sábado, 28 de julho de 2012

Carros Elétricos - Um Pouco Além da Bateria!

Muitos cabos vão conduzir a eletrificação do automóvel!


Desafio do carro elétrico vai além da bateria, envolve arquitetura de tensão relativamente alta para o contexto dos automóveis, dispositivos de recarga adequados que tornam o VE compatível para receber a energia elétrica tanto em CC quanto em CA, e agora, até mesmo a geração de som. De maneira geral, a arquitetura eletroeletrônica vai, com o tempo, ficando mais complexa para qualquer tipo carro mas, com os VEs, ela tende a ficar ainda mais complexa, e bem mais rapidamente.

Fonte: adaptado de Automotive Business

Desenvolver baterias maior capacidade energética e duráveis é só uma parte do desafio para viabilizar os VEs. A eletrificação traz para o veículo todo um ambiente de distribuição de tensão relativamente alta, com tensões de 300 a 400 volts. Isso muda completamente a arquitetura eletroeletrônica automotiva, que até então era toda baseada nos limites de 12V (exceto na hora de produzir os impulsos elétricos da ignição da combustão, que envolve um pulso de milhares de volts). Assim, os VEs passaram a ser dotados de cabos condutores de grosso calibre, em geral blindados, conectando transformadores, 
inversores de frequência, conversores CC-CC, conexões especiais, unidades de controle e monitoramento, além de sistemas de recarga.

Os fornecedores desses componentes já estão atentos a essa nova realidade, com altos investimentos em engenharia para criação de novas soluções. “Já gastamos vários milhões com isso”, confirma Erich Edmund, gerente de desenvolvimento de eletromobilidade da divisão de arquitetura eletroeletrônica da Delphi Europa. Ele coordena as pesquisas da empresa nesse campo no centro tecnológico de Wuppertal, na Alemanha, onde já foram desenvolvidos diversos projetos para atender à demanda dos carros elétricos. 

Para se ter ideia de com quantos cabos se faz a eletrificação de um VE, a Delphi tem o seguinte cálculo: os chicotes elétricos correspondem a 6% da massa de um carro convencional com motor a combustão, enquanto que nos diversos tipos de modelos híbridos este índice dobra para 12%, chegando a 24% em um automóvel totalmente elétrico (VE puro) – quatro vezes mais eletroeletrônica nos automóveis, comparativamente, do carro de motor a combustão interna para um VE puro.

“Vários fatores atualmente nos empurram para a eletromobilidade e nós aqui nos preparamos para isso”, afirma Edmund, citando entre as principais motivações o aumento da poluição e restrição da mobilidade nas grandes cidades, a dependência indesejável de países produtores de petróleo politicamente instáveis, a disponibilidade de terras-raras (conjunto de minerais metálicos fundamentais alta tecnologia e fabricação de baterias e magnetos de motores elétricos, com grandes reservas na China) em países do BRIC (sigla que se refere a Brasil, Rússia, Índia, China, que se destacam no cenário mundial como países em desenvolvimento), além da legislações extremamente apertadas para redução de emissões de CO2, especialmente na Europa, Estados Unidos e Japão.

Janela de Oportunidade:

Carro elétrico impõe o desenvolvimento da arquitetura eletroeletrônica de tensão elevada, com diversos novos cabos, conetores, centrais de controle e sistemas de recarga das baterias.


Esse conjunto de fatores está empurrando para cima as projeções de vendas de VEs principalmente na Europa – o que abre novas possibilidades de fornecimento de componentes. Este ano os europeus devem comprar 200 mil elétricos, mas em 2020 a projeção é de 1,7 milhão de unidades; em 2010 a previsão girava em torno de 1,3 milhão. A Europa será, sem dúvidas, o mais forte mercado impulsionador da economia dos VEs nos próximos 10 anos.

A eletrificação dos automóveis é uma forma de evitar as pesadas taxas que começarão a ser aplicadas pela União Europeia aos fabricantes que ultrapassarem os limites de emissão de CO2, impostos sobre a média da frota fabricada de cada montadora – e os carros elétricos ajudam a reduzir essa média, estabelecida em 130 gramas por quilômetro entre 2012 e 2015 e em apenas 95 g/km a partir de 2020. 

Junto com os carros elétricos abre-se uma janela de oportunidade para alguns fornecedores. Só na Europa, esse mercado, hoje de menos de € 10 bilhões/ano, pode superar os € 20 bilhões a partir de 2020, segundo estimativas da consultoria McKinsey. No caso da arquitetura eletroeletrônica, Edmund explica que a oportunidade trazida pela eletrificação dos veículos envolve “tanto microcabos quanto megacabos para transmitir energia de tração, além de uma série de conectores e centrais de controle”. 

Para driblar o alto preço do cobre e atender a necessidade de redução de peso, a Delphi aposta no alumínio como material principal dos cabos de alta tensão, com calibres de 50 a 100 milímetros, que deverão se integrar aos quase 4 quilômetros de fios condutores hoje presentes em muitos automóveis. A complexidade envolvida é grande: todas as conexões precisam ser à prova de choques elétricos – que nessa amplitude de tensão pode causar acidentes fatais –, todo o sistema precisa resistir a colisões sem causar curtos-circuitos e incêndios. Além disso, todos os fios são blindados com uma capa extra de metal, para evitar interferências eletromagnéticas nos diversos equipamentos eletrônicos embarcados, que são em número cada vez maior nos veículos. 

“O grande desafio da arquitetura eletroeletrônica dos VEs está no se reduzir tamanho, reduzir peso e se aumentar capacidade de potência”, explica Ole Mende, diretor de inovação global da Delphi Electrical Electrocic Architectures, também sediado em Wuppertal, na Alemanha. “Existem grandes oportunidades para cortar peso e aumentar a autonomia dos elétricos”, completa. Alias, convenhamos, reduzir tamanho, reduzir peso e se aumentar capacidade de potência e exatamente o que vem sendo feito, desde sempre mas, eu creio que ainda não chegamos ao limites disso no âmbito da eletroeletrônica de potência e avanços tecnológicos serão impulsionados pela economia dos VEs.

Inovação na Recarga:

Opções de recarga da bateria: o carregador portátil (à esquerda) e o sem fio (à direita), que funciona por indução eletromagnética entre duas placas (foto menor), uma no veículo e outra no chão do estacionamento.


Outra oportunidade está na oferta de sistemas de recarga das baterias, que poderão ser oferecidos em um pacote pelas montadoras junto com a compra do carro elétrico, mas também como acessórios que podem ser comprados no mercado de reposição. A Delphi desenvolveu duas soluções para isso: um recarregador portátil e outro sem fio.

O recarregador portátil é composto por um cabo enrolado em um suporte que pode ser fixado à parede da garagem. Uma extremidade do cabo tem uma tomada comum, que pode ser ligada à rede elétrica da casa, e a outra ponta tem um conector próprio para ser plugado no carro, que propositadamente lembra os bicos de abastecimento de combustíveis líquidos. O suporte já vem com indicadores luminosos para monitorar o operação de recarga.

