Vehículo Eléctrico INDICE

Transcripción

1 Vitoria-Gasteiz, 12 de mayo de 2010 Monica Díaz Unidad de Vehículo Eléctrico Vehículo Eléctrico INDICE 1. El VE: ventajas y retos futuros 2. Componentes del VE 3. Tipos de recarga: presente y futuro 4. Mercado VE 5. Conclusiones

2 Vehículo Eléctrico El VE: ventajas y retos futuros 1. El VE: Ventajas y retos futuros 1.1. Ventajas tecnológicas del VE No produce contaminación acústica No produce emisiones en el lugar de operación Respuesta más inmediata que la de un vehículo convencional (mejor curva de par motor) Menores pérdidas mecánicas, mayor rendimiento energético Menor coste de mantenimiento Posibilidad de recuperar la energía del frenado Posibilidad de optimizar la curva de carga del sistema eléctrico (mediante la recarga nocturna)

3 1. El VE: Ventajas y retos futuros Curva de la demanda de energía eléctrica 1. El VE: Ventajas y retos futuros Curva tipo de demanda diaria

4 1. El VE: Ventajas y retos futuros Optimización de la curva de carga Recarga de vehículos eléctricos 1. El VE: Ventajas y retos futuros 1.2. Retos tecnológicos del VE Optimización de las baterías actuales: o o o o Aumento de la densidad energética (kwh/kg) a fin de incrementar la autonomía del vehículo eléctrico Disminución del precio Alargamiento de la vida útil Reducción de los tiempos de recarga Incremento de la oferta de vehículos eléctricos Construcción de la infraestructura de puntos de recarga Regulación adecuada a fin de optimizar la red eléctrica existente

5 1. El VE: Ventajas y retos futuros 1.3. Retos no tecnológicos del VE Adecuación de la legislación / regulación aplicable. (Sector eléctrico, ordenanzas municipales, comunidades de vecinos, estándares de conexión y carga, etc.). Propuesta de soluciones iniciales imaginativas de financiación por parte de las administraciones con el fin de impulsar la penetración del vehículo eléctrico. Creación de una masa crítica inicial que estimule el crecimiento posterior. Impulso de conciencia social en movilidad sostenible; y de conocimiento y confianza en el vehículo eléctrico. Vehículo Eléctrico Componentes del VE

6 2. Componentes del VE Sistema eléctrico de propulsión. POWERTRAIN Sistema de almacenamiento. BATERÍAS 2. Componentes del VE Sistema eléctrico de propulsión. POWERTRAIN Sistema de almacenamiento. BATERÍAS El litio posee el mayor potencial electroquímico (-3.04V) (Pb: 1.69V, Ni -0.24V) Por qué baterías de litio? Mayor potencial, mayor potencia El litio es muy ligero (densidad de 0.53 g/cm 3 ) (Pb: 11,3 g/cm 3, Ni 8,9 g/cm 3, Al: 2,7 g/cm 3, Cu: 9 g/cm 3 ) Posee una conductividad eléctrica relativamente alta (108 mω.cm) -1 Pb: 48 (mohm.cm)-1, Ni: 146 (mω.cm) -1, C: 0,7 (mω.cm) -1, Cu: 596 (mω.cm) -1, Al: 376 (mohm.cm) -1 No tienen efecto memoria Capacidad para operar con un elevado nº de ciclos de regeneración Baja tasa de autodescarga (el 6% mensual) Ni-MH: 20% Energía especifica elevada (150 Wh/kg) (Pb: 40 Wh/kg, Ni-Cd: 60, Ni-MH: 90)00

