Seminário: “Mobilidade Eléctrica: O Veículo”
Viabilidade da transformação de Veículos
Conversão de Veículos Convencionais
em Veículos Eléctricos
(Experiência adquirida na ESTGV)
Vasco Santos
([email protected])
Docente do Departamento de Engenharia Electrotécnica da
ESTGV
Sumário
1. Motivação para o projecto
2. Estudos preliminares
3. Principais áreas envolvidas
4. Projecto de integração
5. Primeiros testes /performance
alcançada
6. Viabilidade da transformação
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1. Motivação para o projecto
O
lo
Veícu o
ric
Eléct
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1.1. Sustentabilidade
Utilização correcta dos
recursos energéticos …
A consciência do
consumidor…
“Temos de repensar no desafio climático como uma oportunidade para organizar um “brainstorming”
de cooperação a nível global com vista a uma série de avanços tecnológicos que nos permitam
alcançar o desenvolvimento sustentável. Ao associarmos a engenharia de ponta e novas formas de
parcerias público-privadas, podemos acelerar a transição a nível mundial para tecnologias
sustentáveis, com benefícios tanto para os países ricos como para os pobres – e, dessa forma,
descobrirmos uma base para acordos globais sobre alterações climáticas que até agora se revelaram
impossíveis.” Fonte: http://ocarroelectrico.com/ambiente/veiculos-electricos-e-desenvolvimento-sustentavel-2/
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1.2. Aquecimento Global
Variação dos níveis de CO2 e sua relação
com a temperatura média global entre 1860 e
2000
Quem são os
responsáveis??
A queima tradicional e
indiscriminada
dos
combustíveis fósseis.
TODOS NÓS…
Os impactos ambientais e das alterações climáticas, até aqui, menosprezadas por
muitos por serem de evolução lenta, estão à vista e bem presentes no nosso dia a
dia dada a sua severidade e frequência.
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1.3. Dependência Energética
“A esgotabilidade dos combustíveis
anunciada…”
fósseis está há muito
Um dos sectores com maior responsabilidade é o da mobilidade automóvel,
com um peso de cerca de 60% dos consumos globais de combustíveis
fósseis…
Tensões geopolíticas
Escalada dos preços
se
os
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É emergente a necessidade de
cortar o “cordão umbilical” entre
transportes e o petróleo.
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1.4. Eficiência Energética
Fonte: www.nissan.pt
Os VEs têm uma melhor taxa de conversão em comparação com outras
tecnologias…
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2. Estudos preliminares
Cinemática
Desempenho pretendido
Atritos
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2.1. Cinemática
ENERGIA
PRIMÁRIA
CONVERSÃO
ARMAZENAMEN
TO
CONTROLO
ENERGIA
TRACÇÃO
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2.2. Atritos
Força de Arrasto
Aerodinâmico
Força de Atrito
Rotacional
t
o
P
ê
ia
c
n
ida
r
ue
q
Re
Força de Inclinação
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2.3. Desempenho pretendido
Velocidade máxima: 70
km/h
Arranque: 0-70 km/h em
13s
Autonomia: 40 km
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Velocidade máxima: 40
km/h
Binário: 95 Nm
Autonomia: 40 km
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3. Principais Áreas
Envolvidas
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3.1. A Carroçaria
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3.2. Armazenamento +
Carregamento
DeepCycle
Carregador Volvo – 230V /
120V
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Carregador Moto 4 – 230V /
48V
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3.3. Accionamento (Power drive)
Comparação entre motores AC
e DC
Potência (kW)
100
80
Peso (Kg)
60
Binário (N\m)
40
20
0
Preço (x100 €)
Velocidade (x100 rpm)
Tensão Nomina (x10 V)
Motor ASM6.17.12 (Brusa) - AC
Motor 1LH5118 (Siemens) -AC
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Impulse 9 DC (Netgain) - DC
Motor ACW-80-4 (Siemens) -AC
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3.3. Accionamento (Power drive) cont…
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3.4. Outros Componentes
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4. Projecto de integração
Fixação das
baterias
Fixação do motor
Equipamentos
na zona frontal
do veículo
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Disposição /
colocação dos
diversos
componentes no
veículo
Equipamentos
na mala do
veículo
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4.1. Disposição dos Componentes
Veículo com o motor de combustão original
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4.1. Disposição dos Componentes
(Cont…)
Baterias de
potência
Controlador
Bateria
serviços
auxiliares
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Carregador
Motor
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4.2. Fixação do motor
Motor Eléctrico + Caixa
Depois de retirado o MCI
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Fixação do motor
Eléctrico
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4.3. Equipamentos na zona frontal do
veículo
Bateria
Potência
Bomba de
vácuo
Controlador
Bomba circuladora
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Acelerador
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4.4. Equipamentos na mala do
Veículo
Carregador “On
board”
Bateria
Potência
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4.5.
Testes
Aferição da distribuição de pesos nos dois eixos
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5. Primeiros testes
100% eléctrico
Circular em montanha e caminhos rurais
Autonomia: 40 km
Potência: 11,5 hp (21,5 de pico)
Consumo de 11 kWh (0.8 Euros ) por 100 km
Volvo 460
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Moto 4
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6. Viabilidade da
transformação
É viável; muito viável
se
houver bons progressos
na tecnologia
de armazenamento de
energia
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6.1. Armazenamento
As características mais importantes de uma bateria
são:
• Energia específica (Wh/kg) elevada → maior autonomia
• Densidade de energia (Wh/l) elevada → menor espaço
• Potência específica (W/kg) elevada → maior
desempenho
• Ciclo de vida (# de recargas) elevado → maior vida útil
• Tempo de recarga baixo → mais prática
Os requisitos mais importantes de uma bateria para
que esta seja utilizada num veículo eléctrico são:
• • Habilidade de trabalhar no frio ou calor extremo
• • Pouca manutenção
• • Custo baixo
• • Universal (Substituição por outro modelo/fabricante)
• • Segurança
• • Adequação à aplicação
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6.1. Armazenamento (cont..)
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6.2. Comparação
Preço cada vez mais competitivo:
- Eléctrico → 0.1 a 0.23 kWh por
quilómetro
- Gasolina → 0.98kWh por quilómetro
O rendimento do veiculo
eléctrico
> 70% !...
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6.2. Comparação (Manutenção)
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6.3. Oportunidade para conversão
“Oportunidade
com uma janela temporal
relativamente pequena.”
<3
Anos
Demasiado
novo
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> 3 Anos e < 10
Anos
Faixa de
rentabilidade
> 10
Anos
Pequenos
nichos
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7. Conclusão
Porque devemos investir na conversão de
1- Reutilização
de Recursos
Veículos?
2- Criar novas áreas de negócio
3- Criar mais postos de trabalho
4- Aumentar a eficiência energética
5-
Reduzir
emissões
e
dependência
energética
O que mais é preciso?
Haja interesse nesta nova área de negócio…
Se aposte em incentivos (financeiros e legais) para quem
pretenda converter os seus veículos…
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Obrigado pela vossa
atenção…
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