Desenvolvido no centro tecnológico da Delphi em Wuppertal, o carregador sem fio é uma inovação bastante prática. O recarregamento é feito por indução eletromagnética. Uma placa fica instalada embaixo do veículo e outra no chão do ponto de estacionamento, ligada à corrente elétrica. Basta estacionar o carro em cima (um sensor orienta o motorista sobre a posição correta) para a recarga começar. As placas ficam a uma distância entre 28 e 30 centímetros e a recarga demora quase o mesmo tempo que a feita com o dispositivo tradicional, em torno de oito horas, à taxa de 3,3 kw/h.

Para alimentar os carregadores sem fio, uma possibilidade interessante aberta é a instalação de captadores domésticos de energia solar, uma fonte limpa e econômica. Enquanto não estiver sendo usada para recarregar as baterias do carro, a eletricidade gerada pode ser vendida à rede pública, compensando parte da conta de luz. 

Para saber sobre a opinião deste blog sobre carregamento sem fio de VEs, siga o link da postagem correlata: http://automoveiseletricos.blogspot.com.br/2012/07/carregamento-de-ve-wireless-sem-fio.html

Barulho Elétrico:

Pode parecer uma contradição mas, os VEs são carros tão silenciosos, que isso acabou virando um "defeito" de projeto deles. A falta de "barulho" na condução de um VE pode torna-lo algo perigoso quanto a riscos de acidentes, principalmente com relação aos pedestres. O gerador de som serve, então, para alertar pedestres sobre a aproximação de um carro elétrico, que não tem o barulho do motor a combustão.


A eletrificação traz problemas inusitados ao mundo automotivo. Todas as montadoras sempre se esforçaram para reduzir o ruído interno e externo dos carros provocado pelo motor a combustão. Nos silenciosos modelos elétricos ocorre exatamente o oposto: é preciso criar algum barulho por uma questão de segurança, principalmente para alertar pedestres sobre a aproximação do automóvel. É mais um exemplo em que um desafio vira oportunidade de negócio, com o desenvolvimento do “gerador de som veicular”, já pronto para fornecimento no caso da Delphi e que deve entrar em produção comercial no próximo ano. 

“A redução de ruídos aumenta a qualidade de vida, mas é perigoso um pedestre não escutar a aproximação de um carro”, pondera Thorsten Rozenthal, engenheiro de sistemas da Delphi responsável pelo projeto do VSG (Vehicle Sound Generator). Ele explica que o dispositivo aumenta o “som de rodagem” do carro elétrico conforme a velocidade aumenta. “O VSG também abre a oportunidade para que cada fabricante crie o seu próprio áudio, como uma assinatura própria. Assim as pessoas poderão perceber não só que um veículo está vindo, mas qual a marca do modelo”, diz Rozenthal.

Além do ruído de rodagem para modelos híbridos e elétricos, o VSG também pode ser programado para emitir outros sons úteis, como alerta de ré, áudio de saudação quando o motorista aciona a abertura de portas na chave e aviso sonoro de conexão/desconexão da tomada de recarga. Essa possibilidade de combinação de funções, entre item de segurança e de comodidade, me parece que pode tornar esse equipamento algo de real valor de utilidade para ser aplicado nos VEs de modo mesmo padronizado (item de segurança obrigatória) e caminhado para ser um gerador de sons complexos ou mesmo de voz (VEs com sons sinalizantes diversos ou mesmo falantes).

O VSG da Delphi é bastante compacto e leve, integrado a uma caixa acústica quadrada de 10 centímetros que pesa 450 gramas. O consumo elétrico é baixo: menos de 2 amperes. “Criamos uma solução três vezes mais leve e três vezes mais barata que os nossos concorrentes”, garante Rozenthal, informando ainda que já trabalha na próxima geração do VSG.

Se o carro elétrico ainda é um desafio sem solução definitiva para a engenharia automotiva, também é fato que o desenvolvimento da eletromobilidade abre novas possibilidades e oportunidades de inovação e negócios. Para isso o fio condutor da eletrificação precisa de altos investimentos, incentivos governamentais e uma boa dose de antecipação às necessidades de um futuro bem próximo.

Veja Também:


Carregamento de Veículo Elétrico Wireless (sem fio)




sexta-feira, 27 de julho de 2012

Carregamento Wireless (sem fio) dos VEs



Você algum dia já desejou que o tanque de combustível do seu carro fosse, magicamente, cheio de gasolina a cada manhã que você acordasse? Você já desejou não precisar conectar o cabo do seu telefone celular durante a noite para poder carregá-lo? Claro, né! Ambas essas coisas soam incríveis mas, a total falta de existência delas não impediria você de usar o  seu carro ou o seu telefone celular.

É por sua causa, que vem surgindo anúncios interessante, sobre parcerias, entre fabricantes de carros e de celulares, como o caso da BMW com a Siemens e, agora o da Renault com a Qualcomm: eles estão entrando no negócio de Recarga de Veículos Elétricos Wireless. Sim, mais um wireless da vida, só que agora um tipo um tanto diferente, não é focado em transmissão de dados ou voz, mas sim, para transferência de energia elétrica – wirerless de potência e, de relativamente bastante potência.

Nós precisamos mesmo disso? Como isso funciona? Na verdade, nem mesmo comercialmente a ideia é nova: Escovas de dentes Oral-B recarregáveis fabricadas pela empresa Braun têm usado o carregamento wireless, ou carregamento indutivo, desde o início de 1990 e, nos anos recentes, alguns telefones celulares e tablets tem buscado emplacar essa ideia.

Mas todos esses são equipamentos de muito baixa potência e requerem pouca energia para o recarregamento da bateria, bem menores que 0,1 kW.h. Como ficaria para recarregar uma bateria de um VE puro que pode ter uma capacidade de energia de 20kW.h, 25 kW.h (tipo do Nissan LEAF) ou mais (bastante mais, no caso dos Tesla Modelo S)? (repare que um Toyota RAV4 EV possui bateria de íons de lítio de 41,8 kW.h, enquanto que, um poderoso Tesla modelo S de luxo é equipado com bateria de íons de Lítio de 85 kW·h).

Bom, seja baixa ou alta potência, o principio básico usado é o mesmo: carregamento por indução eletromagnética, tecnologia que remonta aos primórdios, mesmo anteriores ao do emprego massivo da eletricidade, quando em 1820, pela primeira vez, Christian Oersted, pode observar a correlação de existência entre eletricidade e magnetismo.

Tal correlação passou a ser dominada a partir de enunciados de diversos pesquisadores, cuja integração resultou na chamada lei de Faraday – Neumann - Lenz, ou lei da indução eletromagnética, que quantifica a indução eletromagnética. Indução eletromagnética é um fenômeno natural pelo qual existe produção de corrente elétrica em duas situações:
  • Em um circuito condutor imóvel colocado sob efeito de um campo magnético variável, ou;
  • Em um circuito condutor que é movimentado dentro de um campo magnético constante.
Na verdade essa lei é a base do funcionamento de muitos dispositivos elétricos, todas as máquina elétricas, como alternadores, dínamos, motores e outros mas, o mais importante no caso do carregamento indutivo são os transformadores, cujo princípio está relacionado com o primeiro caso: um circuito condutor imóvel colocado sob efeito de um campo magnético variável.