7 2. Componentes del VE Sistema eléctrico de propulsión. POWERTRAIN Sistema de almacenamiento. BATERÍAS Inconvenientes de las Baterías de litio actuales A pesar de poseer una energía especifica elevada (150 Wh/kg), aún es muy inferior a la de los combustibles líquidos ( Wh/kg) Elevado coste, lo que conlleva a un sobrecoste del vehículo. Actualmente 800 /kwh. o Objetivo a medio plazo de USABC (United States Advanced Battery Consortium): 220 /kwh o Objetivo a largo plazo de USABC: 150 /kwh Necesidad de control preciso de la tensión de la celda Necesidad de control de la temperatura y de la corriente 2. Componentes del VE El futuro de las baterías En el desarrollo de baterías se esperan mejoras en: Seguridad Minimizar el riesgo de explosión, gases emitidos, quemaduras, etc. Temperatura Longevidad (con una batería actual de Li-ión, si se realiza una recarga diaria, al cabo de 10 años, la capacidad de la batería será del 60% de la original, por lo que habrá que sobredimensionarla si se quiere que dure más). Densidad energética Coste 82 Wh/kg de las actuales frente a 150 de las de ión de Li actualmente en fase de desarrollo productivo, y de 350Wh/kg de las de la siguiente generación (sulfuro de Li). La que mayor densidad energética ha dado hasta la fecha es la de Li-air con 2.350Wh/kg. Actualmente el sobrecosto de un vehículo del segmento C (por el alto precio de las baterías) es de unos (Precio estimado del GM-Volt, )

8 Vehículo Eléctrico Tipos de recarga: presente y futuro 3. Recarga: presente y futuro 3.1. Dimensionamiento de la batería y su recarga Para una autonomía de 200 km se necesitan 34 kwh (0,17kWh/km) Usando baterías actuales de 150 Wh/kg, la batería podría pesar 225 kg Tiempo de recarga La limitación en cuanto al tiempo de recarga, no está en la batería. Incluso los consumidores de baterías de NiMH pueden cargar a 4C (15 minutos), y algunas producciones de baterías de Li-ion pueden cargar a 30C (2 minutos) Considerando un VE que necesita 34 kwh de energía - Para cargar en 1 hora, serían necesarios 34 kw (147 A a 230 V) - Para cargar en 4 minutos, serían necesarios 510 kw (2.217 A a 230 V) - Para cargar en una vivienda convencional, se necesitarían 10h (15A a 230V) Para que el tiempo de recarga de un VE fuera de dos minutos a 510 kw, serían necesarios 6 cables de 750A (18mm de diámetro y 3,5kg/m), por lo que 1 m de cableado, tendría un peso de 21 kg.

9 3. Recarga: presente y futuro EN ALTERNA EN CONTINUA Monofásica (240V, 16A) (400V, 600A) VE (25 kwh) ~ 7,5 h VE (25 kwh) ~ 6 min Trifásica (400V, 63A) VE (25 kwh) ~ 1 h 3. Recarga: presente y futuro HOY AC MONOFÁSICA 240V, 16 A APROVECHAMIENTO DE RED EXISTENTE y BAJA CARGA A RED TIEMPO RECARGA: HORAS COSTE APROX.: MAÑANA ( ) AC TRIFÁSICA 400V, 63 A GESTIÓN INTELIGENTE TIEMPO RECARGA: DECENAS DE MINUTOS (HASTA 1 HORA) COSTE APROX.: PASADO MAÑANA ( 2020?) DC 400V, 125 A CARGADOR EXTERNO / ALTA DEMANDA POTENCIA DE RED TIEMPO RECARGA: MINUTOS COSTE APROX.: (estimado)? INTERCAMBIO DE BATERIA KNOW-HOW DEL PROPIETARIO, MUY VINCULADO A MODELO DE NEGOCIO TIEMPO RECARGA: MINUTOS COSTE APROX.: 1-2 M

10 3. Recarga: presente y futuro CARGA POR INDUCCIÓN 3. Recarga: presente y futuro CONECTORES ACTUALES AC MONOFÁSICA AC TRIFÁSICA SCHUKO - CEE7/4 240V 16A CETAC 400V 32/63A CETAC 240V 16/32A MENEKES 400V 63A DC No existe conector estándar o de uso generalizado

