Veículos elétricos Tipos, componentes e evolução Antonio Nunes Jr ABVE- Associação Brasileira do Veículo Elétrico

Você consegue imaginar o futuro sem veículo elétrico?

Os Veículos Elétricos fazem parte de nosso cotidiano e podem ser encontrados em diferentes tecnologias, portes, modelos e aplicações

“Veículo que usa pelo menos um motor elétrico para sua tração” Veículo Elétrico “Veículo que usa pelo menos um motor elétrico para sua tração”

Porque energia elétrica 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 ~278 Nm 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 Pode ser gerada de várias formas e de várias fontes / combustíveis Geração externa ou embarcada no veículo.

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

Veículo elétrico a bateria Carregador embarcado ou externo Eletricidade F r Veículo elétrico a bateria F r Eficiência: ~50 a 70% Não emite no local onde circula Fr: frenagem regenerativa

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

Precedent Bateria: 48 V (4 X 12V) Motor: 9 HP Velocidade máx.: 22 km/h

Velocidade máx.: 25 km/h Bateria: 12 V / 36 A Motor: 250 W Autonomia: Até 40 km

Scooter e cadeira motorizada Motor: 500W/700W Bateria: 2x12V Velocidade máx.: 40km/h Autonomia: 25km

Scooter elétrica S1000 - bimotor Motor: 2 x 500W Bateria: 48V/22Ah chumbo selada Velocidade máx.: 45 km/h Autonomia: 30 km (1 motor elétrico)

Mult I 180 Segway 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.                                                       

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

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

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

Baterias 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!

Veículo elétrico a bateria com extensor de autonomia q u e Gasolina Etanol Diesel/Biodiesel Eletricidade F r Veículo elétrico a bateria com extensor de autonomia F r

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 Autonomia: 64 km no modo elétrico 1030 km com extensor de autonomia

Veículo elétrico híbrido a n q u e Gasolina Etanol Diesel/Biodiesel F r F r Cilindro GNV Hidrogênio 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

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

Toyota Prius Classe carro de tamanho médio Modelo: sedan com 5 lugares. 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 Toyota Prius

Toyota Prius 2004 - motores, gerador e engrenagem de tração M.c.i. Motor elétrico Gerador

Veículo elétrico híbrido plug-in Eletricidade T a n q u e Gasolina Álcool Diesel/Biodiesel F r F r Cilindro GNV Hidrogênio GNV/H2 VEH Paralelo Veículo elétrico híbrido plug-in Versão plug-in do híbrido: pode dobrar a eficiência e reduzir à metade as emissões

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

Veículo elétrico de célula a combustível F r Cilindro F r Hidrogênio H2 Célula a combustível Fr: frenagem regenerativa Eficiência: ~35 a 40% Não emite no local onde circula Forma de produção, armazenamento e transporte do hidrogênio? Funcionamento da célula a combustível

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

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

Ônibus de célula a combustível Projeto COPPE/UFRJ

Veículo elétrico de célula a combustível plug-in F r Cilindro F r Hidrogênio H2 Célula a combustível Fr: frenagem regenerativa Eletricidade

Você consegue imaginar o futuro sem veículo elétrico?

ABVE.org.br Muito obrigado! Antonio Nunes Jr abve@abve.org.br Tel: (21) 2532-1389

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

? MCI Gasolina/Diesel híbrido bateria VE VE bateria Vapor 1769 1830 1900 2000 Vapor 40% Elétricos 38% Gasolina 22% EUA

Santos Dumont Motorista do primeiro automóvel que chegou no Brasil em novembro de 1891, apreciava os carros elétricos.

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/

MANUTENÇÃO MAIS BARATA 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

VEH Plug-in em teste Conversão em “oficinas” * Electric Power Research Institute (EPRI)

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”

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

Motonetas/triciclos elétricos para entregas em crescimento na Europa: Velocidade máx.: 50 km/h Autonomia: 50 a 100 km

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

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 Mountain bike feminina

Baterias - requisitos para VEs Sistemas de gerência de baterias 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

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

Baterias

Motor combustão interna - ponto de operação Motor díesel: Seleção do ponto ótimo de operação 210 100 90 70 80 Potência (kW) 50 40 30 20 10 190 200 220 230 600 1000 1400 1800 2200 2600 3000 3400 3800 4200/ min Consumo (g/kWh) 360 320 280 240 160 120 Torque (Nm)

Esquema de funcionamento do ônibus elétrico híbrido