Baterias
Uma
Visão do Futuro
Baterias para Veículos Elétricos e
Híbridos e Baterias Estacionárias
SATURNIA
Sistemas de Energia
Baterias e o Futuro
• Baterias – Problema atual
• Por que agora?
– Petróleo – recurso escasso.
– Meio ambiente – aquecimento global
• Armazenagem de Energia
– Móveis
– Estacionários
Baterias e o Futuro
• Fonte de energia  Fator Chave
– Combustíveis Fósseis
– Energia Hidroelétrica
– Energia Nuclear
– Energias Renováveis (Verdes)
• Solar – Eólica – Geotermal
• Problema  Armazenagem da Energia.
Veículos Elétricos
 Em qualquer equação de energia a
bateria é o limitador.
 Peso  fator crítico
 Em aplicação veicular esta é descrita
como densidade energética:
Joule por Quilograma (J/kg)
(ou Wh/kg)
Referido ao teor de energia
armazenável por massa.
Veículos Elétricos
• Veículos Industriais
Peso/Autonomia
não é o problema
– Empilhadeiras
– Paleteiras
– Rebocadores
• Necessidade de Peso
• Ambientes restritos
• Proximidade de fonte energética
• Solução – Baterias Chumbo Ácidas
– Tecnologia dominada
– Relação custo/benefício - Ótima
Submarinos
Funcionamento Básico
Escapamento
Motor
Elétrico
Gerador
Elétrico
Controlador
Ar
Motor Diesel
...
Bateria
Saturnia Sistemas de Energia
Baterias de Propulsão
Características
Capacidade: 9.000 a 10.900 AhC10
Veículos Elétricos Industriais
Grande Margem de Crescimento
• Mudança de ambiente
– Europa 70% Elétrico – 30% Combustão
– Brasil 70% Combustão – 30% Elétrico
• Principal vilão – Custo financeiro
– Operação - elétrica 1/3 do custo
– Investimento - elétrica 1/3 maior
Veículos Elétricos Industriais
Alternativas
• Ambiente legal
– Alimentos
– Farmacêuticos
– Etc.
Obrigatório
• Redução do custo financeiro
• Preocupação com o meio ambiente
Veículos Elétricos
Autonomia
• Densidade Energética
− Gasolina ~12.200 Wh/kg
− Bateria Li-Ion ~ 170 Wh/kg
• Solução Híbrida
– Veículo híbrido - Qualquer veículo onde duas ou
mais fontes de energia são utilizadas para
propulsão.
• Conjugação
− Autonomia dos combustíveis fósseis
− Economia/praticidade propulsão elétrica
−Regeneração
BAE/Orion VII Hybrid System
Lead-Acid Batteries
Lead
Acid
Battery Packs
Traction Motor
Power
GeneratorElectronics
Diesel
Engine
Electric
Traction Motor
Generator
Power Electronics (PCS)
Diesel Engine
Veículos Híbridos
 Bateria Chumbo-Ácida:
– Problemas
•
Densidade Energética  Peso
– Construção tradicional  Grades em liga de Pb
•
Trabalhar em Meia-Carga
– Tendência a sulfatar  perder capacidade
Frenagem Regenerativa
Descarga
+
-
Carga
Bateria
Energia
0
Tempo
Uso do motor elétrica como gerador  freio
Bateria não pode estar nunca a plena carga - SOC < 100%
Autonomia
• Veículo Híbrido
– Vantagens do carro elétrico
– Aumento da autonomia – motor de
combustão
• Solução
– Veículos Comerciais – ônibus, caminhões, etc.
• Baterias Chumbo Ácido
– Veículos Pessoais
•?
Veículos Elétricos
• Soluções em Estudo
Tipo
Vantagem
Desvantagem
Chumbo Ácido
Custo
Tecnologia Dominada
Baixa densidade energética – J/kg
Problemas em trabalhar a meia carga
Chumbo Ácido
Otimizadas
Custo
Base Tecnológica Dominada
Boa densidade energética
Tecnologia em Desenvolvimento
Ni-Cd
Custo
Tecnologia Dominada
Cádmio
Ni Hidreto Metálico
Tecnologia Conhecida
Custo
Zn ar
Custo
Densidade energética
Troca do eletrodo de Zn
Na Ni – Cloreto
(ZEBRA)
Densidade Energética
Em desenvolvimento
Trabalhar a quente
Custo
Íon de Lítio e suas variações
Alta densidade energética
Em desenvolvimento
Custo
Tecnologia em desenvolvimento
Riscos de segurança
Veículos Elétricos
 Bateria Chumbo-Ácida:
– Desenvolvimento
•
Uso de outros substratos  Carbono  Peso
•
Aditivos na massa ativa  Sulfatação
•
Combinação com super capacitores
– Aumento da receptividade de carga
Sistemas Estacionários
• Funções
– Regulagem
− Pequenas flutuações
− Variações cíclicas
– Emergência
• Tecnologias
–
–
–
–
–
–
Baterias
Geradores
Acumuladores de ar comprimido
Células de combustível
Flywheels
Etc.
Sistemas Estacionários
• Bateria chumbo-ácida  reina absoluta
− Custo/benefício
– Confiabilidade
• Tendências
− Sistemas de CC  - UPS 
− Eficiência dos Inversores
− Redução de Custo
Grandes Elementos  Gel / Ventilados
− ERB’s menores / mais eficientes
Monoblocos AGM
Sistemas Estacionários
• Tecnologias verdes
− Eólica
− Fotovoltaicas
− Etc.
Geração Intermitente
Problemas Similares aos Encontrados em Baterias
de Veículos Elétricos
Baterias Estacionárias
• Desenvolvimento de baterias de alta
performance para veículos elétricos beneficiará
as baterias estacionárias;
– Segurança
– Possibilitar 250.000 ciclos de carga e descarga até
80% DOD;
– Operar a temperaturas extremas;
– Ser aptas a trabalhar com SOC < 100%;
– Ter tamanho pequeno;
– Ter preço competitivo com a chumbo-ácida
tradicional.
Centro Industrial SATURNIA
Sorocaba - SP
Certificação ISO 9001
ISO 14000
Área Total: 380.000 m2
Área Construída: 23.000 m2
No de Funcionários: 210
SATURNIA é a maior fornecedora nacional de baterias industriais da
América Latina com mais de 80 anos no mercado
• Baterias para as mais diversas aplicações desde 20 a mais de
10.000AhC10
–
–
–
–
–
–
Telecomunicações
Tecnologia da Informação / Sistemas UPS
Eletricidade
Movimentação de Carga
Metrôs e Ferrovias
Submarinos
• Capacidade fabril de baterias
–
108.000.000 AhC10 / ano (9.000.000 AhC10 / mês)
Saturnia Sistemas de Energia
Principais Produtos
Características
Capacidade: 20 to 11.000 AhC10
• Saturnia é certificada
em ISO 9001:2000 e
ISO 14001:2004
MUITO OBRIGADO