Isso significa, inexoravelmente, que para a energia ser transferida de uma bobina primária (fonte de energia) para uma bobina secundária (receptora de energia) a corrente elétrica que circulará na bobina primária, precisará, sempre manter-se variando, de modo que o campo magnético resultante dessa corrente, seja variável também, a fim de poder causar indução sobre a bobina secundária, pois ambas as bobinas se encontrarão imóveis quando a operação de carregamento estiver em curso.

Em outras palavras, esse carregamento só poderá ocorrer, transferindo ao VE energia elétrica, se ele operar empregando Corrente Elétrica Alternada (CA), uma vez que a Corrente Elétrica Contínua (CC) não é capaz  produzir indução eletromagnética por prover um campo magnético apenas fixo, em termos de polaridade e de intensidade (isso é fato, se o VE estiver sendo recarregado parado, pois, se pensarmos em carregamento com ele se movendo, a coisa poderá mudar) .

O diagrama a seguir ilustra a ideia básica do carregamento wireless:


Uma principal desvantagem natural deste sistema, é, obviamente, quanto a eficiência energética: O carregamento feito por meio de um transformador significa a inclusão duas etapa a mais na cadeia de transformação de energia comparativamente às que já existem quando o carregamento é feito diretamente por conexão a cabo de força.

Em um transformador, a energia é passada de elétrica para magnética (corrente elétrica no primário para campo magnético) e depois é reconvertida de energia magnética para energia elétrica (do campo magnético para corrente no secundário). Como todo processo de conversão só pode ser realizado, na prática, sobre a penalidade de alguma perda, por menor que seja, o rendimento do transformador será menor do 1, significando perdas extras adicionadas.

Além das bobinas do transformador de ambos os lados, o carregamento indutivo, na forma como está sendo proposto, requer também um aparato eletrônico de comunicação de dados, para realizar negociações de ajuste da corrente demandada no carregamento, bem como servir de realimentação a fim de controlar um ótimo posicionamento do carro, que contém o elemento do secundário, em relação ao primário do transformador da estação que está fixado no piso, aumentando a complexidade e custo de produção.

Tratando-se de Smart Grid, tal comunicação, por via de sinal de rádio, poderia ser dispensada e as informações entre o VE e a estação de carregamento poderiam ser trocadas por meio da própria rede elétrica (existência do transformador não é um impedimento para isso, tal como as experiências práticas com Smart Grid atuais têm demonstrado). Nem mesmo para realimentar informação de posicionamento, o aparato de comunicação extra se faria necessário, podendo, as técnicas de Smart Grid, serem aproveitada também para isso.

Recentes abordagens para reduzir as perdas de transferência através da utilização de bobinas ultra finas, de frequências mais altas, usando tecnologia de ressonância magnética e unidade eletrônica gestora de carregamento optimizadas, demonstram resultar em carregadores e receptores mais eficientes (86% de rendimento, entregando 6,6 kW de potência a partir de um consumo de energia de 7,68 kW) e compactos, facilitando a sua integração em dispositivos móveis, porém a um custo maior e, ainda assim, com um rendimento relativamente baixo.

A fim de diminuir a perda, um sistema de acoplamento móvel, pode ser implementado na estação de carregamento wireless, um dispositivo especial de alinhamento, não apenas para proceder a um alinhamento vertical em relação ao plano, mas para fazer subir a elemento indutor, antes de efetivar o inicio do carregamento, reduzindo a distância de lacuna do "entre ferro", grande responsável por perdasao mínimo. 

Então alguém da Siemens anunciou que “o nosso conceito de transmissão indutiva de energia tornaria possível recarregar automaticamente veículos como táxis, enquanto eles estão à espera nos pontos de táxi." Óbvio que isso deve ser verdade, afinal, a Síemens é, desde muito tempo, uma potência mundial respeitada em eletroeletrônica, assim como os trens Maglev podem levitar e, apesar de diferenças tecnológica, estão, de fato, flutuando no Japão, na Alemanha, na Coreia e na China.

Tecnicamente isso é maravilhoso mas, essa tecnologia é viável economicamente? Mesmo podendo fazer, por exemplo, a ponte Rio-São Paulo no mesmo tempo que os aviões, a resposta é: Não! O investimento necessário para instalar linhas totalmente novas é enorme - enquanto os trens-bala comuns podem aproveitar as ferrovias já existentes.

O primeiro Maglev, de tecnologia alemã, inaugurado a algum tempo na China, fazendo a ligação entre a cidade de Xangai e o seu aeroporto, num percurso apenas pouco superior a 30 km de distância, custou, segundo múltiplas fontes de informação, algo entre US$ 1,2 e $ 1,35 bilhões para ser construído. Respeitando a proporção da distância de percurso, se fosse entre o Rio e São Paulo, custaria, honestamente e, sem contar a inflação do dólar ocorrida em 10 anos, de US$ 15 a $ 17 bilhões.


Depois dessa obra Sino-Germânica entrar em operação, em 2004, essa tecnologia ainda não conseguiu encontrar caminhos que viabilizem a sua expansão para outras aplicações comerciais, nem mesmo dentro da grande e poderosa China. Planos de expansão e novas construções tiveram os trabalhos suspensos em 2008 e, tanto o público quanto o governo local de Xangai, passaram a questionar, não apenas o elevado custo dos projetos relativos a esta tecnologia mas, também, questões ligadas a temores de radiação, devido ao elevado campo magnético variável ao longo de todo o percurso.

Com isso criou-se uma demanda para que futuras construções de linhas de Maglev na China passassem a ser subterrâneas, para aliviar possíveis efeito de poluição eletromagnética e a decisão final sobre expansão ou novas linhas de Maglev teria que ser aprovada pela Comissão Nacional de Desenvolvimento e Reforma.

Pensando-se em Maglevs, alguém poderia sugerir a construção de pistas rodagem de carros elétricos, dota das com encrustamento de magnetos (imã), ou de eletromagnetos, de polaridade fixa, implantados, distribuídos alternadamente com polaridades opostas, ao longo de rodovias, os quais poderiam induzir corrente elétrica a um VE, mesmo enquanto ele se movimenta (nem precisaria, necessariamente, levitar).

As questões de obstáculos a tais tipos de sonhos tecnológicos são, além dos custos de implementação de infraestruturas mirabolantes, que são verdadeiramente enormes, também os possíveis efeitos da poluição por radiação, prováveis mas impossíveis de se avaliar quanto as consequências ou mesmo quantificar, verdadeiramente, hoje em dia.

O primeiro Maglev urbano aberto ao público, fora da China, foi em Daejeon, Coreia só Sul, em 21 de abril de 2008: após 14 anos de desenvolvimento e construção o Maglev urbano é executado em um percurso de inexpressivo 1 km. Hoje em dia, Maglev e mais um símbolo da atitude progressista da China e encarna extravagância chinesa. Já, países desenvolvedores como Japão e Alemanha o usam para propósitos de pesquisa e também para apostar corridas, visando quebrar, sucessivamente, recordes de velocidades.

Assim como os Magleves, os carregadores de VEs wireless também geram radiação eletromagnética (poluição invisível), porém apenas localmente, nas proximidades do seu local de instalação e durante a operação do carregamento.

