Agenda Tecnológica Setorial ATS Automotivo M OTORIZAÇÃO H ÍBRIDA E LÉTRICA RELATÓRIO ANALÍTICO DA CONSULTA ESTRUTURADA

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RELATÓRIO ANALÍTICO DA CONSULTA ESTRUTURADA

Agenda Tecnológica Setorial – ATS

Automotivo

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Este texto integra um conjunto de documentos que compõem o projeto Agenda Tecnológica Setorial

(ATS), que inclui: Panorama Econômico Setorial Panorama Tecnológico Setorial Relatório Descritivo da Consulta Estruturada

Relatório Analítico da Consulta Estruturada O material completo está disponível no site da ABDI:

(3)

Miguel Nery

Presidente Interino ABDI

Maria Luisa Campos Machado Leal

Diretora de Desenvolvimento Tecnológico e Inovação

Paulo César Marques da Silva

Diretor do Desenvolvimento Produtivo – Substituto

Carla Maria Naves Ferreira

Gerente de Desenvolvimento Tecnológico e Inovação

Leonardo Reisman

Chefe de Gabinete

Mariano Francisco Laplane

Presidente CGEE

Marcio de Miranda Santos

Diretor Executivo

Antonio Carlos Filgueira Galvão Gerson Gomes

José Messias de Souza (a partir de 19/08/15)

Diretores

REPÚBLICA FEDERATIVA DO BRASIL Michel Temer

Presidenta Interino

MINISTÉRIO DO DESENVOLVIMENTO, DA INDÚSTRIA, COMÉRCIO EXTERIOR E SERVIÇOS

Marcos Pereira

Ministro

MINISTÉRIO DA CIÊNCIA, TECNOLOGIA E INOVAÇÃO

Gilberto Kassab

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ABDI

Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial SCN Quadra 1, Bloco D, Ed. Vega Luxury Design Offices, Torre Empresarial A Asa Norte, Brasília – DF

CGEE

Centro de Gestão e Estudos Estratégicos SCS Quadra 9, Torre C, 4º andar

Ed. Parque Cidade Corporate

SUPERVISÃO

Maria Luisa Campos Machado Leal SUPERVISÃOMarcio de Miranda Santos EQUIPE TÉCNICA DA ABDI

Carla Maria Naves Ferreira

Gerente de Desenvolvimento Tecnológico e Inovação

Maria Sueli Soares Felipe

Coordenadora de Desenvolvimento Tecnológico e Sustentabilidade

Cynthia Araújo Nascimento Mattos

Coordenadora de Promoção da Inovação

Zil Miranda

Assessora Especial

Rodrigo Alves Rodrigues

Analista Sênior

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Assistente de Projetos

ESPECIALISTAS SETORIAIS Bruno Jorge

Carlos Venicius Frees Claudionel de Campos Leite Cleila Guimarães Pimenta Jorge Luis Ferreira Boeira Junia Casadei Lima Motta Larissa de Freitas Querino Ricardo Gonzaga Martins Valdênio Miranda Araújo Vandete Cardoso Mendonça

EQUIPE TÉCNICA CGEE

Liliane Sampaio Rank de Vasconcelos

Coordenadora

Kátia Regina Araújo de Alencar

Assessora

Kleber de Barros Alcanfôr

Assessor

Lilian M. Thomé Andrade Brandão

Assessora

Rogério Mendes Castilho

Assessor

Simone Rodrigues Neto Andrade

Assistente Administrativo

COMITÊ TÉCNICO DE ESPECIALISTAS Bernardo Hauch

Edson Orikassa Fabricio Pujatti

Marcio de Almeida D’Agosto Marcio Massakiti Kubo Paulo Emilio Valadão Rogério Ferraz Spartacus Pedrosa

COORDENAÇÃO TÉCNICA GERAL Fabio Stallivieri (UFF)

Ricardo Naveiro (UFRJ) Rodrigo Sabbatini (UNICAMP) Jorge Britto (UFF)

COORDENAÇÃO TÉCNICA SETORIAL Fernando Sarti (UNICAMP)

Panorama Econômico

Roberto Marx (USP)

Panorama Tecnológico

Adriana Marotti (USP)

Panorama Tecnológico

COORDENAÇÃO DE COMUNICAÇÃO Simone Zerbinato

Coordenadora de Comunicação Substituta

Rachel Mortari

Edição/Organização

Maria Irene Lima Mariano

Revisão

Rodrigo Martins (Tikinet)

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Sumário

1. Análise das tecnologias relevantes prioritárias e críticas . . . 7

1.1. Subsistema Acumuladores de Energia . . . 7

1.2. Subsistema Geradores de Energia . . . 10

1.3. Subsistema Motor de Tração . . . 12

1.4. Subsistema Sistemas de Controle e Potência . . . 13

1.5. Subsistema Sistemas Auxiliares . . . 14

1.6. Subsistema Infraestrutura . . . 15

2. Análise da tendência futura das principais tecnologias listadas como relevantes . . 17

3. Análise das tecnologias avaliadas como não atrativas . . . 20

4. Considerações finais . . . 21

Referências . . . 23

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Lista de Figuras

Figura 1 – Comparação entre diferentes tecnologias de baterias em termos de densidade energética volumétrica e gravitacional . . . 8 Figura 2 – Tecnologias e suas aplicações em diferentes mercados . . . 17

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1. Análise das tecnologias relevantes

prioritárias e críticas

A lógica da engenharia de veículos elétricos híbridos (VEH) é a da integração da en-genharia automotiva dita tradicional com a enen-genharia elétrica/eletrônica. A integração de sistemas e sua otimização são as principais preocupações para se atingir uma boa relação entre o desempenho e o custo do produto. Como as características da propul-são elétrica propul-são fundamentalmente diversas daquelas da propulpropul-são mecânica, uma nova visão de engenharia é requerida para que se integrem essas diferentes competências. Dadas as características únicas dos VEH, que envolvem distintos conjuntos de tecnolo-gias, tais características foram divididas em seis grupos de tecnologias relacionadas a diferentes subsistemas/componentes, sobre as quais se realizou a consulta estruturada. A análise a seguir foi feita observando-se o mesmo agrupamento.

1.1. Subsistema Acumuladores de Energia

Esse subsistema abrange tecnologias de armazenamento de energia – baterias, acumu-ladores mecânicos, supercapacitores e sistemas acessórios de gerenciamento. A tecno-logia considerada mais relevante foi a de baterias, atualmente a solução tecnológica mais desenvolvida e utilizada para o armazenamento de energia.

Segundo Rajashekara (2013), os desafios tecnológicos mais importantes para a difusão dos veículos elétricos (VE) e VEH em larga escala estão relacionados: i) à autonomia do veículo; ii) ao custo; iii) ao custo de reposição da bateria; iv) à vida útil da bateria; e v) ao tempo de recarga. Todos estes requisitos passam pelo aperfeiçoamento da tecnologia de baterias (acumuladores de energia), que pode ser considerado o item mais crítico no desenvolvimento da motorização híbrida/elétrica, além de ser o de maior custo (cerca de 25% do custo total do veículo).1

A principal desvantagem nos sistemas de baterias é sua baixa capacidade de armazenar energia em relação aos combustíveis tradicionais (como gasolina, óleo diesel ou etanol) – a densidade energética de um sistema de armazenamento eletroquímico de bateria é apenas 1 a 2% da densidade energética dos combustíveis líquidos tradicionais. Por exemplo, para se atingir 500 km de autonomia, necessita-se de um peso de 750 kg de bateria (Boavida et al., 2013). Portanto, aumentar a densidade energética e a vida útil, reduzindo custos, com segurança para o usuário, é o maior desafio da indústria.

