Motorização Diesel Medidas para atender os requisitos em eficiência energética e emissões

(1)

DS/NE-LA | 4/17/2015 | © Robert Bosch Ltda 2015. Reserves all rights even in the event of industrial property rights. We reserve all rights of

Diesel Systems

1

Motorização Diesel

Medidas para atender os requisitos em eficiência energética e emissões

(2)

Segmento: Carros e LD

(3)

EU: Metas de Consumo e Emissões

Emission

Euro 5

Euro 6

post-Euro 6

Year:

2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022

Diesel Systems

3 1)

Based on assumed average footprints of ~ 45 ft² Sedan / ~ 54 ft² LDT

Ref: Legislation Overview 2014_V3

standards

CO

₂

target

1 Euro 5

Euro 6

post-Euro 6

130 g/km

100% fleet

95 g/km

proposal, 100% fleet

WLTC-based

testing

R

eal

D

rive

E

missions

development and measurement phase

limit ≤ cf crit. emission limit

Test

Cycle

NEDC-based

testing

(4)

EU: “best in class” em série

160

180

200

220

240

260 Diesel vehicles

Sub-compact

Compact

Large / SUV

C

O

2 g

/k

m

160

180

200

220

240

260 G4 / D4 = segment-specific Bosch reference powertrains based on best-in-class vehicles in 2012; Subcompact: 1040-1100 kg, 60 kW;

Compact: 1330-1400 kg, 100 kW; Large/SUV: 1800-2000 kg, 150 kW (4 cylinder)-190 kW (6 cylinder); All: NEDC

60

80

100

120

140

800 1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

D4

kg

C

O

Carros a diesel ( D4 ) já atendem metas de 2020 para sub + compactos

60

80

100

120

140

800 1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

Gasoline vehicles

Diesel vehicles

(5)

EU 2020: medidas para carros

4-5%

2-3%

PFP

3%

Down-sized

cyl.-#

T/C

frict.

1-2%

D6

12-15%

D5

8-12%

c

la

s

d

ie

s

e

l,

2

0

1

2 .

1 .6

l T

/C

,

N

S

C

E

U

6 C

O

2 re

d

u

c

ti

o

n

Diesel

Segmento: carros compactos

Diesel Systems

5 CRP/HF= common rail pressure / hydraulic flow | LP-EGR= low-pressure EGR system

FR = friction reduction | De-Throttl. = de-throttling engine | PFP= low-peak firing

pressure | T/C = turbocharger | NSC = NOx storage catalyst

D4

103 D5

93 FR

D6

<90

2-3%

LP-EGR

frict.

De-throttl.

CRP/

HF

adapt.

8-12%

B

e

s

t-in

-c

la

s

d

ie

s

e

l,

2

0

1

2

4 c

yl

.

1 .6

l T

/C

,

N

S

C

E

U

6 Current

potential

Future

potential

O

p

ti

o

n

1 O

p

ti

o

n

2 Carros compactos a diesel ( D5 e D6 ) atendem metas sem eletrificação

26 km/l

28 km/l

> 29 km/l

(6)

Eletrificação - Soluções

HEV

Plug in

E

ff

ic

ie

n

c

y

p

o

te

n

c

ia

l

A Start Stop 2 4 6 x 1000 / min 40 80 160 200 km/h

-0

A Start Stop 2 4 6 x 1000 / min 40 80 160 20 0 km/h

-0

Híbrido

Start/Stop

BRS

<60V

Coasting Recuperation Boost e-drive A Start Stop 2 4 6 x 1000 / min 40 80 160 20 0 km/h

120

0

Coasting

E

ff

ic

ie

n

c

y

Start/Stop

Coasting

Recuperation Coasting Boost Coasting Recuperation Boost e-drive

Base:

Start/Stop

Complexity/Costs

48V Power Net

Start/Stop

avançado

A Start Stop 2 4 6 x 1000 / min 40 80 12 0 160 20 0 km/h

0

20

(7)

BRS: Híbrido de baixa Voltagem

Diesel Systems

7 Redução Potencial de CO

₂

de 8% a 15%*

Baixo impacto de integração no veículo, sistema 12V-5kW, 48V-10kW

(*)WLTC, Veiculo com Start-Stop, 1.4l/TC, Coasting

(8)

Powertrain Híbridos para carros

Híbrido Hidráulico

Híbrido Elétrico (HEV)

Plug-In Híbrido (PHEV)

High-voltage battery

Lithium-ion battery

4 – 12 kWh

Power electronics

1.5 – 3 kW (integrated)

