How are hybrid technologies evolving into the new pure electric architetctures?

1. Evolución del Vehículo Híbrido al
Vehículo Eléctrico.
Tecnología de Motores y Baterías.

2. Índice
Tecnologías híbridas
Avances en baterías
Otras vías de acumulación de Energía
Eficiencia energética y contaminación medioambiental
¿Baterías mas grandes o más puntos de carga?
El modelo de uso del VE en España
¿Vehículos eléctricos, híbridos o biocombustibles?
Propulsiones eléctricas: Una oportunidad para el sector
de equipos y componentes de automoción en España

4. Las propulsiones híbridas no son cosa nueva….

5. 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
1967 1976 1986 2000 2003 2006 2007 2009ff..
Las propulsiones híbridas son el último hito tecnológico en la reducción de emisiones

6. Propulsiones Alternativas
Eléctrico enchufable
(PHEV)
Motor Híbrido serie
térmico (HEV)
M
autogeneración Eléctrico pila
Batería/ Pila
supercondensador (EV)
Comb.
Start/Stop
Motor
térmico
Híbrido paralelo Hibridaciones Regeneración de la frenada
(Mild hybrid)
M Motor Auxiliares a batería
eléctrico …

7. Configuraciones básicas de la tracción eléctrica
Tracción Eléctrica
Motor único con Propulsores en rueda
transmisión mecánica control independiente
Transmisión directa Vía reductor

8. El mercado de propulsiones alternativas es prometedor

9. Tecnologías híbridas
Avances en baterías

10. Varias demandas que satisfacer

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

12. 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

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

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

15. El camino a seguir por el desarrollo científico-tecnológico está claro.
Energía
Energí Gap Potencia Gap Gap Ciclo de
Rendimiento Gap Ciclo Coste Gap
Específica
Especí Energía
Energí Específic
Especí Potencia Rendimient vida
(%) de vida (€/kWh) Coste
(Wh/Kg) específica
especí a (W/Kg) Específica
Especí o (ciclos)
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
de la 150 300 80 1000 100
USABC

19. Soluciones de almacenamiento de energía

20. Densidad Energética

21. Coste por potencia vs coste por energía

22. Supercondensadores
Ventajas: Inconvenientes:
Baja energía específica (pero superior
Muy alta potencia a los condensadores) 5-6 Wh/kg
Carga y descargas rápidas Celda unidad: max. 2.7 V
Excelentes a baja temperatura Elevada autodescarga
Seguridad (como no hay energía…) si Uso de acetonitrilo para lograr buen
no son de acetonitrilo funcionamiento a baja temperatura
Se le supone larga vida Bajo coste para tecnologías acuosas
pero elevado para no acuosas

23. Estado del arte

25. Factores impulsores de la electrificación
Imagen Modelos de negocio:
“verde” Agassi, ….
Legislación
Restricciones CO2 UE
municipales
Subvenciones
Reservas y Precios
A vehículos
carburantes
Impuestos Legislación
nacionales California
BASE: Progreso en tecnología de baterías

26. Ojo con las comparativas. Leer la letra pequeña

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

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

29. Análisis de Infraestructuras de soporte al VE en Europa
Estaciones de Carga Estaciones de Carga
Penetración del VE y VM>5000 Existentes
Planificados
B 10000<Penetración del VE y VM>5000
Otros Otros
C Penetración del VE y VM <10000 B C Suiza
Austria
Paris
B Francia
B
B
B Noruega
Burdeos
Reino Unido
C Italia Lyon
C Alemania Estrasburgo
Aplicaciones de la Carga
Plaza aparcamiento Comunidades de Localización
Hogar / Empresa Parquímetros
Público Residentes Urbana Visible
Diseño específico
Modos de Carga
Contador Integrado Conexión Directa a la
Cableado reforzado
Cableado reforzado red
Interruptor Diferencia
Interruptor Diferencial Contador Integrado
Cableado reforzado
Interruptor Diferencial

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

32. Road map “FITSA”
FI (introducción) inicio de la
penetración
FC (consolidación) > 80%
penetración.
Periodo de I+D;
Crecimiento
Penetración en masa

33. Conclusiones del Road Map (I)
® 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.
® 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.

34. 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.
® La celda de combustible incrementará su cuota de mercado
lentamente así como el H2 en MCI (¿Otra infraestructura
necesaria?)

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

37. Es un importante esfuerzo en I+D en electrónica

38. Y por supuesto en baterías…

39. Los sistemas serán fundamentalmente multitecnología
12V Boardnet
Battery Control Unit Wake line
Communication
(e.g. CAN)
Thermal Mgmt. Sense & Control
HV Interlock
SW independent in/out O
Safety Functions
Crash signal
Sense & Control
Electronics Voltage Switches
& & Fuse
current Safety Plug
Sensors HV
Power Interface
Thermal System
Thermal Interface

40. Prospectiva tecnológica y de producto para el vehículo eléctrico
Los tiempos de carga disminuirán de 6-8h en la actualidad a <15m en 2015;
Plomo ácido Plomo ácido Avanzado
Níquel Hidruro Metálico
Sodio Cloruro Níquel
Baterías
Base Fosfato
Base Manganeso
Base Titanato Ion Litio
Base Sílice
Aire Zinc
Imán Permanente
Eléctricos
Motores
Asíncrono
Reluctancia Variable
Motor en Rueda
Distancia / carga hasta
Hasta 200 kms 300 + kms
Prestaciones
60kms
Tiempo de carga-6 a 8 horas < 1 hora < 15 minutos
Capacidad de Batería – hasta
Hasta 50 kWh 75 kWh +
16kWh
Potencia Motor – Hasta 70kW 70 kW – 250kW
Carga lenta – A bordo
tructura
Infraes-
Carga rápida
Cambio de Baterías

41. El VE creará nuevas oportunidades de negocio para industrias como las de Distribución
Energética, telemática, telecos, flotas y muchas mas…
Mercado del VE – Oportunidades de Negocio
Potencial de negocio para entrar en Nuevas oportunidades de negocio
el mercado del VE con un esfuerzo para empresas de Distribución
relativamente bajo de inversión; energética y firmas financieras o de
alianzas estratégicas con los OEM’S Leasing. Con suficiente músculo
Potencial de generación de Ingresos
Alto para aguantar hasta Beneficios.
Suministros
Rejuvenecimiento de Negocios de
Baterías Leasing Financiero
Negocios de
Flotas
Medio Reciclado
Constructores de
Servicio / vehículos
Concesionarios
Telemática
Modelo de Negocio Innovador pero
Marketing Aseguradoras debido a la demografía requiere
Bajo Telecos una penetración sustancial del VE y Estaciones de
uso de los clientes para lograr un Intercambio
impacto que lo haga viable
Bajo Medio Alto
Esfuerzo requerido para desarrollar el negocio

43. El condensador de FLUZO!!!!!

44. Gracias por su atención !!!!
Para más información:
www.fundacionfitsa.org