâmbulo  A minha primeira parte, sobre automóveis eléctricos, terminou com o estabelecimento do motor automóvel a gasolina como um sucesso de consumo, a partir de mais ou menos 1910, e sua aceitação à medida que a moda reinante de transporte pessoal foi evoluindo. O resto, como dizem, é história, e a história posterior do automóvel até á presente década sido tudo a ver com petróleo. Os motores de combustão interna a pistão têm sido absolutamente dominantes no transporte automóvel, bem como no transporte marítimo, transporte ferroviário e aviação em geral, e, com poucas excepções, eles têm utilizado o combustível de derivados do petróleo.  Agora, pela primeira vez em quase um século, o motor de combustão interna está sendoVeículos Eléctricos – EV’s contestado pelo motor eléctrico, anteriormente desacreditado, e alguns dos grandes fabricantes de automóveis estão prevendo que o veículo eléctrico puro, destronará, mais cedo ou mais tarde, o carro de motor de combustão interna. Aqui vou tentar determinar as hipóteses de isso acontecer, pois este é o melhor momento, uma que a indústria de energias alternativas está em causa.  O motor de combustão interna é uma máquina ultrapassada de 150 anos, que evoluiu no decorrer do tempo, mas que sempre gerou força de modo a converter uma energia térmica na explosão de combustível em energia mecânica para movimentar as rodas, tendo uma eficiência de no máximo 35%. 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 16
  17. 17. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 Preâmbulo (Cont.)  O automóvel sempre vai existir, mas precisamos de nos locomover sem destruir, precisamos migrar para uma tecnologia limpa, eficaz e renovável. Os motores eléctricos são uma saída para este problema. A electricidade é o combustível do futuro, ela é renovável, não gera resíduo, não queima e nem emana gases do efeito estufa.  A tecnologia de células de combustível a hidrogênio é outra alternativa de transporte limpo. O hidrogénio está em 90% de nosso universo, pode ser extraído da água, gerar energia e ser devolvido ao ambiente novamente em forma de água…Veículos Eléctricos – EV’s 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 17
  18. 18. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 Preâmbulo : INCENTIVOS À AQUISIÇÃO E BENEFÍCIOS FISCAIS Os veículos eléctricos oferecem uma experiência de condução superior. Com uma aceleração rápida e suave, um ambiente ultra silencioso e menor emissão de gases poluentes, a sua utilização torna-se inevitável. O governo anterior, definiu um conjunto de benefícios e incentivos à aquisição de veículos eléctricos, que entretanto foram, suspensos pelo governo actual, e que se espera que sejam repostos, que são apresentados em seguida. INCENTIVOS À COMPRA Os particulares que adquirirem um dos primeiros cinco mil carros eléctricos a partir de 2010 terão direito a um incentivo no valor de cinco mil euros (DL 39/2010 de 26 de Abril). Porém, apenas os carros eléctricos que cumprem os requisitos definidos poderão beneficiar doVeículos Eléctricos – EV’s incentivo de cinco mil euros previsto. (Portaria 468/2010 de 7 de Julho).Em seguida apresenta-se a lista de veículos elegíveis para esse incentivo. INCENTIVOS PARA ABATE O incentivo à aquisição de um carro eléctrico pode chegar a 6.500 euros no caso de a aquisição do novo carro eléctrico ser realizada à custa do abate de um veículo em fim de vida (Art.º 38.º do DL 39/2010, de 26 de Abril). ISENÇÃO DE ISV E IUC Os veículos eléctricos estão isentos do pagamento quer do ISV - Imposto sobre Veículos quer do IUC - Imposto Único de Circulação (Lei n.º 22-A de 2007) 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 18
  19. 19. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 Preâmbulo : INCENTIVOS À AQUISIÇÃO E BENEFÍCIOS FISCAIS DEDUÇÕES FISCAIS NA AQUISIÇÃO PARA EMPRESAS A aquisição de veículos eléctricos permitirá realizar deduções em sede de IRC. Isenção fiscal em sede de IRC – As despesas com VEs estão isentas da tributação autónoma que se aplica aos veículos de empresa. Esta isenção não se aplica nem no caso de veículos híbridos nem no caso de motores de combustão (Artigo 88.º do Código do Imposto sobre o Rendimento das Pessoas Colectivas). Depreciação de VEs para efeitos fiscais – O Código do IRC prevê um aumento da taxa de depreciação permitida para VEs face aos veículos com motores de combustão interna (Artigo 34.º do Código do Imposto sobre o Rendimento das Pessoas Colectivas e Artigo 1.ºVeículos Eléctricos – EV’s da Portaria n.º 467/2010 de 7 de Julho). OUTROS BENEFÍCIOS E VANTAGENS MANUTENÇÃO Com metade das peças utilizadas pelos veículos de combustão, as despesas com a manutenção dos veículos eléctricos são consideravelmente mais reduzidas. 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 19