Todavia, os VEs não vieram para ser, apenas, mais uma extravagância mas, sim, como fruto do desenvolvimento de uma solução prática e inteligente, para o mercado de larga escala, dentro de um contexto de disputa econômica feroz: vale lembrar que, com o sucesso dos VEs estaremos estabelecendo uma diminuição na dependência do petróleo a nível mundial e isso gerou, tem gerado, e está gerando, muitos e poderosos inimigos contra a sua causa, o que a faz tender, portanto, a ser constantemente perseguida, visando, até mesmo, a sua total desarticulação.

Toda tecnologia a ser desenvolvida no contexto dos VEs é bem vinda, contudo, toda ideia extravagante e pouco viável economicamente, poderá, num primeiro momento, ser contraproducente e servir de munição, para quem busque motivos apenas para causar descredito da solução de mobilidade por meio do emprego da tecnologia dos VEs puros. Então, quem deseja e aposta no sucesso dos VEs, há que faze-lo bem e cuidar de evitar pedras de tropeço no caminho a ser percorrido por essa causa.

Contudo, eu devo esclarecer que não sou contra ao carregamento wireless mas, em termos de infraestrutura de abastecimento, os custos implantação podem se tornar um impedimento para se adotar o carregamento wireless como uma Forma de Carregamento Padrão. Todavia, ele é bem vindo como um acessório opcional, de preferência pensando em que ele seja instalado fora das linhas de produção dos EVs.

Pensem bem: Se nós exigíssemos dos carros tradicionais a metade daquilo que estamos exigindo dos VEs, nós simplesmente ainda estaríamos andando a cavalo e sonhando com espaçonaves. Os fabricantes de VEs tem que ser posicionar quanto a isso e saber separar devaneios de necessidades básicas. Primeiro façamos o simples, depois vamos ver o que mais é possível com as tecnologias em desenvolvimento.

Não é maximizando em sofisticação que os VEs se tornarão viáveis curto ou médio prazo. Não é estimulando o delírio de consumo extravagante das pessoas que as grandes corporações obterão exito em faturamento, contribuindo com a causa dos VEs. Será que nós podemos, realmente, ser tão preguiçosos que precisamos de uma solução para evitar simplesmente ligar uma tomada? Uma operação manual que consumirá 15 segundos do nosso dia?

Se você quer mesmo mostrar que é um camarada tecnológica e ecologicamente correto e moderno, você deve pensar que, independente se o carregamento do seu VE for feito por via de um cabo de força, ou por um meio wireless qualquer, a programação da hora de início do carregamento, muito provavelmente, terá que ser feita, para se ajustar de modo a evitar os horários de pico de demanda de energia na rede elétrica. Isso deverá ocorrer, principalmente aqui no Brasil, que ainda é o país do chuveiro elétrico.

Muito provavelmente você deverá programar o início da operação de carregamento para bem tarde da noite, num horário em que, muito provavelmente você já estará, ou ao menos desejaria estar, dormindo. Teclar na IHM do carro para programar o horário de início do carregamento levará mais tempo do que encaixar a tomada do cabo de força.

A economia dos VEs não vai se tornar robusta, na realidade, porque temos carros capazes de se auto abastecer, capazes de se pilotar automaticamente, ou que sejam capazes de levitar, ou mesmo de viajar no tempo com seus capacitores de fluxo. O mercado de VEs vai crescer a medida que os fabricantes fizerem carros consistentes, a preços acessíveis, com autonomia razoável e que levem as pessoas para onde elas precisam ir, o resto é vaidade: assim como os norte-americanos preferem os interiores mais escuros, os japoneses já os preferem mais claros e, gostos não se discute.

Tempos de carregamento que tendam a ser menores, também faz parte da consistência do VE desejado e nem precisa ser tão rápido se feito em casa, mas uma carga completa em 6 horas ou menos é necessidade desejável, para que se possa encaixar a operação de carregamento em horários de baixa demanda de consumo de energia. De resto, em nada deve-se exigir que os VEs sejam melhores que os carros convencionais.

O sistema de carregamento indutivo não é uma boa aposta antes de 2025, pois ele de fato trás mais problemas do que soluções, nesta etapa de anos iniciais em que a economia dos VEs estará crescendo paulatinamente. O sistema de carregamento indutivo trás, reconhecidamente, um grande complicador: A implantação de carregamento indutivo sem fio requer inter operacionalidade entre os carros e os sistemas viários, dentro de padrões múltiplos, em todo o mundo. Isso foi recentemente reconhecido por Jacques Hébrard, vice-presidente da Renault, em um comunicado conjunto com Qualcomm.

Der fato, a tecnologia de carregamento wireless para VEs, encarece tanto a infraestrutura, quanto o próprio carro e, se ela não é algo desnecessária (e tirando o menor risco contra choque elétrico ela me parece, atualmente, supérflua), ela está, no mínimo, por demais imatura e deve continuar sendo desenvolvida e testada, por mais um tempo, antes que venha, prematuramente, causar algum dano a já complicada peleja dos VEs.

Os VEs são carros, simplesmente carros, carros absolutamente normais, exceto que eles não usam uma única gota de gasolina. Isso, para mim é muito legal. Não me importo que ele não se parece com uma nave espacial interestelar e ele não esteja, arrogante, batendo no peito e dizendo: “Eu sou elétrico, eu sou elétrico, eu sou elétrico”. Não! Isso tudo é vaidade tola! Ele apenas nos diz: “Eu sou um VE, o seu próximo carro! Fique calmo, você vai ser feliz comigo!”

Veja Também:


Redes Elétricas Inteligentes (Smart Grid) e os Veículos Elétricos





Recarga Indutiva - E-Mobility (ABVE - Vídeo cedido pela SEW-Eurodrive)

quarta-feira, 25 de julho de 2012

Baterias de Íons de Lítio – Tecnologias e Bases de Custos (Parte 3/3)

Nota: Esta postagem é uma continuação (terceira e última parte) de um conjunto de postagens iniciadas anteriormente neste blog, todas sob o título “Baterias de Íons de Lítio – Tecnologias e Bases de Custos”, a qual trata-se de uma tradução, adaptada e comentada, de um relatório de mesmo título (em inglês) do “The Boston Consulting Group”. Para um bom entendimento de algumas partes aqui contidas, pode ser necessário referir-se às postagens anteriores.

Custos da Infraestrutura para Carregamento:

A Infraestrutura de Carregamento é outro componente importante dos custos operacionais dos veículos elétricos. Estima-se que o custo total da infraestrutura de carregamento instalado até 2020 será de aproximadamente US$ 20 bilhões: cerca de 40 por cento nos Estados Unidos, 30% em Europa, e 30% no resto do mundo. Cerca de 60% (US$ 12 bilhões) deste custo será para financiar a criação e apoio de infraestrutura de carregamento público, que terá de ser financiado (pelo menos inicialmente) por governos, empresas de energia, ou contratados privados.

O quantidade de estações necessárias por número de veículos e o custo de construção de cada uma são frequentemente citados como os principais determinantes do custo total da infraestrutura de carregamento, no entanto, deve-se considerar que os perfis de carga e diversificação dos veículo são também essenciais para o cálculo. Por exemplo, os proprietários de veículos nos Estados Unidos e Japão são mais propensos do que os proprietários na Europa para ter acesso às estações mais baratas de carregamento doméstico. Além disso, os proprietários nos Estados Unidos são mais propensos que os europeus para comprar veículos de alcance estendido (ou seja, os híbridos série) pois, esses veículos podem operar por mais tempo antes de recarregar, exigindo, portanto, menos estações de carregamento do que veículos elétricos puros e, portanto, implicando em menores custos de infraestrutura.