Em relação a baterias de motores elétricos, não existe ainda, em nível global, um padrão consolidado e aceito a ser utilizado. Na verdade, o que há no momento é uma disputa 1 Fonte: Bloomberg New Energy Finance Report (2012). Disponível em: <http://about.bnef.com>.

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entre as grandes corporações, em associação com governos e desenvolvedores de tec-nologias, pela hegemonia na competição quanto ao padrão (ou padrões) que prevalecerá (ou prevalecerão) como o(s) mais aceito(s) pela indústria. Há quatro tipos de tecnologias que disputam este espaço no momento: baterias chumbo-ácidas, níquel-hidreto metáli-co, sódio e íon lítio – com ligeira vantagem para as baterias de íon lítio (Castro e Ferreira, 2010). A Figura 1 mostra a relação entre densidade de energia e tamanho de diferentes tecnologias de baterias.

Figura 1 – Comparação entre diferentes tecnologias de baterias em termos de densidade energética volumétrica e gravitacional

Fonte: Tarascon e Armand (2001)

O veículo híbrido mais vendido no momento, o Toyota Prius, utiliza duas baterias – uma de chumbo-ácido, para sistemas auxiliares, similar à bateria de um VCI; e outra de ní-quel-hidreto metálico, para acumular a energia gerada pelo motor de CI. O Nissan Leaf, o Chevrolet Volt, a Tesla Motors, a Mitsubishi e a BYD, entre outros veículos e fabrican-tes, utilizam baterias de íon lítio em seus veículos. Esse tipo de bateria (íon lítio) tem boa relação entre peso e capacidade de armazenamento de energia (Figura 1). São baterias com tecnologias similares às atualmente utilizadas em notebooks e celulares.

Nas tecnologias prioritárias, ou seja, aquelas nas quais o país possui capacidade de evo-luir, incluem-se as baterias chumbo-ácidas/carbono – que são um desenvolvimento da tecnologia chumbo-ácido, tecnologia já dominada, com baixa densidade energética (seu peso é de três a quatro vezes maior que baterias de lítio ou sódio, mas custo reduzido em relação a outras tecnologias, como a de íon lítio). As baterias chumbo-ácidas seriam adequadas para uso em ônibus híbridos e para aumento da autonomia de trólebus. As baterias de hidreto metálico de níquel (Ni-MH), que atualmente equipam os veícu-los híbridos mais vendidos no mercado, foram consideradas como tecnologia prioritária.

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Outra tecnologia considerada prioritária é a de sódio (Na), que atualmente consta de projeto de transferência de tecnologia coordenado pela Itaipu, com participação da Fiat. A bateria de sódio possui no presente um único fornecedor (Fiamm), mas sua vantagem em relação a baterias de lítio é a maior disponibilidade de matéria-prima e sua reciclabi-lidade. No momento é mais utilizada em aplicações estacionárias. Sua desvantagem é a alta temperatura de operação (cerca de 270o_{C), o que reduz sua eficiência, visto que a}

manutenção dessa temperatura consome energia.

Além do desenvolvimento de baterias em si, os sistemas de gerenciamento e controle de baterias (battery management systems – BMS) necessitam de desenvolvimento. À me-dida que são definidos diferentes parâmetros de controle de desempenho para baterias, seu gerenciamento e controle também necessitam de avanços. Este tipo de tecnologia evolui paralelamente ao desenvolvimento das tecnologias de baterias e é fundamental para a evolução do desempenho e segurança dos VEH/VE. Os BMS são uma tecnolo-gia fundamental para a integração de VE ou veículos elétricos híbridos plug-in (VEHP) nos smart grids (vide a tecnologia prioritária do item Infraestrutura – Uso de smart grid usando a energia acumulada em baterias de veículos elétricos híbridos ou veículos elé-tricos puros para fornecer energia elétrica para a rede em horários de pico em sistemas de energia) e para o desenvolvimento de sistemas de carregamento rápido de baterias (vide a tecnologia classificada como prioritária – Uso de sistema de carregamento rápido da bateria em veículos elétricos híbridos paralelos plug-in ou veículos elétricos puros, visando à redução do tempo de recarga). Além disso, o BMS é um elemento central na engenharia da bateria. Com a possível padronização das baterias, seus componentes tenderão a se tornar commodities. Já o BMS sempre dependerá da arquitetura da bate-ria e de seu uso.

As tecnologias ligadas a capacitores (de dupla camada, de íon lítio) e supercapacitores não têm aplicação direta em veículos, mas podem ter aplicação em ônibus híbridos e trólebus com paradas frequentes.

Os especialistas consultados consideraram como crítica (ou seja, em que ainda carece-mos de competências – base produtiva e/ou infraestrutura de pesquisa – para desen-volvimento e produção no país) justamente a tecnologia mais difundida e pesquisada na atualidade: a combinação do lítio com diferentes outros íons. Alguns dos principais fabricantes de baterias de lítio para fins automotivos são: Panasonic (Japão), E-OneMoli Energy (Canadá), Johnson Controls (Estados Unidos), NEC (Japão), Primearth EV (Ja-pão, joint venture formada por Toyota e Panasonic), LG Chem (Coreia), A123Systems (startup de pesquisadores do Massachussets Institute of Technology – MIT, adquirida em 2013 pelo grupo chinês Wanxiang Group) e BYD (China).

Ainda que atualmente mais cara que outros tipos de bateria, seu preço vem caindo – de cerca de US$ 800/kWh em 2009, para US$ 689/kWh em 2012. Estima-se que, em 2030, o custo seja de US$ 150/kWh (Bloomberg New Energy Finance Report, 2012). A difusão, pesquisa e desenvolvimento em baterias de íon lítio para VE/VEH é beneficiada

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pelo fato de sua aplicação também se dar em outros setores, como de distribuição e armazenamento de energia e de bens de consumo eletrônicos (como notebooks e celu-lares).

1.2. Subsistema Geradores de Energia

A principal característica dos veículos híbridos é a combinação de um motor de com-bustão interna com um gerador, uma bateria e um ou mais motores elétricos (Raskin e Shah, 2006). Portanto, um dos grupos pesquisados foi dos geradores de energia, que podem ser tanto motores de combustão interna (a forma mais comum), como células a combustível, ou mesmo painéis fotovoltaicos.

Na pesquisa realizada, de um total de 28 tecnologias investigadas, apenas oito foram consideradas relevantes, todas ligadas a tecnologias de motores de combustão interna. Destas, todas foram avaliadas como prioritárias, o que sugere a existência de capacita-ções produtivas e estruturas científicas para seu desenvolvimento.

Dependendo da configuração do VEH (se este for serial ou paralelo), o motor a combus-tão interna (MCI) pode tanto fornecer energia para as baterias que alimentam o motor elétrico de tração (no caso de híbridos seriais) como também atuar no tracionamento das rodas, o que acontece com os híbridos paralelos (é o caso do Toyota Prius, o VEH mais vendido no mundo). Portanto, desenvolvimentos neste segmento de tecnologia podem ser compartilhados com o grupo motor de tração.