  20. 20. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 Uma questão de terminologias … ICE – Veículo com motor de combustão interna, (“Internal Combustion Engine”). HEV – Veículo com motor de combustão interna, motor eléctrico e bateria recarregável (“Hybrid Electric Vehicle”). PHEV –Veículo com um motor de combustão interna, motor eléctrico e bateria recarregável que pode ser ligada à rede (“Plug-in Hybrid Electric Vehicle”). BEV –Veículo com motor eléctrico e bateria recarregável, que pode ser ligada à rede eléctrica, mas sem motor de combustão interna (“Battery ElectricVeículos Eléctricos – EV’s Vehicle”). “BEV”? “AEV”!... AEV –Veículo com motor eléctrico e bateria recarregável, que pode ser ligada à rede eléctrica, mas sem motor de combustão interna (“All Electric Vehicle”). 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 20
  21. 21. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O DESAFIO DA MOBILIDADE O paradigma existente do transporte, assenta na distribuição de energia primária em combustível líquido até ao veículo, onde é feita a conversão num pequeno motor, muito pouco eficiente. Este paradigma tem elevadíssimas emissões de CO2 e Nox junto das áreas populacionais, onde são mais prejudiciais. Consome L/100km e emite gCO2/km Motorização ICEVeículos Eléctricos – EV’s Abastecimento Distribuição final Distribuição Extracção e Refinação  Os hidrocarbonetos são exclusivamente importados o que provoca uma grande dependência energética.  A cadeia de distribuição final dos combustíveis assenta grandemente no transporte rodoviário o que fragiliza ainda mais a segurança do abastecimento. 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 21
  22. 22. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O DESAFIO DA MOBILIDADE Na transição dos hidrocarbonetos para um novo Carrier energético para o sector do transporte automóvel é necessário garantir que esse novo Carrier garanta três componentes:  Maximiza a diversidade de fontes primárias de energia, incluindo renováveis.  É intrinsecamente eficiente.  Garante o transporte automóvel com zero emissões dos veículo. Só duas opções são possíveis: A Electricidade ou a Hidrogénio. Geração de ElectricidadeVeículos Eléctricos – EV’s Fonte: Agência Internacional de Energia 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 22
  23. 23. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O DESAFIO DA MOBILIDADE A visão é unânime por toda a Europa – com o mix de produção de electricidade existente e futuro, o paradigma da mobilidade eléctrica é sustentável do ponto de vista das emissões de gases de efeito de estufa. Mas a crise financeira, e a mudança de Governo a partir de 2011. baralharam todas estas previsões, pelo menos em Portugal. Emissões directas e indirectas de um carro médio na Europa Hoje Target EU2015Veículos Eléctricos – EV’s Target EU2020 Fonte: Eurelectric-associação da indústria eléctrica europeia 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 23
  24. 24. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O DESAFIO DA MOBILIDADE  A adopção do paradigma da electrificação do transporte tem justificações fortes:  Redução de emissões de gases poluentes e de efeito de estufa; Aumento da eficiência na utilização da energia; Maximização das fontes primárias de energia, incluindo as renováveis; Redução da dependência energética externa nacional; Redução da poluição sonora do transporte nas cidades. Contudo, há que pesar as vantagens e desvantagens para os utilizadores... Vantagens DesvantagensVeículos Eléctricos – EV’s  Condução mais confortável e Autonomia inferior; agradável; Tempo de carregamento;  Possibilidade de carregar o Custo das baterias; veículo em casa;  Infra-estrutura adequada e  Custos de O&M muito com cobertura abrangente. inferiores. Custo total de tempo de vida positivo dentro de poucos anos… 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 24
  25. 25. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte A grande diferença dos veículos com motor a combustão é a energia química disponível nos combustíveis que é muito superior à armazenável nas baterias. No entanto, a fraca eficiência do ICE aproxima a comparação. O ICE tem um custo de aquisição relativamente baixo mas elevados custos de O&M. ICEVeículos Eléctricos – EV’s 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 25