Estima-se que o aumento total da demanda por eletricidade criada por todos os VEs em 2020 para menos de 1 por cento. Apenas este aumento não é provável que requeira uma capacidade de geração adicional de energia a curto prazo. No entanto, mesmo que as vendas de veículos elétricos estabilize em um patamar de apenas 3% a 5% da quota de mercado global, o número de veículos elétricos na estrada entre 2020 e 2030 elevaria a demanda por eletricidade em até 1% / ano. Em resposta, talvez seja necessário que as empresas de energia aumentem a capacidade de oferta de energia. No curto prazo, os serviços públicos locais podem ter que atualizar alguns segmentos da rede para lidar com uma carga maior em áreas onde um grande número de veículos elétricos são frequentemente carregados.

Sobre temas que envolvem carregamento de VEs e o sistema elétrico, vários tópicos já foram postados aqui mesmo neste mesmo blog, orientando para a seguinte linha de recomendação:


Carregamento Doméstico de VE:

Quem decidir apostar no carro elétrico puro, muito provavelmente se sentirá mais a vontade na medida que possa optar por possuir um Equipamento de Carregamento da bateria do VE para uso doméstico, sendo este de capacidade adequada, instalado em sua própria garagem. O Brasil terá a oportunidade de começar, desde cedo, padronizado no que tange ao carregamento doméstico, que é feito por meio de um conector elétrico normalizado, de última geração, denominado SAE J1772, e com as estações podendo fornecer corrente elétrica da ordem de 30A, ou melhor ainda, de 50A, ou ainda mais, havendo possibilidade técnica.

Uma corrente disponível para carregamento mais elevada, tem a finalidade de prover um tempo de carregamento satisfatoriamente reduzido. Quanto mais avançarmos no futuro próximo, mais esse atributo será proveitoso e gratificante para o usuário de VEs. As estações de carregamento são simples, por fornecerem simplesmente a mesma CA (Corrente Alternada) da rede elétrica, têm bem poucas peças, mas algumas peças são bem caras, como o próprio Conector SAE J1772, que não sai por menos de R$ 300 !!! (isso, se for das mãos dos chineses, que é mais barato). Assim, elas deverão custar, prontas e instalada, algo entre R$1200 e RS1700 cada uma, preço estimado para o período entre 2013 e 2020.

Para que estas estações de carregamento possam ser instaladas nas residências, muito provavelmente, elas deverão exigir a necessidade de alguma reforma nas instalações elétricas do imóvel, como por exemplo:
  • Obrigatoriedade da Proteção por Aterramento (presença do condutor PEN ou PE é necessária, não apenas por razões de segurança, mas também por motivos funcionais);
  • Redimensionamento da seção dos cabos condutores carregados (fase 1 e fase 2, em 220V) para suportar a corrente de trabalho nominal do carregamento (recomendável 50A);
  • Proteção das pessoas contra choques elétricos por emprego de Interruptor DR (exigido na norma NBR 5410/2004), necessária no novo circuito desta Tomada de Uso Específico (ou, ao menos, na proteção geral);
  • Provisão de um Ponto de Tomada de Uso Específico adequada (seja na garagem ou outro local onde se fará o carregamento).
Esta pequena reforma da instalação elétrica demandará um investimentos extra, que poderá variar de R$200 a R$700, já incluindo mão de obra, de modo que o custo total de propriedade de uma Estação de Carregamento Doméstica será algo em torno de de R$1400 a R$2400, para se poder passar a carregar um VE em casa, com comodidade, de modo satisfatório, seguro e dentro das normas.

Todos os imóveis residenciais nos quais foram realizadas mudanças de Chuveiro Elétrico para Aquecimento a Gás Natural, poderão vir a gastar menos na parte do investimento relativo à reforma da instalação elétrica pois, de modo antecipado, muito provavelmente, o seu Quadro de Distribuição de Circuitos já conterá um circuito elétrico em disponibilidade (o do antigo chuveiro elétrico), que poderá ser devidamente adaptado para uso de ligação de uma Estação de Carregamento de VE nível 2.


Outra coisa é que, muito mais importante que investir em aumento de oferta de energia elétrica, até porque a previsão de acréscimo de demanda não parece requerer um incremento capacidade de geração de energia a curto ou médio prazo, as concessionárias de energia elétrica deverão, sim, investir em campanhas orientativas, a fim de que os usuários de VEs façam o carregamento de seus carros no período das 0hs as 7hs, não tão somente para evitar os piores horários de pico mas, consumindo energia da rede elétrica  apenas no período de mais baixa demanda, provendo uma ótima distribuição da demanda ao longo do dia.

Importa lembar ainda que, para isso, o carregamento pode ser, de modo trivial, programado pelo painel de um VE, para iniciar automaticamente, e findará também de modo automático, sem que seja necessário qualquer outra intervenção por parte do usuário.

Antecipando-se as futuras elevações da potência do carregador embarcado e da capacidade de energia das baterias dos VEs, é recomendável que os usuários de VEs optem por estações de carregamento doméstico de correntes mais elevadas (50A). 

Fique esperto também para outro detalhe: por causa das recentes normalizações dos conectores, alguns fabricantes de estações de recarga para VE acabaram ficando com algum estoque de produtos e de componentes que se tornaram, repentinamente, obsoletos e sem outra aplicação,. Infelizmente, e flagrei que estão tentando empurrar tais produtos ao mercado brasileiro sem se preocupar em retrabalha-los antes. Aceitando isso, você além de pagar um custo inicial caro pelo aparelho, descobrirá, posteriormente, que tem que gastar outro tanto adquirindo cabos adaptadores. Não vou citar marcas, mas se uma estação de carregamento contiver cabo com conector IEC-62196, para nível (modo) 2, não compre pois, já é produto obsoleto.

Carregamento Público / Coletivo / Comercial de VE:

Obviamente que, paralelamente ao carregamento doméstico, espera-se que o governo lidere e mobilize as ações necessárias para implantação de redes públicas comerciais de abastecimento rápido e que as concessionárias de energia provejam regras e tecnologias, tais como, por exemplo, a tecnologia de armazenamento intermediário, para locais onde se encontrem instaladas múltiplas estações de carregamento rápido, desenvolvida pela Itaipu Binacional.

O carregamento públicos comerciais são caracterizados por um tempo de carregamento muito menor que o doméstico (de 10 a 30 min.) e por fornecerem tensão já convertida para CC (corrente contínua) para o carregamento da bateria do EV. 

Neste tipo de equipamento (nível 3) também houve uma recente padronização do conetor, com assinatura de acordo entre oito montadoras a Ford, a General Motors e Chrysler e todas as cinco grandes alemãs, a Audi, a BMW, a Daimler, a Porsche e a Volkswagen.