Assim como ocorre com baterias, não há um padrão futuro definido para os motores de tração e/ou geradores de energia – há uma competição de diferentes alternativas sendo pesquisadas. Mas, dado que o grande paradigma sobre o qual a indústria automotiva foi estruturada – o motor a combustão interna com ciclo Otto/ou ciclo Diesel movido a ga-solina ou óleo diesel – permanece muito forte, vê-se que boa parte das tecnologias em desenvolvimento são derivadas deste.

No que se refere às células (pilhas) a combustível, a Toyota lançou comercialmente um veículo movido a célula a combustível, o Mirai, cujas vendas se iniciaram em dezembro de 2014 no Japão e se iniciam em 2015 nos Estados Unidos e na Europa. A Hyundai desenvolveu e está testando no mercado o modelo ix35. A Honda, a Mercedes-Benz e a GM também já apresentaram modelos em fase de testes.

No Brasil, há pelos menos dois projetos em fase de testes de protótipos de ônibus movidos a hidrogênio: um da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)/Coppe (Laboratório do Hidrogênio), e outro da Empresa Metropolitana de Transportes Urbanos de São Paulo (EMTU)/Metra. Este projeto da EMTU é coordenado pelo Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento (PNUD), e conta com participação de diver-sas emprediver-sas, como a Marcopolo (carroceria), a MAN (chassi), a Tutto (integração), a Ballard (célula combustível), a WEG (motor e inversor de tração e auxiliares), entre

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ou-tras. Essa tecnologia, dadas suas características, tem maior potencial de aplicação futura em veículos pesados – ônibus e caminhões – do que em automóveis.

As tecnologias de uso de motor a combustão interna multicombustível (tipo flex), em VEH, e o uso de dimetil éter (DME) como combustível, em motores a combustão inter-na, foram consideradas relevantes prioritárias nos dois grupos. A primeira é um desdo-bramento da tecnologia “flex fuel”, já desenvolvida e implementada com sucesso em veículos com MCI no Brasil. A segunda é o uso do dimetil éter (CH3OCH3) enquanto combustível automotivo, que pode ser obtido a partir de fontes fósseis (como gás natu-ral, petróleo ou carvão), ou mesmo biomassa.

Por seu turno, a tecnologia para uso de dietil éter (DEE) como combustível em motores a combustão interna foi considerada como relevante prioritária no grupo de geradores de energia, mas considerada não factível no grupo de Motor de tração. O fato é que o DEE (um derivado de etanol) é usado como aditivo atualmente em combustíveis, pois facilita a ignição do combustível, e poderia substituir o óleo derivado de petróleo em motores a diesel. Essa é uma tecnologia há muito conhecida e testada em laboratório (Antonini, 1981).

Outra tecnologia ligada a motores diesel definida como prioritária é o uso de etanol em motores ciclo diesel. Ela já está disponível no mercado, em ônibus que circulam em São

Paulo (marca Scania), e também em caminhões.2 Nesse caso, assim como em outras

tecnologias ligadas a etanol, as questões atinentes ao custo e ao mercado dessa subs-tância são mais críticas para sua difusão do que o próprio desenvolvimento da tecnologia em si.

A tecnologia de motor a combustão interna desenvolvido especificamente para etanol, citada como prioritária, é alvo de um projeto em andamento financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), em parceria com a montadora Peugeot-Citröen (PSA). Neste projeto, será implantado um centro de pesquisa em enge-nharia, com o objetivo de elaborar um projeto de pesquisa voltado para desenvolver con-ceitualmente um motor a etanol que apresente melhor desempenho do que os criados nas últimas décadas no Brasil. Ele conta com pesquisadores da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (Poli/USP), Ins-tituto Tecnológico da Aeronáutica (ITA) e InsIns-tituto Mauá de Tecnologia. Há outro projeto em andamento, da Fiat Automóveis, para desenvolvimento de motor a etanol de alta efi-ciência, com financiamento de R$ 6,9 milhões pelo Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES).

As demais tecnologias definidas como prioritárias estão ligadas ao aumento da eficiência energética de motores de combustão interna em diferentes configurações (ciclos Diesel, Otto e Atkinson). Este resultado reflete bem o que Oltra e Saint Jean (2009) constata-2 Disponível em: <http://www.scania.com.br/a-scania/imprensa/press-releases/2011/press-43-11.aspx>.

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ram em uma pesquisa realizada em patentes depositadas por montadoras e fabricantes de autopeças: boa parte dos esforços de pesquisa em eficiência energética em veículos ainda é feita sobre as tecnologias de motorização tradicionais, ou seja, de motores de combustão interna.

Aqui cabe ressaltar que, ainda que haja capacitações para este desenvolvimento ser rea-lizado localmente, pouco esforço nesse sentido é feito pelas montadoras aqui instaladas. O programa Inovar-Auto, implementado pelo Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior (MDIC), pode ser um estímulo nesse sentido, mas é certo que grande parte do esforço em pesquisa e desenvolvimento (P&D) em motores ainda é feito nos países de origem das montadoras.

1.3. Subsistema Motor de Tração

No grupo Motor de tração foram analisadas 29 tecnologias emergentes ligadas a mo-tores de combustão interna e momo-tores elétricos, que podem ser usados para tracionar as rodas em um VEH, dependendo de sua configuração. Destas 29 tecnologias, uma foi considerada relevante crítica e 14 identificadas como relevantes prioritárias.

Um dos fatores críticos em motores elétricos é o aumento do rendimento do motor, com redução de peso. Nesse sentido, o uso de materiais magnéticos de alto desempenho é fundamental. A principal questão a respeito dessa tecnologia está ligada à segurança de fornecimento dos elementos chamados terras-raras, cuja extração e processamento têm alto impacto ambiental, sendo que a China possui praticamente o monopólio nessa indústria. Desses materiais, o mais utilizado é o ímã permanente de neodímio-ferro-boro. O neodímio é um elemento terra-rara, presente na natureza na forma de minerais, como a monazita, encontrada no Brasil.3 Apesar de possuir reservas documentadas desse tipo

de material, o Brasil é responsável por menos de 1% da produção mundial, cujo líder é a China (com 87% de participação). O Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) de São

Paulo possui projeto de pesquisa para processamento desses materiais.4 O assunto é

tema de uma subcomissão instalada no Senado Federal para discutir a regulamentação e políticas para o setor.5

Das 14 tecnologias consideradas prioritárias no grupo Motor de tração, 11 são ligadas a motores de combustão interna, sendo que duas são comuns a tecnologias apresentadas no segmento Geradores de energia.

Dessas tecnologias elencadas como prioritárias, conforme já discutido na seção ante-rior, destacam-se desenvolvimentos em motores a combustão interna (tanto de ignição

3 Disponível em: <http://www.inb.gov.br/pt-br/WebForms/Interna2.aspx?secao_id=62>. 4 Disponível em: <http://www.ipt.br/noticia/702.htm>.

5 Disponível em: <http://www12.senado.gov.br/noticias/materias/2013/05/14/audiencia-mostra-necessidade -de-tecnologia-e-capacitacao-para-explorar-terras-raras>.

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por centelha – SI, ciclo Otto, quanto por ignição por compressão – CI, ciclo Diesel). A grande questão tecnológica é o aumento de eficiência energética desses motores e a redução de emissões de gases.