  26. 26. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 Motor de combustão interna a gasolina: Funcionamento  A Válvula de I Admissão, Balanci  Comando das Válvulas B m e mola Tampa das Válvulas  J Válvula de Escape, Balancim  e mola  K Vela de ignição C Tubo de Admissão D Cabeçote  L Tubo de Escape E Água  M Pistão  Veículos Eléctricos – EV’s F Bloco do motor O Mancal de Biela G Carter  N Biela H Óleo  P Virabrequim  1 ADMISSÃO  3 EXPLOSÃO Centelha http://static.hsw.com.br/flash/engine.swf  2 COMPRESSÃO  4 EXAUSTÃO  Ponto Morto Superior 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 26
  27. 27. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 Motor de compressão a óleo: Ciclo Diesel 1 2 Injector 4 3Veículos Eléctricos – EV’s 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 27
  28. 28. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 Motores de Combustão Interna Sejam de que tipo forem, todos são poluentes do ar que respiramos. É uma hipocrisia política, proibir os humanos de fumar… (que até aprovo). E permitir, ou até incentivar, que os automóveis continuem impunemente poluindo o ar que supostamente havemos de respirar….Veículos Eléctricos – EV’s 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 28
  29. 29. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte Eficiência do Combustível… Tudo depende da Origem Well-to-Tank Tank-to-Wheels Geração Transmissão 31% Tomada-Rodas 23% 33% 94% 76% 31% 76% = 23%Veículos Eléctricos – EV’s Refinação Transmissão Bomba-Rodas 82% 98% 16% 13% 80% Source: http://www.nesea.org 80% 16% = 13% 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 29
  30. 30. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporteVeículos Eléctricos – EV’s 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 30
  31. 31. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte O veículo eléctrico tem a motorização mais eficiente, ±89% da energia armazenada é usada, mas existe ainda a contribuição da travagem regenerativa. Este facto obriga a que menos energia seja armazenada nas baterias. O BEV tem um custo de aquisição alto mas diminutos custos de O&M. BEVVeículos Eléctricos – EV’s 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 31
  32. 32. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte Veículo com MCI: Perdas de Energia – Circuito Citadino Standby 8% Aero 3% Fuel Tank 16% 13% Rolling Engine DrivelineVeículos Eléctricos – EV’s 100% 4% Braking Driveline Engine Loss 6% Losses 76% 3% POWERTRAIN VEHICLE-Related Urban Drive Cycle Energy Balance - 2005 3 L Toyota Camry 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 32
  33. 33. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2  E-Mobilidade O veículo eléctrico como solução de transporte Exemplo de um automóvel Eléctrico Veículo Eléctrico: Perdas de Energia – Circuito Citadino Aero 29% 90% 76% Batteries Rolling Motor Driveline 100% 35% Braking Driveline Motor Loss 11% Losses 10% 14% POWERTRAIN25-03-2013 Por : Luís Timóteo 33
  34. 34. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte Exemplo de Sistemas Híbridos Veículo Híbrido: Economia de Energia Micro Hybrid Standby Eliminates 8% Aero 3% Fuel Tank: 16% 13% Rolling Engine Driveline 100% 4%Veículos Eléctricos – EV’s Braking Driveline Engine Loss 6% Losses 76% 3% Full Hybrid •Engine downsizing Reduces •Decoupling of engine and wheel Mild Hybrid Plug-in •Can eliminate engine entirely Reduces 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 34
  35. 35. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporteVeículos Eléctricos – EV’s 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 35
  36. 36. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Retos de los concesionarios y talleres ante el VE Automóveis Eléctricos - 2 Um Novo paradigma? - O EV! O veículo eléctrico como solução de transporte Exemplo de um automóvel EléctricoVeículos Eléctricos – EV’s Bateria de iões de Lítio Inversor Motor Eléctrico de 47 KW, Tomada de Carga Normal Binário 180Nm (100% em 6 horas) Equipamentos Electrónicos Tomada de Carga Rápida (Conversor AC/DC, Carregador ..) (80% em 30 minutos) 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 36
  37. 37. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte  É assim tão diferente do carro tradicional? Elementos estruturais e Transmissão Motor Interior Sistemas Externos Sistemas Eléctricos Revestimento Externo Módulos/ Sistemas Módulos/ Sistemas Módulos/ Sistemas Módulos/ Sistemas Módulos/ Sistemas Módulos/ Sistemas Funcionais Funcionais Funcionais Funcionais Funcionais Funcionais Plataforma Travões Geração Potência Assentos Iluminação Exterior Geração e Armazena- mento de Electricidade Tecto Cintos Segurança Sinalização acústicaVeículos Eléctricos – EV’s Direcção Escape Air Bag Limpa Vidros Distribuição eléctrica Sistema Externo Suspensão Lubrificação e de Dados de Absorção de Pedaleira Retrovisor energia. Transmissão Alimentação de Sistema Direcção Elementos Móveis: Sistemas Estéticos Baterias de Propulsão Portas + Capo + Travão de mão combustível Porta traseira Alimentação de Sist. Velocidades Conversores SubChassis Sistema Travão de +Tecto Solar Ar Sistema de Cablagem de Potência Vidros Rodas estacionamento Mais Simples refrigeração Painel Instrumentos Reguladores Sistema de Climatização arranque Revestimentos Gestão de Energia… Mais Simples Desaparece 11 Anti-roubo 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 37