DC/DC converter

250 – 450 V

Electric motor

traction drive

30 – 80 kW

High-voltage battery

Lithium-ion battery

0.8 – 1.5 kWh

Power electronics

1.5 – 3 kW (integrated)

DC/DC converter

100 – 300 V

Electric motor

traction drive

20 – 40 kW

(9)

EU 2020: Resumo por segmento

150

170

190

210

230

250 Diesel vehicles

D5

Compact

Large / SUV

Sub-compact

C

O

2 g

/k

m

Diesel Systems

9

50

70

90

110

130

800 1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

D5

D6

D5

BRS

D6

D5

HEV

P

H

E

V

kg

C

O

Segmentos Sub + Compacto: veículos diesel atendem metas sem eletrificação;

BRS opcional; HEV / PHEV necessário no segmento pesado /SUV para EU 2020.

(10)

Powertrain Híbrido

(11)

Emissões: Veículos Comerciais

2010 2015 2020

China

U.S.A. EPA+CARB

US ’10

E IV

2020ff

2) 2012

III

EU V

reopened

Russia

EU IV

EU V

2016

2010 2015 2020

IV

Ozone standards => NOxreduction

Diesel Systems

11 Korea

2010 2015 2020

Japan

Brasil

2010 2015 2020

WEU

2010 2015 2020

EU V

EURO VI

_EV

EURO VI

5)

IV

E III

EU V

3)

E VI

4) 2012 2013 2012 2014 end 2016

Post PNLT

Post New Long Term

2010 2015 2020

1) Type Approval 2.) USA: Model Year, still under discussion 3) Introduction Eu V follows directly Eu III stage 4) In discussion 5) Vehicle which had already heve been type

approved before 31.Dec.2013 may be produced till 31.Dec 2014.

2016

2010 2015 2020

India

(13 cities)

EIII

mid 2010

EU V

(Assumption)

EURO IV

Assumption

(12)

Redução de consumo - medidas

(13)

Powertrain Híbrido e WHR

Híbrido Hidráulico

Híbrido Elétrico

Recuperação de Calor

(WHR)

Diesel Systems

Accumulators

Power Unit

Gear Box

High-voltage battery

Power electronics

Electric machine

up to 120 kW

13 Piston Machine

Fluid Control

Gearing Unit

(w. Alternator)

(14)

(15)

GNV para veículos comerciais

Diesel Systems

15 Foco de desenvolvimento em motores “lean-burn”

Desafios: alta eficiência energética e conformidade em emissões

(16)

Motorização Diesel -Conclusões

EU: Metas de Consumo e Emissões

Emission standards

CO2 target1

Euro 5 Euro 6 post-Euro 6

130 g/km 100% fleet 95 g/km proposal, 100% fleet WLTC-based testing RealDrive

Emissions development and measurement phase limit≤ cf crit. emission limit

Year: 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022

Test Cycle

NEDC-based testing

Redução de emissões e consumo

Carros e Veículos leves

Veículos Comerciais

• Sub compactos e Compactos:

carros a diesel

atenderão EU 2020 sem eletrificação;

• Híbrido de baixa voltagem

(BRS) opcional

• Carros grandes / SUV:

(P)HEV necessário para

atingir meta de consumo EU 2020.

• Emissões:

desafio para reduzir emissões de

NO

_x

para atender norma USA – EPA 2020 ff.

Combustível Alternativo: GNV 2010 2015 2020 China U.S.A. EPA+CARB Korea 2010 2015 2020 Japan Brasil US ’10 2010 2015 2020 WEU 2010 2015 2020 2010 2015 2020 EU V EURO VI EV E IV EURO VI 5) IV 2020ff 2) E III EU V 3) E VI 4) 2012 2013 2012 2014 end 2016 III EU V Post PNLT Post New Long Term reopened 2010 2015 2020 1) Type Approval 2.) USA: Model Year, still under discussion 3) Introduction Eu V follows directly Eu I II stage 4) In discussion 5) Vehicle which had already heve been type

approved before 31.Dec.2013 may be produced till 31.Dec 2014.

Russia EU IV EU V 2016 2010 2015 2020 IV Ozone standards => NO x reduction 2010 2015 2020 India (13 cities) EIII mid 2010 EU V (Assumption) EURO IV Assumption

Combustíveis Alternativos - GNV

NO

_x

para atender norma USA – EPA 2020 ff.

• Eficiência energética:

Aprox. 30% de melhoria

possível sobre base EURO V (com HEV + WHR).

• Eficiência energética:

desenvolvimento de

soluções SI Avançadas e CI Dual Fuel para

(17)

Diesel Systems

Motorização Diesel

Medidas para atender os requisitos em eficiência energética e emissões

mario.massagardi@br.bosch.com