Ressalte-se também a existência de desenvolvimentos em tecnologia de motores a die-sel, a qual está em crescimento, sobretudo na Europa, para uso em veículos de passeio (Oltra e Saint Jean, 2009).

Das tecnologias ligadas a motores elétricos, destaca-se a substituição de materiais ter-ras- raras por outros de menor custo e/ou de mais fácil obtenção. Uma questão fun-damental no desenvolvimento de motores elétricos é a disponibilidade e a dificuldade de exploração de materiais terras-raras. Atualmente, boa parte dos motores elétricos dependem desses elementos, produzidos em sua grande maioria pela China, que já vem impondo barreiras para sua exportação. Além disso, sua exploração e processamento podem gerar altos impactos ambientais.

As duas outras tecnologias ligadas a motores elétricos – Uso de vernizes resistentes e

materiais isolantes resistentes a 200o_{C nos componentes de motores elétricos e Uso}

de mancais isolados em componentes de motores elétricos – são tecnologias relaciona-das à melhoria de desempenho e segurança em motores elétricos, quesito fundamental em motores para veículos.

1.4. Subsistema Sistemas de Controle e Potência

No grupo de sistemas de controle e potência, 14 tecnologias foram avaliadas, sendo 11 consideradas relevantes prioritárias. Esse grupo se vincula a tecnologias ligadas à ele-trônica embarcada em veículos, âmbito no qual é cada vez maior a dependência do país em relação à importação. Hoje, a produção de semicondutores é concentrada na Ásia, e mesmo no segmento de especificação e programação dos semicondutores (ligados ao desenvolvimento de produtos que utilizam os semicondutores, como a unidade de con-trole principal em veículos e sistemas integrados de concon-trole), no Brasil – com exceção de algumas empresas e instituições –, não existe estrutura produtiva competitiva, ainda que o país possua competências para tal. Assim, nesse segmento, é importador.

Muito embora não exista a fabricação local de componentes eletrônicos (semiconduto-res e componentes passivos), o desenvolvimento e fabricação de inverso(semiconduto-res podem ser viáveis, dado o custo final desses dispositivos. O estímulo a essa tecnologia possui um efeito de transbordo para aplicações em energia distribuída (fontes renováveis), aplica-ções aeronáuticas, espaciais, em equipamentos médicos e na indústria de óleo e gás (in-cluindo o pré-sal). Especificamente, o desafio para aplicações automotivas é o aumento de densidade de potência dos inversores (a redução de tamanho visa à redução de peso e melhora de requisitos de compatibilidade eletromagnética, sendo crucial a geometria e o arranjo interno de componentes) e a diminuição de perdas nos componentes ativos (perdas por chaveamento e condução nos IGBTs, ICGTs ou em algumas aplicações nas

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quais seja viável o uso de MOSFETs).6_{Ainda é mandatório o uso de eficientes}

trocado-res de calor, que mantêm os semicondutotrocado-res de chaveamento dentro da faixa de tempe-ratura de operação segura.

A tecnologia de sincronização de hub motors (motores independentes em cada roda) e a tecnologia do grupo de sistemas auxiliares de tração elétrica independente nas quatro ro-das com sistemas de reaproveitamento da energia dissipada foram consideraro-das como relevantes prioritárias. Há pouca aplicação para veículos equipados com motores nas rodas no mercado de automóveis de passeio, sendo mais comum a aplicação em bicicle-tas e veículos adaptados para pessoas com necessidades especiais. A GM desenvolveu

um carro-conceito, o Chevrolet EN-V, que usa esse sistema.7_{Os ônibus da chinesa BYD}

utilizam motores integrados ao eixo. Com isso, o chassi do ônibus não tem diferencial (caixa de engrenagens que transfere o movimento do eixo cardan para as rodas). A gran-de vantagem gran-dessa arquitetura é a acessibilidagran-de, tendo em vista que mesmo os ônibus de piso baixo possuem um grande degrau na parte traseira, e esse tipo de ônibus, sem o diferencial, pode ter o piso rebaixado em toda a sua extensão, facilitando o acesso a cadeiras de rodas e pessoas com mobilidade reduzida.

As tecnologias de uso de sistemas de proteção durante engates rápidos em trocas de bateria são relacionadas ao desenvolvimento de sistemas de carregamento rápido para VE e VEHP, tendo sido classificadas também como prioritárias no grupo de infraestrutu-ra. Nesse grupo de tecnologias, há que destacar a necessidade de envolvimento entre empresas de autopeças e/ou montadoras (que desenvolvem os veículos) e as empresas de distribuição de energia. Há pesquisas nesse sentido sendo desenvolvidas pela Itaipu Binacional em conjunto com a Fiat, e por outras empresas de distribuição de energia, como a EDP realiza em conjunto com o Instituto de Eletrotécnica e Energia (IEE) da USP.8

Outra tecnologia considerada prioritária pelos respondentes foi a utilização do freio re-generativo KERS, que equipa veículos de fórmula 1 desde 2009. Hoje este tipo de freio é fabricado e testado por diferentes empresas, a exemplo de Mercedes-Benz, Magneti Marelli, Bosch, PSA, BMW e Toyota.

1.5. Subsistema Sistemas Auxiliares

O subsistema Sistemas auxiliares foi o que apresentou o menor número de tecnologias emergentes – seis no total, sendo uma considerada crítica e cinco avaliadas como rele-vantes prioritárias.

6 IGBT – insulated gate bipolar transistor; ICGT – integrated gate-commutated thyristor; MOSFET – metal-oxide-semiconductor

field-effect transistor.

7 Disponível em: <http://www.gm.com/vision/design_technology/emerging_technology.html>. 8 Disponível em: <http://www5.usp.br/18053/iee-testara-veiculos-eletricos/>.

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Esse grupo lida basicamente com tecnologias de controle e sistemas de conforto e te-lemetria, todas ligadas à eletrônica embarcada em veículos. Guarda similaridade com o anterior (Sistemas de controle e potência), evidenciando-se a falta de competitividade do país no setor de eletrônicos. As tecnologias aqui descritas e consideradas prioritárias são desenvolvidas pelas montadoras em seus países de origem, e o programa Inovar-Au-to pode auxiliar para o aumenInovar-Au-to de seu desenvolvimenInovar-Au-to e produção local.

A tecnologia que foi considerada como crítica nesse grupo – Uso de fibra de carbono/ compósitos visando à redução da massa do veículo – reflete uma linha de pesquisa não diretamente associada à motorização, mas fundamental para o desenvolvimento e a

per-formance do veículo completo: a busca pela redução de peso total do veículo. Na busca

por maior eficiência energética, seja em VCI ou VE/VEH, o peso total do veículo é um item crítico.

Desses materiais, destaca-se a fibra de carbono. Este material, conhecido por sua resis-tência e leveza, já é utilizado comercialmente em aeronaves e veículos esportivos de alto luxo e performance (como o Lamborghini), mas seu gargalo para uso em maior escala é o alto custo. As empresas líderes desse mercado são as japonesas Toray e Teijin, que fornecem para GM, BMW e Toyota. No Brasil, há o desenvolvimento de fibra de carbo-no a partir de piche de petróleo, teccarbo-nologia que barateia o produto. Foi feita em parceria entre a Petrobras e o Exército, através do Projeto Carbono do Núcleo de Competência para o Desenvolvimento de Tecnologia de Carbono (NCDTC) do Centro Tecnológico do Exército (CTEx).9

Outra tecnologia relevante quanto a materiais de construção dos veículos é o uso de HSS (high strength steel) e UHSS (ultra high strength steel) para construção de carro-ceria de veículos, visando à redução de massa e ao aumento de eficiência e de seguran-ça veicular.

