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Batteries: Lower cost than gasoline?Juan Camilo Morales CortsJonathan Andrs Ortiz Forero

Universidad Nacional de ColombiaObjetivoMostrar las formas en que pueden funcionar los automviles, mostrando los enfoques con sus respectivos pro y contras. (motores de combustin, de descarga profunda, bateras) hbridos convencionales y los ms complejos, dndole un enfoque ecolgico y econmico.

ResumenBsicamente se busca comparar el ciclo de vida de un automvil elctrico y un auto que funciona a partir de combustible (gasolina), teniendo en cuenta costos (costo competitivo), precio de gasolina, la tecnologa usada, rendimiento, eficiencia, y la forma en que se adaptan a las necesidades de los consumidores. Dndole un enfoque ambiental y econmico. (beneficios de cada tipo de automvil).

Los coches elctricos son viables, compiten en cuanto a costos, tienen alto rendimiento y alta eficiencia alternativa, refirindose esto a la posibilidad de renovar la energa proporcionada de forma elctrica. A continuacin se mostrarn los dos tipos de motores usados para establecer la comparacin, con el enfoque ya mencionado. Motor BEW (Battery electry vehicule) y motor ICE (Internal combustionengine).

PHEV: vehculo hbrido enchufable, es un hbrido elctrico cuyas bateras pueden ser recargadas enchufando el vehculo a una fuente externa de energa elctrica. El vehculo hbrido enchufable comparte las caractersticas de un hbrido elctrico tradicional y de un vehculo elctrico, ya que est dotado de un motor de combustin interna (gasolina, disel o flex-fuel) y de un motor elctrico acompaado de un paquete de bateras recargarse enchufando el vehculo en el sistema de suministro elctrico.

ICE: Unmotor de combustin interna,motor a explosinomotor a pistn, es un tipo de mquina que obtieneenerga mecnica directamente de la energa qumica de un combustible que arde dentro de la cmara de combustin. Su nombre se debe a que dicha combustin se produce dentro de la mquina en si misma.

Vehculos elctricos de batera (B.E.V).Ventajas Eficiencia del pozo a la rueda 2,6 veces mayor.Libre de carbono.Menor mantenimiento.Combustible mas econmico.Desventajas Costo de las bateras.Limite entre el costo y la potencia.

Desarrollo de los B.E.V.1996 General Motors presenta el 1 modelo de BEV con gama de 90 a 120 kms.Uso de las bateras de hidruro de nquel permiten una gama de 135 kms.Bateras de litio disminuyen el peso y aumentan la vida til.Bateras de litio usando nanotecnologa aumentan la velocidad de carga y su vida til.

Vehculos de combustion interna (I.C.E.)Ventajas Obtienen grandes potencias con facilidad.Es el motor de mayor uso actual.Tiene una gran versatibilidadDesventajas Poca eficiencia en el aprovechamiento del combustible. Altos niveles de contaminantes como residuos.Problematicas en la disponibilidad del combustible

Prospecciones para las bateras de litioBateras litio azufre tienen el doble de la autonoma y el mismo tamao.(2015)Bateras de litio aire generan hasta 500 km mejorando la eficiencia.(2020)Los proyectos son ambiciosos y requieren una gran inversin a futuro.El costo ser elevado mientras las tecnologas se favorecen.

MetodologaPara determinar efectivamente el costo del ciclo de vida se analizaron los vehculos elctricos e ICE que son muy similares: dos coches deportivos y dos coches de menor precio. A base de gasolina el Lotus Elise, el deportivo y elctrico Tesla Roadster ;son similares en tamao y rendimiento, y se basan en marcos casi idnticos.El costo de los vehculos de ICE se divide en tres categoras: el precio de compra, mantenimiento y gasolina. Mantenimiento slo incluye mantenimiento programado regularmente, pero no repara. El costo BEV se divide en cuatro categoras: el precio de compra, sin bateras, mantenimiento, electricidad, y las bateras en funcin del rango deseado.

Se asume que las pastillas de freno y rotores tendran el doble de la vida de los de los vehculos de gasolina debido a la frenada regenerativa. Mientras que la inversin inicial de un coche elctrico es ms alto, el coche elctrico se requiere menos dinero cada ao. Ahorros futuros se descuentan a valor actual (PV), en consecuencia: PV= C/ (1t D)YPara determinar los costos la gasolina, se asumi que los precios aumentaran linealmente con el tiempo. El precio promedio de la gasolina en cada ao se multiplic por el nmero de galones consumidos. Este se convierte en valor presente , y el costo de cada ao se suman para dar el costo total de la gasolina. Esto se repiti para cada precio promedio de la gasolina diferenteResultados Quien es el mejor?