  38. 38. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte  System Architecture of HEV/EVVeículos Eléctricos – EV’s 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 38
  39. 39. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte O Motor EléctricoVeículos Eléctricos – EV’s  Não deita Fumo… Nem suja…. Não precisa de água.. Não precisa de combustível - carrega-se em casa… Não faz barulho… Grande arranque.. - Pouca autonomia… 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 39
  40. 40. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte O Motor Eléctrico Um veículo eléctrico (EV) utiliza um motor eléctrico para a propulsão, em vez de um motor de combustão interna. Os EVs não utilizam combustíveis fósseis, em vez disso, são 100% alimentadosVeículos Eléctricos – EV’s por energia eléctrica armazenada em Packs de baterias contidas a bordo. Durante a travagem, o motor eléctrico funciona como gerador e recarrega as baterias através da conversão da energia cinética em energia para o veículo eléctrico. Existem dois tipos de design de transmissão: Um em que um motor eléctrico apenas substitui um motor de combustão interna, e outro que utiliza rodas motoras ou motores alojados diretamente em cada roda ( tecnologia In-wheel). 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 40
  41. 41. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte O Motor Eléctrico Gear BoxVeículos Eléctricos – EV’s 2009 – Motor Honda FCX Clarity http://alternativefuels.about.com 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 41
  42. 42. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte O Motor único EléctricoVeículos Eléctricos – EV’s 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 42
  43. 43. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte Com dois motores acoplados directamente á rodas In-Whell Motor Stator Wheel BearingVeículos Eléctricos – EV’s Rotor Vehicle Suspension Coils & Power Electronic/ Micro Inverters http://www.youtube.com/watch?v=i1uTR-8KarE&feature=player_embedded Conventional Alloy Wheel http://www.youtube.com/watch?v=kmJTsHcZMFQ&feature=player_embedded 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 43
  44. 44. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte  Pack de Baterias Exhaust Fan Battery Tray Cover Air Conditioned Cell Air FlowVeículos Eléctricos – EV’s Air duct Battery Tray 2 Modules Pack (88 Series connected) 4 Cells type Battery Modules 10 Modules 4Cell Module 8 Cells type 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 44
  45. 45. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte  Pack de Baterias Battery Management SystemVeículos Eléctricos – EV’s 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 45
  46. 46. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte  Pack de Baterias Sistema de Controlo (Battery Control Unit) usada nos EV’sVeículos Eléctricos – EV’s 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 46
  47. 47. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte  Pack de Baterias Paradigma do automóvel eléctrico: Alimentar cavalos!... …Com BateriasVeículos Eléctricos – EV’s 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 47
  48. 48. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte  Pack de Baterias Um veículo eléctrico, pode utilizar uma combinação de diferentes fontes de energia; desde Células combustível (FCS), baterias e supercapacitores (SCs) para alimentar o sistema de accionamento eléctrico…Veículos Eléctricos – EV’s A fonte de energia principal, bateria ou Célula combustível, é assistida por um ou mais dispositivos de armazenamento de energia. Assim, o custo, a massa, e o volume do sistema, pode ser reduzido, e pode ser obtido um desempenho significativamente melhor. 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 48
  49. 49. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte Inverter Block DiagramVeículos Eléctricos – EV’s Geralmente, os EVs e os HEVs usam motores trifásicos “brushless”, para a propulsão elétrica. Como a bateria do veículo fornece uma corrente contínua DC, ela precisa ser convertida para uma corrente alternada trifásica. Um inversor é usado para este fim. Um inversor de três fases, que é composto de dispositivos de potência, converte a DC para AC durante a aceleração (potência) e converte AC em DC durante a travagem (regeneração). 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 49