1.6. Subsistema Infraestrutura

O grupo de Infraestrutura é importante no que concerne a veículos híbridos do tipo

plu-g-in, ou seja, que podem ter sua bateria carregada conectando-se na rede elétrica, ou a

veículos elétricos puros.

Das 16 tecnologias emergentes investigadas, 13 foram consideradas prioritárias. Todas as tecnologias estão relacionadas não somente à cadeia automotiva tradicional, mas também envolvem a participação de players não tradicionais, como as empresas produ-toras e distribuidoras de energia elétrica. No Brasil, empresas como a Itaipu Binacional, EDP, Companhia Paulista de Força e Luz (CPFL), entre outras, possuem projetos de pesquisa ligados a esse tipo de tecnologia. A Agência Nacional de Energia Elétrica (Ane-9 Disponível em:

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el), o BNDES e a Financiadora de Estudos e Projetos (Finep), através do Plano de Ação Conjunta Inova Energia, disponibilizaram R$ 3 bilhões em recursos para desenvolvimento de projetos ligados a smart grids, fontes alternativas de energia e veículos híbridos).10

Das 13 tecnologias listadas como prioritárias, três estão relacionadas a sistemas de carregamento rápido de baterias (vide item 2.2), e se vinculam a tecnologias de sistemas de gerenciamento de baterias.

As demais 10 tecnologias estão ligadas ao desenvolvimento de sistemas de conexão e gerenciamento dos veículos com a rede elétrica. Umas das vantagens dos VE/VEHP é a possibilidade de usar seu excedente de energia elétrica armazenado nas baterias como fonte de abastecimento da rede em momentos em que o veículo esteja parado. Essas tecnologias são desenvolvidas paralelamente aos sistemas smart grid de distribuição de energia elétrica, que já constam de vários projetos piloto e de investimentos no Brasil (vide o Plano Inova Energia).

10 Disponível em: <http://www.brasil.gov.br/ciencia-e-tecnologia/2013/11/edital-do-inova-energia-seleciona-59-planos-de-negocios>.

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2. Análise da tendência futura das principais

tecnologias listadas como relevantes

A indústria automotiva como um todo vive um período de competição tecnológica e dis-puta por um padrão. Há autores que discutem que haveria a possibilidade de não mais existir um único padrão dominante, como foi o VCI movido a gasolina em todo o século XX. Diferentes soluções poderiam ser dominantes em diferentes mercados ou regiões. Os VEH têm boa penetração nos mercados norte-americano (em especial na Califórnia) e japonês, enquanto VEs têm maior potencial na Europa, Japão e China (Mello, Marx e Souza, 2013). Veículos pesados, como caminhões e ônibus, possuem diferentes ne-cessidades e requisitos para uso, podendo utilizar tecnologias distintas dos motores de veículos de passeio.

A Figura 2 ilustra como diferentes tipos de tecnologias têm aplicações diversas no seg-mento de mercado e aplicação do veículo.

Figura 2 – Tecnologias e suas aplicações em diferentes mercados

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No mercado chinês, a política governamental de desenvolvimento de veículos com mo-torizações alternativas vem direcionando esforços no sentido de desenvolver VE e/ou VEHP, com poucos incentivos para VEH. Em 2009, o governo lançou um programa de compras de veículos de serviço (como ônibus, caminhões, táxis e veículos de frota) em cidades (Beijing, Shangai e outras 11 grandes cidades chinesas participam do progra-ma), desenvolvidos e fabricados por companhias da China (as líderes nesse segmento são BYD, Chery e JAC) ou que formam joint ventures com fabricantes estrangeiros tra-dicionais (GM, Nissan, Toyota e Volvo participam desse programa) (Zheng et al., 2012). Em 2014, foram vendidos 74.763 unidades de VE ou VEHP na China, assim distribuídos: veículos de passeio, 70%; ônibus, 29%; e caminhões, 1%. Verificou-se um crescimento de 210% em comparação a 2013, mas ainda abaixo das previsões iniciais do governo chinês. A produção local chegou a aproximadamente 79 mil unidades. O market share

para VE/VEHP é de 0,32%, contudo.11

Analisando as principais tendências nos grupos de tecnologias pesquisadas, tem-se que, para baterias, conforme já discutido no item 2.2, os principais desafios tecnológicos são o aumento de sua densidade energética (que se traduz em maior autonomia para o veí-culo), a redução de custo, o aumento de sua vida útil e a redução do tempo de recarga. Vários tipos de baterias estão sendo desenvolvidas com estes fins.

Outra tecnologia relevante e ainda em estágio inicial de desenvolvimento – estima-se que estará no mercado em 15 anos – é a bateria lítio-ar (li-ar). Neste tipo de bateria, o oxigênio do ar é o material catódico. Sua densidade energética é bem maior que aquela das de lítio tradicionais. Outro tipo de bateria é a de lítio com água do mar. Empresa de destaque em patentes nessa tecnologia é a americana Polyplus, que recebe financiamen-to do governo americano, por intermédio da Advanced Research Projects

Agency-Ener-gy.12_{A IBM também tem patentes nesta área, e a Toyota formou uma joint venture com}

a BMW para pesquisar este tipo de bateria. Além disso, a Toyota trabalha em baterias em estado sólido, sem solução eletrolítica, o que diminui o tamanho e o peso da bateria (Rajashekara, 2013).

Em relação a motores elétricos, a tendência tecnológica futura é a ênfase em motores sem ímãs permanentes, ou seja, sem materiais terras-raras, com aumento de densidade de potência. Há quatro grandes linhas de desenvolvimento: motores de indução, moto-res de relutância chaveados (switched reluctance motors – SRM), motomoto-res de relutância síncrono (synchronous reluctance motors – SynRM), e motores de relutância síncronos com assistência de ímãs permanentes (nesse último, a performance do motor é melho-rada, com substancial redução na quantidade necessária de terras-raras) (Rajashekara, 2013).

11 Disponível em: <http://chinaautoweb.com/2015/01/2014-ev-sales-ranking/>. 12 Disponível em: <http://www.polyplus.com/company.html>.

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Nos sistemas de controle e potência, o objetivo é aumentar a densidade de energia, com redução de tamanho das centrais de controle, ocasionando o controle de temperatura e a confiabilidade de uso. A tecnologia promissora é a pesquisa de materiais semiconduto-res, substituindo-se o silício por semicondutores à base de compostos de silício e carbo-no (Si-C) e de gálio (GaN). Melhores semicondutores permitem melhor desenvolvimento de sistemas de conexão e telemetria nos veículos, reduzindo o consumo de energia. Além disso, há a tendência de os sistemas não apenas monitorarem e controlarem o veículo, mas também atuarem de maneira preventiva, detectando e corrigindo falhas (Rajashekara, 2013).

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3. Análise das tecnologias avaliadas como

não atrativas

A seguir, será feita uma análise de tecnologias que foram avaliadas como não atrativas para o setor automotivo, mas que apresentam potencial de aplicações em outros seto-res.