O bom dessa padronização é que ela fortalece ainda mais a padronização que já existia do carregamento doméstico pois, o novo conector adotado deriva mecanicamente e, mantem compatibilidade elétrica com SAE J1772 (na verdade ele integra o SAE J1772). Este conector permite integrar, de fato, todos os tipos de carregamento, tanto público quanto doméstico. 


A sua aprovação foi uma derrota para os japoneses, que vinham apostando tudo no seu padrão CHAdeMO (em março de 2010, a Toyota, a Nissan, a Mitsubishi, a Fuji Heavy Industries e a Tokyo Electric Power concordaram em utilizar este padrão para a recarga dos VEs). Os japoneses vêm fabricando EVs e afins com dois conectores distintos: CHAdeMO e SAE J1772: é o preço do pioneirismo.

O novo conector aprovado por americanos e europeus, por enquanto conhecido apenas por "COMBO", permite um sistema de conexão que integra quatro opções de carregamento:
  • CA Monofásico (tipicamente doméstico, pelo padrão SAE J1772, usa apenas a parte superior do conector Combo);
  • CA Trifásico Rápido (os VEs precisarão vir a ter carregadores embarcados adequados diferentes, superiores aos que eles têm atualmente, para que isso venha a fazer sentido!!);
  • CC Rápido Para Uso Doméstico (para quem tiver cacife para isso pois, vai custar bem mais caro que os valores que eu apregoei acima);
  • CC Ultra Rápido (carregamento em estações públicas em uma entrada ou postos comerciais em cidades, de 10 a 30 minutos em carga, é aqui que esta confrontando com o CHAdeMO).

Todavia, de fato, parece a padronização pode não significar, ainda, o fim das disputas pois, de acordo com Wahid Nawabi, gerente geral da Aerovironment, a discussão sobre qual padrão a ser adotado está voltada diretamente para o consumidor: "Acredito que um padrão único, em que todos possam concordar, é positivo para a indústria. Se optarem pelo CHadeMO, Combo ou algum outro, para mim, não haverá diferença. Hoje, o padrão que faz mais sentido para o consumidor é o CHAdeMO porque, atualmente, os carros que estão sendo fabricados utilizam este padrão. Então, qual deveria ser o modelo a ser adotado? Você pode argumentar qual é o melhor, tenho certeza. Mas, o que é melhor para você: uma maçã ou uma laranja? Se você está com fome, você precisa de alimento." (k kk k kkk k kk k k, faz todo sentido!)

Para Pietro Erber, Diretor Presidente da Associação Brasileira do Veículo Elétrico (ABVE), convém verificar se os fabricantes asiáticos, particularmente aqueles que já fabricam ou vão fabricar seus carros no Brasil podem adotar, no Brasil, o sistema previsto para os EUA e Europa. Será problemático adotar um sistema que prejudique sua participação no mercado brasileiro, particularmente como produtores. Por outro lado, também convém verificar se entre os fabricantes japoneses mencionados e os demais fabricantes asiáticos já há acordo quanto à tecnologia a ser adotada. O que não está claro é como os japoneses vão vender seus carros nos EUA e Europa com um sistema que não seja compatível com o sistema de recarga adotado por esses países.

Custo Total de Propriedade:

No curto e médio prazo, tanto o movimento dos entusiastas, quanto os créditos governamentais tendem a impulsionar a demanda por veículos elétricos na área dos países estudados.

No entanto, em 2020, o mercado de massa de compradores de carros já terão passado a um estágio mais racional e competitivo e a considerarão o perfil do Custo Total de Propriedade dos VEs, em contraponto com o dos veículos de combustão interna, ao fazer suas decisões de compra.

O Conceito de Custo Total de Propriedade (TCO – Total Cost Ownership) foi definido e explicado na primeira parte desta dissertação.

http://automoveiseletricos.blogspot.com.br/2012/07/baterias-de-ions-de-litio-tecnologias-e.html )

Esses consumidores pesarão a economia dos veículos elétricos (gerada por custos operacionais mais baixos em relação à gasolina) contra o aumento dos preços iniciais de compra, que ainda existirão em 2020.

Além disso, o balanceamento do Custo Total de Propriedade é uma função também dos custos operacionais, tais como o preço dos combustíveis, o custo relativo de manutenção, e os padrões de condução dos indivíduos, bem como por incentivos governamentais para as aquisições e os regimes de impostos locais.

Se os incentivos de compra do governo continuarem até e para além de 2020, isto irá influenciar diretamente, sem dúvida, o balanceamento do Custo Total de Propriedade que existirá naquele momento. No entanto, os incentivos governamentais atuais e planejadas foram definidas como medidas temporárias e, portanto, não devem ser incluídos em um cálculo de equilíbrio verdadeiro do estado do Custo Total de Propriedade futuro.

O Custo Total de Propriedade para os VEs é mais favorável em regiões onde os preços da gasolina são relativamente mais elevados do que os preços tanto do o do óleo (por causa dos impostos locais), quanto da eletricidade, e onde os potenciais proprietários dirigem distâncias relativamente mais longas a cada ano.


Por exemplo, os potenciais proprietários de um veículo de porte médio na União Europeia, onde os preços da gasolina estão altos por causa da tributação, e onde quilometragem rodada anual é moderadamente elevada, são mais propensos a comprar a economia de um VE do que os condutores em outros mercados, como Japão, onde as pessoas costumam dirigir menos e a eletricidade é relativamente cara.

O prazo para equilíbrio entre vantagens e desvantagem sobre Custo Total de Propriedade dos VEs no mercado dos EUA, está numa situação intermediária entre a da Europa e a do Japão, enquanto o custo relativamente baixo da gasolina faz com que alternativas sobre o motor a explosão sejam mais atraente nos Estados Unidos do que em outros lugares, porém, os consumidores americanos dirigem mais milhas por ano (aproximadamente 14.000) do que os condutores em outros grandes mercados, acelerando o retorno sobre um veículo elétrico.

A maioria dos países têm adotado programas de incentivo para estimular a demanda por veículos elétricos. Esses programas atualmente tem recursos limitados, pois eles variam de cerca de US$ 3.000 por carro comprado na China para cerca de US $ 7.500 por carro comprado na França, Alemanha, Reino Unido e Estados Unidos.

Certos programas japoneses oferecem até US$ 10.000 em incentivos para VEs. Se estes programas de incentivo continuarem existindo até 2020, a período necessário para se atingir de equilíbrio do Custo total de Propriedade entre um VE e um veículo com motor a combustão interna, nas nações ocidentais desenvolvidas (foco do estudo e análise do BCG), cairá de entre 9 a 15 anos para entre 1 a 5 anos. (Veja o Quadro anterior).

Dada a economia e as tecnologias esperados associadas as bateria, perfil do equilíbrio do custo total de propriedade nos EUA dependerá dos preços do petróleo, do gás e dos incentivos governamentais. Uma série de pesquisas de mercado sugerem que os compradores realmente esperam poder equilibrar com o preço de compra mais elevado dos VEs em dois ou três anos, por meio dos custos operacionais, que são mais baixos para estes veículos.