  50. 50. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte Inverter Block DiagramVeículos Eléctricos – EV’s 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 50
  51. 51. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte DC-DC Converter Block Diagram As configurações diferentes de alimentação de Evs, mostram que, pelo menos, um conversor DC / DC é necessário para a interface da FCs, a bateria ou o módulo Supercapacitores….Veículos Eléctricos – EV’s Veículos movidos por motores elétricos podem gerar eletricidade usando um motor de combustão interna ou durante a travagem. Isto elimina a necessidade de um alternador que equipa os automóveis convencionais. A energia eléctrica gerada por um motor de accionamento do veículo durante a travagem e a energia armazenada no Pack de baterias, tem uma tensão elevada (normalmente superior a 100 V). Ela tem de ser convertida para a tensão típica para acessórios (12 V ou 24 V). Um conversor DC-DC é usado para este propósito. 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 51
  52. 52. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte Travagem RegenerativaVeículos Eléctricos – EV’s 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 52
  53. 53. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte  Electrificação Convencional Híbrido Eléctrico - Bateria Fuel Battery Fuel BatteryVeículos Eléctricos – EV’s Motor/ Motor/ Engine Generator Engine Generator Transmission Transmission Transmission EVs 101 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 53
  54. 54. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte  Sistemas Híbridos Eletricidade Gasolina T a n Tr Álcool q FTr u e Diesel/Biodiesel FrVeículos Eléctricos – EV’s C i GNV/H2 l GNV i VEH Paralelo Tr n d Hidrogénio r o H2 Célula a combustível 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 54
  55. 55. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte  Sistemas Híbridos – Plug - In Gasolina T a Álcool n q Diesel/Biodiesel u e Eletricidade Gasolina T a n qVeículos Eléctricos – EV’s Álcool u e Diesel/Biodiesel C GNV il i GNV/H2 n VEH Paralelo Hidrogênio d r o 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 55
  56. 56. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte Grau de Hibridização… O Veículo é um…. Micro Mild Full Plug-in Se tem… Híbrido Híbrido Híbrido Híbrido Stops/starts automático - desliga o motor no para-arranque conforme o tráfico. Usa travagem regenerativa, e opera a mais de 60 volts Usa um motor eléctrico, que assiste oVeículos Eléctricos – EV’s motor de combustão. Por vezes pode só usar tracção eléctrica. Recarrega as baterias numa tomada eléctrica, para extensão de autonomia a electricidade. Citroën C3 Honda Insight Toyota Prius Chevy Volt Source: http://www.hybridcenter.org/hybrid-center-how-hybrid-cars-work-under-the-hood.html Eficiência 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 56
  57. 57. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte Tecnologias – “In wheel drive”  Ferdinand Porche, empregado por Lohner, chegou à conclusão lógica em 1901 introduzindo o "Mixte" veículo / conceito de transmissão: Em vez de um Pack de baterias enorme, um motor de combustão interna construído pela empresa alemã Daimler, que provido de um gerador eléctrico, alimentava os motores eléctricos ( in wheel drive) normalmente montadas nas rodas dianteiras, mas facilmente extensíveis ás 4 rodas, e uma pequena bateria (para a maior fiabilidade do veículo).  Desta forma, Porsche criou o primeiro veículo eléctrico híbrido a gasolina da história, suficientementeVeículos Eléctricos – EV’s confiável, ​embora as engrenagens e acoplamentos não estivessem disponíveis na época, ele optou por torná-lo um híbrido de série, um arranjo mais comum actualmente nos motores diesel-elétrico ou locomotivas turbo elétricas, do que em automóveis. “in wheel Drive”, 1901 - Lohner-Porsche Mixte 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 57
  58. 58. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte  Sistemas HíbridosVeículos Eléctricos – EV’s 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 58