11 3. Recarga: presente y futuro POSIBLE ESTÁNDAR MENNEKES SCAME Parámetros básicos : Intensidad nominal: Tensión monofásica: Tensión trifásica: El conector cuenta con 7 pines o terminales: 63 A 230V de AC 400 V de AC 3 fases + neutro. Terminal de tierra. 2 terminales de gobierno o respaldo. Parámetros básicos : Intensidad nominal: Tensión de utilización: 16A - 32A 230V de AC El conector cuenta con 4 pines o terminales: Fase + neutro. Terminal de tierra. 1 terminal de gobierno o respaldo. 3. Recarga: presente y futuro Sistemas antirrobo de energía Sistema de cobro Verificación de la correcta conexión del cargador Sistema que impida la desconexión de los conectores al estar en carga FUNCIONALIDADES DE LOS PUESTOS DE RECARGA Verificación permanente de la continuidad del conductor de tierra Control de acceso de usuarios Desenergización del sistema Energización del sistema Display con información para el usuario

12 3. Recarga: presente y futuro Algunos ejemplos de postes de recarga ChargePoint Mennekes plug Toyota Cardylet 3. Recarga: presente y futuro Algunos ejemplos de postes de recarga CON MARQUESINA PARKING INTERIOR PARKING EXTERIOR

13 Vehículo Eléctrico Mercado de VE 4. Mercado VE Autonomía 120 km Autonomía 130 km Autonomía 180 km V max 95 km/h V max 100 km/h V max 100 km/h Precio (sin IVA) Precio (sin IVA) Precio (sin IVA) kw ó 200kW (en mercado para 01/01/2010) Autonomía V max ( 75 kw) V max (200 kw) Precio (sin IVA) 300 km 140 km/h 160 km/h ND Autonomía 120 km V max 80 km/h Precio (sin IVA)

14 4. Mercado VE (en mercado para 01/08/2010) Autonomía 115 km V max 130 km/h Precio (sin IVA) ND (en mercado para finales de 2010) Autonomía 130 km V max 130 km/h Precio (sin IVA) ND (en mercado para 02/09/2010) Autonomía 80 km V max 100 km/h Precio (sin IVA) ND (en mercado para 01/10/2010) Autonomía 160 km V max 130 km/h Precio (sin IVA) ND (en mercado para 15/08/2010) Autonomía 200 km V max 110 km/h Precio (sin IVA) Mercado VE En mercado para 1º trimestre 2011 Autonomía 160 km V max 130 km/h Precio (sin IVA) ND (en mercado para 2012) Autonomía 240 km V max 152 km/h Precio (sin IVA) ND Autonomía ~ 480 km V max ~ 200 km/h Precio Base ~ $ Autonomía ~ 339 km V max ~ 200 km/h Precio ~ Autonomía 60 km km ampliada V max 160 km/h Precio Base ND

15 Vehículo Eléctrico Conclusiones 5. Conclusiones 5. Conclusiones 1. Es imprescindible tomar medidas ante el aumento del consumo energético derivado del transporte. 2. El impulso decidido del VE es una realidad. 3. El VE supone una oportunidad de progreso, avance y consolidación de empresas vascas. 4. El Gobierno Vasco ha definido una estrategia de introducción del vehículo eléctrico en Euskadi, como medio de mejora de la eficiencia energética en el transporte y elemento impulsor de nuevas oportunidades de negocio en el tejido industrial vasco. 5. El objetivo de penetración del vehículo eléctrico perseguido por la presente estrategia es lograr que, en el año 2020, el 10% de los vehículos vendidos sean eléctricos.

16 Proyecto Vehículo Eléctrico Alameda de Urquijo, 36 1º Edificio Plaza Bizkaia Bilbao T. (34) F. (34)