A tecnologia do uso de flywheel como acumulador de energia, considerada não atrativa, está sendo desenvolvida para uso em veículos da fórmula 1 desde 2009, pela equipe Williams; com aplicações para trens; e também como alternativa de armazenamento para energia eólica.13

No grupo de motor de tração, o motor elétrico de corrente alternada síncrono de ímãs permanentes foi considerado tecnologia não atrativa. Esse tipo de motor está sendo uti-lizado nos trens monotrilhos em construção para o metrô da cidade de São Paulo. Esse tipo de motor é produto já fabricado e comercializado no país pela empresa Weg, para outras aplicações que não VE ou VEH.

No grupo Infraestrutura, a tecnologia de carregamento por indução como técnica de car-regamento rápido de bateria foi considerada não atrativa. O carcar-regamento por indução é uma tecnologia conhecida, já sendo adotada para recarregar telefones celulares, e para AGV (automated guided vehicles), e há uma empresa que comercializa carregamento por indução para aplicação industrial – a alemã Conductix-Wampfler, que tem filial no país.

13 Disponível em: <http://www.williamsf1.com/AdvancedEngineering/Stationary-Flywheel-Systems/Energy-Storage-for-Rail-Applications1/>.

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4. Considerações finais

Este capítulo procurou analisar o resultado da pesquisa estruturada da ATS do Setor Automotivo, com foco no segmento de veículos híbridos elétricos. Deve-se salientar que a maioria dos respondentes (72%) se declararam oriundos da indústria. O que, por uma lado, indica conhecimento específico sobre um tema, também pode ser visto como um problema, dado que poderia haver um viés da visão mais imediata da indústria.

As tecnologias consideradas relevantes prioritárias e críticas foram analisadas em gru-pos e correlacionadas de acordo com suas similaridades. Literatura significativa sobre o assunto foi consultada, assim como o conjunto de especialistas de empresas e da aca-demia que participou da elaboração da pesquisa.

Destacam-se, na análise, as tecnologias ligadas a baterias, seu gerenciamento, carrega-mento e conexão com a rede. A autonomia de viagem (no caso de VE puros) e o custo podem ser considerados os principais desafios para a maior difusão dos VE/VEHs no mercado, e as tecnologias ligadas a estes desafios, como as elencadas anteriormente, são fundamentais para a difusão dos VE/VEHs. Essas tecnologias também mostram a necessidade que a indústria automotiva teria de cooperar com outros players não tra-dicionais na cadeia de suprimentos do setor, que ganham importância nesse cenário: as empresas de distribuição de energia e os fornecedores de baterias e de sistemas eletrônicos.

Outro grupo que conquista destaque é o de motores para tração e geração de energia, no qual o paradigma do motor a combustão interna mostra que ainda possui e continuará possuindo importância fundamental. Nos próximos 15 anos, é certo que este tipo de motorização se manterá dominante no cenário automotivo.

Convém ressaltar que, ao contrário do que aconteceu ao longo de todo o século XX e no início do XXI, pode não haver mais um único modelo de negócio e paradigma tecnológico para toda a indústria automotiva no mundo. Conforme a Figura 2 demonstra, diferentes tecnologias para diferentes mercados e aplicações ganham importância.

Nesse cenário, é importante salientar que, para os veículos pesados (caminhões e ôni-bus), diferentes tecnologias podem ser viáveis, a exemplo das células a combustível ou das baterias de chumbo. E é justamente nesse segmento que o Brasil apresenta maior possibilidade de inserção no mercado global – possui expertise, base de fornecedores e produtores locais. O anexo 1 traz uma matriz com as tecnologias analisadas como rele-vantes prioritárias e críticas, com suas possíveis aplicações para automóveis ou veículos comerciais.

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Em 2014, a Aneel, o BNDES e a Finep, por meio do Programa Inova Energia, apoiaram projetos de pesquisa e desenvolvimento em tecnologias ligadas a smart grids e veículos híbridos e eficiência energética. Poucas empresas tradicionais (montadoras e autopeças) do setor automotivo tiveram projetos selecionados – apenas a Fiat, a Magneti Marelli, a Volvo, a Bosch, a Baterias Moura, a MAN LatinAmerica e a Johnson Controls. Empresas tradicionalmente ligadas a outros setores também tiveram projetos aprovados, como a Weg e a Helibras, entre outras.

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Referências

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passageiros e comerciais leves. Anfavea: Mimeo., 2013a.

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ANTONINI, R.G. Éter etílico – uma opção para os motores diesel. Ampliação da faixa de emprego dos motores diesel pela maior disponibilidade de combustível. Revista

Química Industrial, v.593, p. 10-12, 1981.

BOAVIDA,N. et al. Technology transition towards electric mobility – technology

assess-ment as a tool for policy design. International Colloquium of Gerpisa. Paris França, 2013.

CASTRO, B. H.; FERREIRA, T. T. (2010). Veículos elétricos: aspectos básicos, perspec-tivas e oportunidades. BNDES Setorial, Veículos, p. 267-310, 2010. Disponível em: <www.bndes.gov.br/SiteBNDES/export/sites/default/bndes_pt/Galerias/Ar-quivos/conhecimento/bnset/set32108.pdf>.

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RAJASHEKARA, K. Present status and future trends in electrical vehicles propulsion technologies. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, v. 1, n. 1, 2013.

RASKIN, A.; SHAH, S. The emergence of hybrid vehicles: ending oil’s stranglehold on

transportation and the economy. Alliance Bernstein Research on Strategy Change,

June 2006. Disponível em: <www.evworld.com/library/PHEV_AllianceBernstein. pdf>. Acesso em: 22 jun. 2014

TARASCON, J.M.; ARMAND, M. Issues and challenges facing rechargable lithium bat-teries. Nature, v. 414, p. 359-367, 2001.

ZHENG, J. et al. Strategic policies and demonstration program of electric vehicle in

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Grupo Tencologia Relavate Prioritária / _Crítica Tecnologia Aplicação Comentários / Tendências de Desenvolvimento Futuro

Acumuladores de Energia

Relevantes Prioritárias

Uso de baterias chumbo ácida carbono (PbC) em veículos elétricos híbridos visando ao aumento de densidade energética e/ou

aumento de densidade de potência e/ou redução de peso e/ou custo das baterias. Caminhões / ônibus Baixa densidade energética, é uma evolução de baterias chumbo ácida, largamente utilizadas .

Uso de elementos químicos alternativos no eletrodo positivo (líquido) da bateria de sódio para veículos elétricos híbridos,

plug-in ou veículos elétricos puros visando ao aumento da densidade de energia e/ou de potência e/ou vida útil da bateria. Automóveis

Aplicação estacionária, mas sua vantagem em relação a baterias de Li é a maior disponibilidade de matéria prima e sua reciclabilidade . Sua desvantagem é a alta temperatura de operação (cerca de 270ºC). Itaipu/Fiat está

trabalahndo nessa alternativa

Uso de elementos químicos e materiais alternativos em baterias visando retardar o processo de envelhecimento da bateria. Automóveis/ Caminhões/_Ônibus Melhora de performance e aumento de vida útil de _baterias Uso de BMS (Battery Management System) no gerenciamento da energia elétrica para controle da temperatura em veículos

elétricos híbridos ou veículos elétricos puros visando melhorar o gerenciamento de carga das células da bateria e/ou da temperatura e/ou aumentar a vida útil e/ou a segurança destes sistemas.