  59. 59. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte  Sistemas Híbridos – SérieVeículos Eléctricos – EV’s A transmissão híbrida em série não tem qualquer ligação mecânica entre o motor de combustão e as rodas. Em ligação com um gerador, o motor de combustão tem como objectivo único gerar potência. A potência propulsora é transmitida do gerador aos eixos de transmissão ou directamente às rodas através de um ou mais motores eléctricos. Isto significa que o motor de combustão funciona sempre no ponto ideal, mesmo quando são necessárias velocidades elevadas para o arranque e a aceleração. 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 59
  60. 60. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte  Sistemas Híbridos – Série com carregamento a ICE, Flywheel e supercondensador.Veículos Eléctricos – EV’s Um volante de inércia (flywheel), travagem regenerativa e Supercondensadores, são sistemas de gestão adicionais de energia. Sendo os dois primeiro de aproveitamento de energia, os supercondensadores melhoram a resposta instantânea, devido á sua curva de resposta de carga máxima praticamente instantânea e descarga lenta… sendo de melhor resposta que a das baterias… 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 60
  61. 61. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte  Sistemas Híbridos Distribuidor de PotênciaVeículos Eléctricos – EV’s MCI a 4 tempos Gerador/Motor arranque http://thebatteryclinic.co.nz/repair-my-hybrid/repair-hybrid-engine/ Motor Eléctrico 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 61
  62. 62. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte  Sistemas HíbridosVeículos Eléctricos – EV’s http://www.fueleconomy.gov/feg/hybridAnimation/swfs/hybridframe.html 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 62
  63. 63. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte  Sistemas Híbridos – Série a hidrogénioVeículos Eléctricos – EV’s No essencial, é um carro eléctrico, sendo que neste caso, o gerador de electricidade é uma célula combustível a hidrogénio (fuel cell). Tudo o resto é um carro eléctrico série. A electricidade produzida pela Célula combustível, pode ir directa para o motor eléctrico, ou recarregar as baterias e os utracondensadores, que são mais dois sistemas, que melhoram a eficiência e resposta instantânea do complexo sistema de controlo da energia, que inclui também um volante de inércia (flywheel) e travagem regenerativa. 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 63
  64. 64. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte  Sistemas Híbridos – Série a hidrogénioVeículos Eléctricos – EV’s 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 64
  65. 65. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte  Série a hidrogénio - PEMFC: Protons Exchange Membrane Fuel Cell O hidrogénio (combustível) é canalizado através das placas de campo de fluxo para o Ânodo, na parte superior da célula, enquanto que o oxidante (oxigénio ou ar) é canalizada para a Cátodo pelo outro lado da Célula. A Membrana electrólita de No ânodo, um Polímero (PEM) permite somente catalisador de platina a passagem através dela de iões faz com que o positivos (protões) para o hidrogénio se divida Cátodo. Os electrões, de carga em iões positivos de negativa passam através doVeículos Eléctricos – EV’s hidrogénio (protões) e circuito exterior criando uma electrões carregados corrente eléctrica. negativamente. No cátodo, os electrões e os iões de hidrogénio carregados positivamente, combinam-se com o oxigénio para formar água que flui para fora do Célula e calor. (PEM - Protons Exchange Membrane ) 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 65
  66. 66. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte  Fuel Cell – Série a hidrogénio PEMFC: Protons Exchange Membrane Fuel CellVeículos Eléctricos – EV’s 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 66
  67. 67. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte  Fuel Cell – Série a hidrogénio PEMFC: Protons Exchange Membrane Fuel CellVeículos Eléctricos – EV’s 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 67
  68. 68. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte  Fuel Cell – Série a hidrogénio PEMFC: Protons Exchange Membrane Fuel CellVeículos Eléctricos – EV’s http://auto.howstuffworks.com/fuel-efficiency/651-ballard-shows-how-a-fuel-cell-works-video.htm 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 68
  69. 69. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte  Sistemas Híbridos – ParaleloVeículos Eléctricos – EV’s No caso do sistema híbrido em paralelo, a transmissão do motor de combustão e a transmissão eléctrica são ligadas em paralelo. Podem ser utilizadas em separado ou em conjunto. O sistema híbrido em paralelo pode funcionar apenas com um motor eléctrico, o que representa uma economia de custos. Além disso, o motor eléctrico pode ser instalado na caixa de transmissão, de uma forma economizadora de espaço. Isto tem a vantagem de poderem ser utilizadas as transmissões disponíveis, com as suas vantagens no que se refere à dinâmica de condução. O sistema híbrido em paralelo também pode ser concebido como micro-sistema híbrido, sistema híbrido intermédio ou sistema híbrido completo e é adequado para a aplicação tanto em automóveis de passageiros como em veículos comerciais. 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 69