Scion xbVs

E-box

Lotus Elise Sports Car

Tesla RoadsterVsFuel carsElectric carsAnlisis de costo de vehculos en dlares de acuerdo a kilometraje.Se comparan los costos de viajar en BEVs con los costos promedio al viajar en lneas areas, viajes en tren y en ICE. Los precios de la promedio de la gasolina se muestran durante la vida til de los BEVs 12 aos. El precio de compra de los coches elctricos es el precio de todo, excepto de la batera. El costo de la batera se da en trminos de alcance en Km.ResultadosHay un gran numero de escenarios en los cuales los carros Acoplados a Bateras elctricas (BEV), son mas econmicos que los carros de ingeniera de combustin interna (ICE).Como afectara el precio de la gasolina?De esta manera si se considera un carro de una autonoma de 139 km acoplado a una batera de $500/kWh, y suponiendo que el precio de la gasolina se constante los prximos 12 aos ($3/gal) el costo de un BEVs representara el mismo costo que un auto de ingeniera de combustin interna.Como afectara el precio de la gasolina?De otra manera segn las proyecciones econmicas se espera que en los prximos 12 la gasolina adquiera un valor aproximado de $10/ gal, entonces podramos comprara un auto con una autonoma de 331 km, lo que implicara un cambio en la batera del automvil (aumento en la inversin de la batera).De esta manera este tipo de tecnologa se Hace interesanteCon el aumento que se prev en el costo de la gasolina este tipo de tecnologas se hace interesante.

De esta manera si estos vehculos se producen en masa esto disminuira el costo del vehculo y de las bateras, lo que hara aun mas rentable la adquisicin de esta tecnologia.

Comparacin Elise vs TeslaLa comparacin entre los precios del Elise y Tesla no se puede representar debido a que el auto tesla aun est en fase experimental, mientras que del auto Elise se han 12000 carros.

Como se realizo el calculo del costo de los autos?La evaluacin del valor econmico de los distintos vehculos se realiz, a partir del costo del motor del vehculo, teniendo en cuenta los costos de produccin, Materia prima y mano de obra, y costos de instalacin, aunque se debe tener en cuenta que el valor la mano de obra est sujeto a cambios y aumenta al pasar los aos.

Quienes son candidatos para adquirir un BEVs?La autonoma en el kilometraje de cada carro debe cubrir las expectativas de cada cliente, aunque estadsticamente este no parece ser un gran problema debido a que al menos en Norte Amrica el 78% de la poblacin recorre una distancia menor a 64 km al dia, ,lo que implica que la mayora de estos recorrido puede realizarse en un BEV acoplado a una batera con autonoma de 139 km.

Que hacer cuando se viajan largas distancias?Pero para las personas que necesitan hacer recorridos largos igual hay soluciones, como el uso de vehculos hbridos, anuqu se debe aclara que uno de los ms grandes inconvenientes se presenta al momento de realizar viajes largos, otra alternativa es utilizar transporte pblico.

Algunas ventajas extra de los BEVs(1)Inability to refuel at home, requiring stops at a gas station. A BEV can refuel at most places it can park. (2) Increased maintenance trips such as changing of engine fluids. (3) Increased repairs due to greater complexity of the ICE.

Que pasara en el futuro?En el futuro Se observara un aumento en el costo de los vehculos ICE debido a sus impacto negativo en el medio ambiente y a las leyes polticas que cada vez se hacen ms estrictas en el tema medioambiental.como cambiaran las fuentes de energia?

Conclusiones Debido a que la mayora de norteamericanos realizan viajes cortos diariamente esta puede ser uan tecnologa muy valiosa en cuanto a economa e impactos ambientales, a dems esta nueva tecnologa se hace viable mediante el aumento en la produccin y la disminucin de sus costos.

Preguntas?

BibliografiaBatteries:Lowercostthangasoline? MathewWerber,MichaelFischer,PeterV.Schwartz Cal PolyPhysicsDepartment,SanLuisObispo,CA93407,UnitedStates Li-ion batteries and portable power source prospects for the next 510 years Michel Broussely, Graham Archdale SAFT, Specialty Battery Group, BP 1039, 86060 Poitiers, France.