Automóveis/ Caminhões/

Ônibus com smart grids e para carregamento rápido de bateriasTecnologias fundamentais para integração de VE/VEHP Uso de BMS (Battery Management System) no gerenciamento da energia elétrica, em veículos elétricos híbridos ou veículos

elétricos puros, visando ao controle da temperatura para melhorar o gerenciamento de carga das células da bateria e/ou aumentar a vida útil e/ou a segurança destes sistemas.

Uso de BMS (Battery Management System) no aproveitamento da energia perdida pelo MCI para aquecimento das baterias em veículos elétricos híbridos e elétricos puros visando melhorar o gerenciamento de carga das células da bateria e/ou da

temperatura e/ou aumentar vida útil e/ou a segurança destes sistemas.

Relevantes Críticas

Uso de baterias de íon lítio – íon (Co,Mn, FePO4, Ni, etc.) em veículos elétricos híbridos e plug-in visando ao aumento de densidade energética e/ou aumento de densidade de potência e/ou redução de peso e/ou custo das baterias.

Automóveis

Baterias íon Lítio são as mais utilizadas em automóveis (e em outras aplicaçòes como celulares e notebooks). Tendência futuras : Baterias lítio-ar, em estado sólido e

Lítio/água do mar Uso de baterias de íon lítio – íon (Co,Mn, FePO4, Ni, etc.) em veículos elétricos puros visando ao aumento de densidade

energética e/ou aumento de densidade de potência e/ou redução de peso e/ou custo das baterias.

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Geradores de Energia Relevantes Prioritárias

Uso de motor a combustão interna desenvolvido especificamente para etanol em veículos elétricos híbridos visando ao

aumento da eficiência da conversão de energia e/ou redução de custo de operação e/ou impacto ambiental. Automóveis

Melhora eficiência na conversão de enrgia. Há dois projetos em andamento de oesquisa sobre este tema - um

da Fiat, outro da PSA/Universidades

Uso de células (pilhas) a combustível com fulereno em nanotubos ou fibras de carbono como armazenador de hidrogênio em veículos elétricos híbridos ou veículos elétricos puros visando ao armazenamento mais seguro de hidrogênio.

Caminhões / ônibus

Dois projetos no Brasil desenvolvem ônibus movido a células de hidrogênio. Um coordenado por pesquisadores

da UFRJ, outro pela EMTU/SP Uso de células (pilhas) a combustível com hidretos metálicos como armazenador de hidrogênio em veículos elétricos híbridos

ou veículos elétricos puros visando ao armazenamento mais seguro de hidrogênio.

Uso de células (pilhas) a combustível com hidrogênio gasoso armazenado em cilindros de pressão em veículos elétricos híbridos ou veículos elétricos puros visando ao armazenamento e abastecimento mais seguro de hidrogênio.

Uso de etanol em células (pilhas) a combustível em veículos elétricos híbridos ou veículos elétricos puros visando à redução de custo de operação e/ou impacto ambiental.

Uso de motor a combustão interna ciclo Otto com melhorias no design do motor em veículos elétricos híbridos visando ao

aumento da eficiência da conversão de energia. Automóveis

Maior parte dos esforço atual de pesquisa de montadoras ainda é sobre MCI

Uso de motor a combustão interna ciclo Diesel com etanol como combustível em veículos elétricos híbridos visando ao aumento da eficiência da conversão de energia e/ou redução de custo de operação e/ou impacto ambiental.

Caminhões/ Ônibus * No Brasil, não é permitido uso de diesel

em veículos de passseio

Uso de motor a combustão interna multicombustível (tipo flex) em veículos elétricos híbridos visando ao aumento da eficiência da conversão de energia e/ou redução de custo de operação e/ou impacto ambiental.

Automóveis/ Caminhões/ Ônibus

Uso de DME (dimetil éter) como combustível em motores a combustão interna em veículos elétricos híbridos visando ao

aumento da eficiência da conversão de energia, e/ou redução de custo de operação e/ou impacto ambiental. Automóveis

Uso de DEE (dietil éter) como combustível em motores a combustão interna em veículos elétricos híbridos visando ao aumento

da eficiência da conversão de energia, e/ou redução de custo de operação e/ou impacto ambiental. Caminhões/ Ônibus

Uso de motor a combustão interna ciclo Atkinson em veículos elétricos híbridos visando ao aumento da eficiência da conversão

de energia. Automóveis

Uso de motor a combustão interna ciclo Diesel com melhorias no design do motor em veículos elétricos híbridos visando ao aumento da eficiência da conversão de energia.

Caminhões/ Ônibus * No Brasil, não é permitido uso de diesel

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Motor Tração

Uso de motor elétrico de corrente alternada (CA) de indução com refrigeração líquida aplicados em veículos elétricos híbridos ou veículos elétricos puros visando reduzir tamanho do motor e/ou substituir materiais “terras raras” por outros mais baratos e/

ou mais fácil obtenção.

Tendência futura é desenvolvimento de motores elétricos sem ímãs permanentes, ou com substancial redução de

seu uso Uso de vernizes resistentes e materiais isolantes resistentes a 200oC nos componentes de motores elétricos aplicados em

veículos elétricos híbridos ou veículos elétricos puros visando aumentar a densidade de potência.

Uso de mancais isolados em componentes de motores elétricos aplicados em veículos elétricos híbridos ou veículos elétricos puros visando evitar dano por passagem de corrente.

Uso de motores com ignição por centelha (SI) aplicados em veículos elétricos híbridos ou plug-in visando otimização do regime

para rotação constante. Automóveis

Maior parte dos esforço atual de pesquisa de montadoras ainda é sobre MCI

Uso de motores com ignição por compressão (CI)aplicados em veículos elétricos híbridos/plug-in visando otimização do regime

para rotação constante. Caminhões/ Ônibus Uso de combustíveis alternativos (etanol, biogás, GNV, biodiesel) em motores para veículos elétricos híbridos ou plug-in visando

ao aumento da eficiência do motor. Automóveis/ Caminhões/Ônibus Uso de ignição por centelha (SI) sobrealimentadas em motores alternativos aplicados em veículos elétricos híbridos paralelos

ou plug-in visando à redução das emissões de gases e/ou do consumo de combustível.

Automóveis Uso de ignição por centelha (SI) e etanol de alto desempenho aplicados, simultaneamente, em motores alternativos, em

veículos elétricos híbridos paralelos ou plug-in visando à redução das emissões de gases e/ou do consumo de combustível. Uso de ignição por centelha (SI) em motores alternativos com sistemas de injeção aplicados em veículos elétricos híbridos

paralelos ou plug-in, resistentes ao etanol, visando à redução das emissões de gases e/ou do consumo de combustível. Uso de ignição por centelha (SI) em motores alternativos otimizados para operação em misturas pobres (Leanburnengines) aplicados em veículos elétricos híbridos paralelos ou plug-in visando à redução das emissões de gases e/ou do consumo de

combustível.

Uso de diesel com gerenciamento eletrônico em motores alternativos utilizando ARLA 32 para controle de emissões, aplicados em veículos elétricos híbridos paralelos ou plug-in, visando à redução das emissões de gases e/ou do consumo de combustível.