De acordo com a análise bastante conservadora do The Boston Consulting Group, a fim de que os compradores norte-americanos de VEs possam vir a equilibrar em três anos em 2020, o mercado teria de cumprir qualquer uma das seguintes três condições hipotéticas na íntegra ou então alguma combinação delas, em menor grau:
  • Um preço do petróleo em elevação, passando de de US$ 100 por barril para US$ 300 por barril;
  • Um aumento de 200% nos preços da gasolina causado pela subida dos preços do petróleo, impostos mais altos, ou ambos, ou;
  • 7.500 dólares em incentivos governamentais disponíveis por carro comprado, de acordo com incentivos para veículos elétricos atualmente aprovados.
Na visão do BCG, embora seja improvável que qualquer um destes fatores, por si só, venha permitir que os compradores equilibrem custos em três anos, é possível que alguma combinação destes e afins possam contribuir para prover tal período de equilíbrio. Por exemplo, medidas como taxas de carbono e impostos de congestionamento já estão em vigor nos mercados europeus, não seria irrealista pensar que eles poderiam ser adotadas também nos Estados Unidos, reduzindo assim a necessidade de incentivos sustentadas.

Até 2010, o governo federal brasileiro tinha uma comissão para tratar de um provável o programa para o VE, ligada à Secretaria de Política Econômica do Ministério da Fazenda. Mas o fórum não está mais ativo. Enquanto o governo brasileiro simplesmente se resigna, na Anfavea também não há nenhum grupo de trabalho com esse objetivo.

Vale a pena ao consumidor brasileiro pagar mais de R$ 150 mil por um compacto que nem é de luxo? Obviamente que não e as montadoras multinacionais sabem disso. Alias, o consumidor médio brasileiro nem teria como cogitar pagar tal valor. Por isso as montadoras, não lançaram ainda esses modelos no país. “Faltam dois passos básicos: regulamentação de tributos e incentivos”.

No modelo elétrico incide a mais alta carga tributária dos automóveis vendidos no Brasil. O maior dos impostos é o IPI, de 25%, cobrado em modelos de luxo e na categoria “outros” (que abrange os VEs).

Como esses carros são feitos fora do país, há ainda o Imposto de Importação de 35%. Com isso, o Leaf, da Nissan chega aos surreais R$ 190 mil. O valor razoável para atrair demanda seria algo em torno de R$ 60 mil. Na Califórnia, graças a incentivos do governo, o Leaf é vendido por menos de US$ 25 mil.

Fontes do setor confirmam que não há consenso, sobre o tema, entre as montadoras, e isso é óbvio pois, a competição a nível mundial está mais acirrada do que nunca e isso é natural diante das tensas e elevadas apostas exigidas por essa nova oportunidade. O Brasil tem potencial de Lítio e uma fábrica de baterias de íons de Lítio nacional surpreenderia o mundo e nos colocaria em posição de respeito competitivo. Salvo algumas expressões de boas intenções observadas, eu confesso que é difícil a mim acreditar que, de fato, iremos além.

E enquanto que a única fonte de alguma atividade sobre VEs é a Associação Brasileira do Veículo Elétrico (ABVE), o Brasil parece, mais uma vez, disposto a esperar o trem passar, deitado em berço esplêndido, até que algum grande fabricante internacional, algum dia, traga de boa vontade alguma unidade produtora de VEs para cá. Mas sem tradição em fontes próprias de suprimento dos componentes chaves (tais como as baterias de íons de Lítio, os inversores de frequência multinível, os componentes desses e outros), isso ainda deverá demorar bastante, se acontecer.

Não estou aqui sugerindo que ninguém deva tentar fazer o papel de ninguém no contexto do processo produziria a inovação relativa as tecnologias e a economia dos VEs no Brasil, até mesmo porque, eu creio que a coisa só funcionaria, se todos os cinco campos de força que impulsionam uma inovação, fizesse, cada qual, a sua parte.

Olhando para a Dinâmica da Indústria:

Concurso para participação no mercado de baterias de VEs, estimado em 25 bilhões de dólares em 2020 já está em andamento em toda a cadeia de valor da indústria. A rivalidade está, particularmente, interessada na área de fabricação de células, o que reflete a importância crítica de células para o desempenho geral da bateria. No médio e longo prazo, os produtores de células irão desempenhar um papel crucial na definição do equilíbrio de poder - e na maneira como as receitas serão compartilhadas.

A questão chave é, com quem irão os produtores de células unir forças? Dois cenários para a formação de times são possíveis para significativas alianças estratégicas na indústria: em um deles, as montadoras é que forjarão novas alianças com fabricantes de células, e um outro em que se mantem a tradição através da compra de baterias de fornecedores integradores, que, por sua vez, podem forjar suas próprias alianças com os fabricantes de células. (Ver Quadro a seguir).

Forjando novas alianças:

Algumas montadoras já estabeleceram fortes ligações com os fabricantes de células através de alianças ou de participação acionária. Exemplos são a da Toyota com a Panasonic no Japão e da Daimler com a Li-Tec na Alemanha. Tais relações e o acesso exclusivo OEM para o know-how, tecnologia e capacidade de produção da fabricante de células, permite que as montadoras tornem seus veículos diferenciados, em termos de uma tecnologia de bateria escolhida.

No entanto, as relações desse tipo podem limitar a capacidade de uma montadora para reagir rapidamente aos avanços tecnológicos alcançados pelos outros fabricantes de células. Além disso, a exclusividade pode limitar os efeitos de escala e atrasar reduções de custo que sejam resultantes da produção.


Rompendo com a Tradição:

Alguns fornecedores de integração, também, estão se unindo diretamente com os fabricantes de células. Exemplos incluem acordo como o da Johnson Controls com a Saft Batteries nos Estados Unidos e na Europa (parceria já encerrada em Setembro/2011), e o caso da SB LiMotive, que nasceu de uma joint venture entre a Samsung (Coreia Sul) e Bosch (Alemanha).

Relações deste tipo permitem fornecedores de integração aplicar integração automotiva expertise para o negócio de baterias e aos fabricantes de células acesso a uma série de montadoras através de relações estabelecidas.

Para montadoras, este modelo produz menos controle e menos conhecimento detalhado da tecnologia da bateria, mas que lhes permite beneficiar-se dos efeitos de escala alavancando uma base de fornecimento OEM transversal.

Também reduz os seus custos iniciais e os custo potenciais de te que mudar para uma tecnologia alternativa, em caso de uma emergência. Este cenário será de grande benefício para as montadoras, se os padrões de nível de pacote emergirem de forma a permitir flexibilidade na tecnologia das baterias.

Olhando para 2020:

Uma questão chave que vai determinar a evolução da indústria, de acordo com um ou ambos os cenários descritos acima é como as montadoras irão trocar o controle sobre a diferenciação de tecnologia contra a escala e flexibilidade no curto e médio prazo. No curto prazo, espera-se um predomínio de alianças entre as montadoras e os fabricantes de células, enquanto as montadoras continuam a aprender sobre a tecnologia subjacente e tentam garantir uma vantagem competitiva, no início, rapidamente, trazendo soluções exclusivas para o mercado.

Como a tecnologia amadurece e as baterias gradualmente irão se tornar commodities, no entanto, as margens irão cair e a escala será cada vez mais importante, mudando a ênfase das relações mais tradicionais entre os fabricantes de células, integradores e montadoras.