  70. 70. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 O veículo eléctrico como solução de transporte  Sistemas Híbridos Mistos – Série-ParaleloVeículos Eléctricos – EV’s Este sistema combina o sistema híbrido série com o sistema híbrido paralelo de forma a maximizar os benefícios dos dois sistemas. Tem um gerador e um motor eléctrico que também pode funcionar como gerador dependendo das condições de utilização. Pode usar só o motor eléctrico ou usar simultaneamente o motor eléctrico e o motor de combustão interna para que se consiga atingir uma melhor eficiência. Também, caso seja necessário, o sistema pode gerar electricidade usando o gerador ao mesmo tempo que acciona as rodas para deslocar o veículo. 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 70
  71. 71. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 PrevisõesVeículos Eléctricos – EV’s Em 2020 previa-se (no tempo do Sócrates) que em Portugal existiriam 160.000 veículos eléctricos. Agora… Os que há devem de ir para o lixo!... Source: EVWorldwire 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 71
  72. 72. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 Um Novo paradigma? - O VE!Veículos Eléctricos – EV’s 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 72
  73. 73. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 Decididamente - O VE! As infraestruturas!...  …Mas para torná-los práticos, no dia-a-dia, temos que pensar para além do veículo!... Carregador de bordo. Serviços avançados de Tecnologias de Comunicações de Bordo. Baterias. Cabo de Carregamento. Baterias … Veículo …Veículos Eléctricos – EV’s Electricidade Serviços de VE’s & Comunicações de carga inteligente. Carregamentos Percurso, facturação.. Soluções de pagamentos e cobranças  Serviços de assistência remota. Gestão eléctrica individual para VE’s. … …. 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 73
  74. 74. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 Decididamente - O VE! As infraestruturas!... Os VE’s e a sua infraestrutura, têm de ser considerados como um sistema integrado: Os VE’s precisam de uma infraestrutura para carregamento. Desafios de Standerização da rede eléctrica pela crescente participação das energias renováveis.  Os VE’s podem estabilizar a rede eléctrica como baterias móveis. Tecnologias de comunicação e informação, permitirão a interacção entreVeículos Eléctricos – EV’s os VE’s, ligações residenciais e rede Mercado de Electricidade. eléctrica. Ligação bidireccional à rede eléctrica. Monitorização Eléctrica residencial em tempo real. 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 74
  75. 75. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 Decididamente - O VE! As infraestruturas!... Redes Inteligentes Transmitirão informação para as estações de carregamento, de modo uma gestão eficiente Rede de Infraestruturas Fontes de Energia da capacidade da rede, e uma melhor gestão Existirá uma rede de apoio e assistência a Os veículos eléctricos serão alimentados por dos custo dos carregamentos, do consumidor veículos eléctricos, estações de energia vinda das fontes tradicionais e das final. carregamento, transformação e medida de fontes de energia renováveis. electricidade.Veículos Eléctricos – EV’s Opções de Carregamento Postos de Carga Comerciais Existirão várias opções de carga Estarão disponíveis nas ruas, centros inclusivamente na sua habitação. comerciais, estações de abastecimento de combustíveis, e outros locais de estacionamento. Soluções de Financiamento Novos materiais leves Serão implementadas soluções Novo designs, criaram EV’s mais potentes e financeiras acessíveis e incentivos eficientes do que nunca. fiscais. 200 Kms Melhores baterias Ou mais por carga, com Permitem maiores distâncias com Emissões Reduzidas carregamento de nível 2 durante 4-8 menos tempo de recarga. Também EV´s com reduzidas emissões de horas. “Battery Swap Shops” CO2, tornam a rede eléctrica 30% mais Por : Luís Timóteo limpa. 25-03-2013 75
  76. 76. E-Mobilidade: Automóveis Eléctricos - 2 Automóveis Eléctricos - 2 Decididamente - O VE! As infraestruturas!.. Integração no Sistema EléctricoVeículos Eléctricos – EV’s 25-03-2013 Por : Luís Timóteo 76

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