Caminhões/ Ônibus Uso de diesel com gerenciamento eletrônico em motores alternativos utilizando filtros de particulados de tamanho reduzido

aplicados em veículos elétricos híbridos paralelos ou plug-in visando à redução das emissões de gases e/ou do consumo de combustível.

Uso de motor a combustão interna multicombustível (tipo flex) com melhorias no design do motor em veículos elétricos híbridos paralelos/plug-in visando aumento da eficiência da conversão de energia e/ou redução de custo de operação e/ou

impacto ambiental.

Automóveis

Uso de DEE (dietil éter) como combustível em motores a combustão interna em veículos elétricos híbridos paralelos ou plug-in

visando ao aumento da eficiência da conversão de energia e/ou redução de custo de operação e/ou impacto ambiental. Caminhões/ Ônibus Uso de DME (dimetil éter) como combustível em motores a combustão interna em veículos elétricos híbridos paralelos ou

plug-in visando ao aumento da eficiência da conversão de energia e/ou redução de custo de operação e/ou impacto ambiental Automóveis Relavante Crítica Uso de materiais magnéticos de alto desempenho em motores elétricos aplicados em veículos elétricos híbridos ou veículos _{elétricos puros visando aumento da densidade de potência e/ou do rendimento dos motores.} Automóveis/ Caminhões/_Ônibus

Aumento do rendimento do motor com redução de peso. Nesse caso, o uso de materiais magnéticos é fundamental,

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Sistemas de Controle

e Potência Relevantes Prioritárias

Uso de sistemas de gerenciamento de múltiplas fontes de energia em veículos elétricos híbridos visando a otimização do uso de energia.

Melhoria eficiência energia e segurança dos usuários Uso de conectores a base de materiais de alta condutividade e resistência ao desgaste em sistemas de distribuição de energia

aplicados em veículos elétricos híbridos e veículos elétricos puros visando reduzir perdas com dissipação de energia. Uso de conectores a base de materiais de alta condutividade e resistência ao desgaste em sistemas de distribuição de energia

aplicados em veículos elétricos híbridos e veículos elétricos puros visando aumentar a segurança dos usuários. Uso de freio regenerativo KERS em veículos elétricos híbridos e veículos elétricos puros visando aumentar a segurança dos

usuários. Utilizados na F1, já estão sendo testados e fabricados por diferentes empresas

Uso de freio regenerativo KERS em veículos elétricos híbridos e veículos elétricos puros visando reduzir perdas com dissipação de energia.

Uso de sistemas de sincronização de motores independentes de cada roda em veículos elétricos híbridos e veículos elétricos

puros com “hub motors” visando aumentar a segurança da utilização e/ou a eficiência do uso de energia. Ônibus com piso baixo Aumento de acessibilidade Uso de sistemas de proteção de distribuição de energia durante engate rápido em trocas de baterias aplicados em veículos

elétricos híbridos e veículos elétricos puros visando aumentar a segurança dos usuários.

Vide item infraestrutura Uso de sistemas de proteção de distribuição de energia durante engate rápido em trocas de baterias aplicados em veículos

elétricos híbridos e veículos elétricos puros visando reduzir perdas com dissipação.

Uso de semicondutores (IGBT) em inversores de frequência aplicados em veículos elétricos híbridos e veículos elétricos puros

visando à redução de custos. Eletrônica ganha cada vez mais importância na cadeia automotiva. Pesquisas para substituição de materiais

semicondutores por materiais mais eficientes Uso de unidade de controle principal de energia em veículos elétricos híbridos seriais visando à otimização da engenharia de

hibridização da energia embarcada.

Uso de sistemas integrados de controle do motor de tração elétrica e do motor a combustão interna em veículos elétricos

híbridos visando à otimização da engenharia de hibridização da energia embarcada. Tendência em controle preventivo

Sistemas Auxiliares

Uso de dispositivos semicondutores, componentes passivos, microprocessadores e trocadores de calor em conversores auxiliares (inclusive DC/DC) para outros sistemas aplicados em veículos elétricos híbridos e elétricos puros visando à redução de

custos.

Uso de sistemas de iluminação, sistema de multimídia e telemetria, recarga de dispositivos pessoais adaptados para veículos

elétricos híbridos e veículos elétricos puros visando ao aumento do conforto. Uso de bombas e compressores elétricos em veículos elétricos híbridos e veículos elétricos puros visando ao aumento da

eficiência energética.

Uso de sistema de arrefecimento ar/líquido com faixa de temperatura integrado entre MCI e motores elétricos (de tração e de outros sistemas, como ar condicionado e bombas) em veículos elétricos híbridos visando ao aumento da eficiência e do

desempenho.

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Infraestrutura Relevantes Prioritárias

Uso de protocolos de conexão do VEHP (veículo elétrico híbrido paralelo plug-in) ou veículo elétrico puro com a rede de abastecimento visando ao abastecimento seguro e/ou eficiente do veículo.

Sistemas de gerenciamento e carregamento rápido de baterias

Uso de sistema de carregamento rápido da bateria em veículos elétricos híbridos paralelos plug-in ou veículos elétricos puros visando à redução do tempo de recarga.

Uso de sistema de carregamento rápido da bateria através do uso de super capacitores em trólebus elétricos híbridos paralelos plug-in visando à redução do tempo de recarga.

Uso de sistema on-board (conversores/inversores) como sistema de carregamento rápido da bateria em veículos elétricos híbridos paralelos plug-in ou veículos elétricos puros visando à redução do tempo de recarga.

Uso de sistema programável de recarga lenta CC e CA em veículos elétricos híbridos plug-in ou veículos elétricos puros visando integrar a rede elétrica existente ao sistema de recarga do veículo (smart-grid).

Uso de sistema programável de transferência de energia por contato em veículos elétricos híbridos plug-in ou veículos elétricos puros visando integrar a rede elétrica existente ao sistema de recarga do veículo (smart-grid).

Uso de sistema programável de transferência de energia por plugs de CC e CA em veículos elétricos híbridos plug-in ou veículos elétricos puros visando integrar a rede elétrica existente ao sistema de recarga do veículo (smart-grid).

Uso de smart grid usando a energia acumulada em baterias de veículos elétricos híbridos ou veículos elétricos puros para fornecer energia elétrica para a rede em horários de pico em sistemas de energia.

Interação entre veículo e rede de distribuição Uso de protocolo de comunicação interativo entre veículos elétricos híbridos ou veículos elétricos puros e a rede elétrica

existente visando integrar a rede elétrica existente ao sistema de recarga do veículo (smart-grid).

Uso de infraestrutura wireless entre veículos elétricos híbridos ou veículos elétricos puros e a rede elétrica existente visando integrar a rede elétrica existente ao sistema de recarga do veículo (smart-grid).

Uso da infraestrutura cabeada entre veículos elétricos híbridos ou veículos elétricos puros e a rede elétrica existente visando integrar a rede elétrica existente ao sistema de recarga do veículo (smart-grid).

Uso de aplicativos para gestão de energia (pelo usuário e pelas empresas de energia) entre veículos elétricos híbridos ou veículos elétricos puros e a rede elétrica existente através de infraestrutura cabeada visando integrar a rede elétrica existente ao

sistema de recarga do veículo (smart-grid).

Uso de sistema de armazenamento de energia através de banco de baterias visando transferir energia de forma mais rápida, no momento da recarga, aos veículos elétricos híbridos ou veículos elétricos puros.

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