Implicações e Questões para Participantes da Indústria:

Além das montadoras, fabricantes de célula de bateria e de fornecedores de integração, o negócio de baterias de carro elétrico inclui jogadores que são novos para a indústria automotiva. Em um extremo da cadeia de valor estão as empresas químicas e produtoras de componentes das baterias: na outra ponta são os operadores de mobilidade, como Zipcar (que opera um negócio de “partilha de automóveis”, uma alternativa para o aluguel ou posse de carro), e as companhias de energia.

Todos estão enfrentando duros desafios, trabalhando para definir e fixar posições sólidas na cadeia de valor, e todos serão afetados pelo grau em que os governos tomem medidas para estimular o investimento e a demanda. As montadoras enfrentam uma decisão urgente, à luz da atual crise financeira e dos recursos severamente limitados: como alocar seus investimentos em novas tecnologias.

Para responder a esta pergunta. As montadoras devem desenvolver rapidamente know-how de baterias. Vemos isso acontecendo principalmente através de parcerias com fabricantes de células, integradores e empresas de energia.

A medida que as montadoras aprendem, eles estão também se protegendo para evitar ficar travado com fornecedores tecnologicamente ou financeiramente mais desfavorecidos. As montadoras devem considerar as seguintes perguntas:

Qual é a equilíbrio adequado entre a aprendizagem e a gestão de riscos? Este equilíbrio se deslocará a medida que as tecnologias das baterias amadurecem e, em caso afirmativo, quais os principais indicadores que podem existir? Como é que um VE pode ser diferenciado de outros, a medida que a tecnologia amadurece? Quais são as metas de investimento adequados e os horizontes e estão os de nossa empresa alinhados com o das outras empresas do setor? Quanto, a parceria com outras montadoras, irá prover de partilha de risco adequada? O que precisamos dos outros, ao longo da cadeia de valor para o nosso caso de negócio ter sucesso?

Os fabricantes de células enfrentam uma pressão grande e uma tremenda oportunidade. A diversidade de produtos é susceptível de dar lugar a uma reestruturação tecnológica e de custos no curto e no médio prazo, a medida que jogadores com tecnologias superiores ganham contratos e aumentam volumes de produção para diminuir os preços. Espera-se que esses vencedores, ou superem ou adquiram jogadores menores, levando a consolidação da indústria.

Fabricantes de células devem considerar as seguintes questões: O que diferencia a nossa tecnologia para a montadora e para o cliente? Como é que vamos permanecer competitivos em custos a medida que a indústria amadurece? Existem tecnologias competitivas que são complementares à nossa e, em caso afirmativo, como podemos integrá-las? Que suposições sobre o tamanho do mercado deve impulsionar os investimentos?

Os fornecedores de integração estão trabalhando para reter seu papel como um integradores para as montadoras a medida em que as prioridades do setor e os centros de custo convergem em direção às baterias. Eles devem considerar as seguintes perguntas: Qual a melhor maneira se tornar especialistas em tecnologia de bateria? Qual o valor que podemos agregar em favor das montadoras? Como podemos conduzir escala a medida que a indústria cresce? Nós temos competências essenciais que a cadeia de fornecimento dos VEs pode aproveitar?

As montadoras devem rapidamente desenvolver Know-how das bateria, através de parcerias com outras partes interessadas da indústria.

As empresas químicas e produtores de componentes tendem a ver o negócio do VE como representando apenas uma pequena porcentagem de suas receitas globais. Eles acabarão por fornecer materiais ativos, separadores, e outras peças-chave para a fabricação de células, e provavelmente vão preferir usar os fabricantes de células como intermediários, a fim de proteger as suas margens de controle por parte das montadoras e fornecedores de integração. Estes jogadores devem considerar as seguintes questões: Quanto investimento em novos componentes específicos para VEs é adequado? O que é melhor caminho para maximizar os lucros: uma parceria com um único fabricante célula ou vender produtos no mercado livre? Qual deve ser nossa a nossa estratégia de comercialização de novos materiais e componentes para veículos elétricos?

Já, por sua vez, os Operadores de Mobilidade e as companhias de energia estão definindo novos modelos de negócios com base no uso do carro, ao invés de posse do mesmo. Eles podem desempenhar um papel favorável na questão da penetração de mercado dos VEs, reduzindo os custos iniciais dos clientes ou oferecendo soluções para as limitações dos VEs, tais como a sua autonomia limitada e o longo tempo de recarga. Estes jogadores devem considerar as seguintes questões:

O caso da empresa provedora de utilitário reforçam ou degradam a medida que a tecnologia da bateria melhora e os custos declinam? Quão robusta são as diversas opções em potencial de reutilização da bateria? Existem determinados locais ou segmentos de veículos em que um modelo de reutilização serão especialmente atraente? O modelo de negócio mais atraente para a organização que é operar sozinha ou em parceria?

Os governos começaram a assumir a responsabilidade por garantir que as empresas dominem as tecnologia do carro elétrico e de bateria e produzam grandes volumes, suficientes para reduzir os custos. Estes dois passos são essenciais para a viabilidade a longo prazo da indústria, que, por sua vez, é um dos caminhos chave para a redução da dependência em óleo.

Dadas as fortes forças incentivadoras de interesse público e privado, esperamos que haverá apoio governamental suficiente para permitir a indústria a alcançar tanto a maturidade tecnológica quanto a viabilidade de custos. Alcançando esses duas metas industriais, isso irá levar os VEs e os carros de longo alcance (híbridos série) a atingir a quota de 3% a 5% de participação no mercado de automóveis de passageiros nos países desenvolvidos.

O crescimento contínuo do mercado de VEs vai depender de novas tecnologias de baterias e da vontade dos governos, bem como dos padrões de mobilidade e de fatores macroeconômicos, como o preço da gasolina. Os reguladores podem decidir permitir a economia pura (e as necessidades ambientais) a impulsionar o mercado, limitando assim a participação dos VEs, ou eles podem continuar a apoiar o desenvolvimento do mercado, a implementação de subsídios fiscais sustentados e de normas mais estritas para transferir o custo da tecnologia para o consumidor. As decisões desta alçada terá uma influência significativa no mercado de desenvolvimento para além de 2020, nomeadamente sobre o montante do apoio financeiro necessário.

Os Governos devem considerar as seguintes perguntas: Quais são as nossas metas de investimento e horizontes? Devemos apostar em tecnologias específicas ou em partes da cadeia de valor? Como e quando podemos melhor implantar incentivos para impulsionar a demanda de consumo? Como devemos balancear a economia de consumo de créditos para VEs com impostos sobre o veículos de motor a combustão?

O negócios envolvendo os VEs as baterias de íons de Lítio manterão uma promessa de formação de grandes lucros potenciais para ambos, tanto os operadores históricos, quanto os novos jogadores, no entanto, investir nessas tecnologias envolve riscos substanciais. Não está claro as montadoras e os fabricantes de baterias tradicionais ou se novos operadores irão emergir como vencedores, a medida que a indústria amadurece.

Tal como está hoje, o palco está montado para um abalo entre os vários tipos de baterias, tecnologias de tração, modelos de negócios, e até mesmo regiões. Montadoras, fornecedores, empresas de energia e os governos terão de trabalhar juntos para criar as condições adequadas para um grande mercado de VEs viável surgir. As apostas estão altas. Façam as suas!


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