Tecnologias Bosch para Etanol · Histórico de P&D da Bosch Brasil - Etanol Perspectivas no uso do...

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Tecnologias Bosch para Etanol

Bruno Bragazza

Fábio Ferreira

Mário Massagardi

1




Processo de Gerenciamento da Inovação

Agenda

Perspectivas no uso do Etanol – Sistemas Otto

Histórico de P&D da Bosch Brasil - Etanol

Perspectivas no uso do Etanol – Sistemas Diesel

2




Relacionamento com montadoras

Agenda

Perspectivas Etanol – Sistemas Otto

Histórico de P&D da Bosch Brasil - Etanol

Perspectivas Etanol – Sistemas Diesel

3




Flex Fuel: Caso de Sucesso Bosch Brasil

4

Prêmio Nacional FINEP de Inovação

1985

Início desenv. Componentes p/

Etanol e Sistemas de Injeção/Ignição Eletrônica Analóg.

1992

Início desenv. do sistema Flex Fuel

2003

1º veículo

Flex Fuel

em série

2006

Bosch Brasil: 30 anos de experiência com Etanol e Flex Fuel

2007

1º sistema E85 no

mundo Bosch

(C307 and C4)

2005

2004

1º veículo

Tri-Fuel

Centro de

Competência Mundial

1989

LançamentoGol GTi

1990

Início desenv. de Sistemas de Injeção/Ignição Eletrônica Digitais

… 1994

Apresentação do Omega FlexFuel




FLEX START®: Caso de Sucesso Bosch Brasil

5

Lançamento 1º veículo

com Flex Start

Bosch Brasil: 30 anos de experiência com Etanol e Flex Fuel

2004

Início Desenv.

Flex Start

…

Lançamento de alto

volume no motor

EC5 (Peugeot e

Citroen)

Desenvolv. de nova

versão do com

galeria plástica

2009 2011

2012

2013

Lançamento de alto

volume do Peugeot 208,

Honda Civic, Ford Fiesta

e Nissan Sentra

2013 .. 2014

+ 7 novas nomeações

OEM-A: Proj.1, 2 e 3

OEM-B: Proj. 1 e 2

OEM-C: Proj. 1 e 2

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Robert Bosch LA | Gasoline Systems

Gasoline Systems

Innovation Award

Environment

Innovation of the year

06.0

9

Powertrain & Systemist

BES Bosch Engineering

System

Technology Innovation

06.1

2

09.1

2

08.1

2

Innovation

Gasoline Systems Latin America |

and Direct Injection Flex Fuel Awards

05.1

3

Technology Innovation

Innovation

study of value chain

09.1

3

Autoparts

06.1

4

Flex Start

Direct Injection

6




Processo de Gerenciamento da Inovação

Agenda


Histórico de Desenvolvimento Bosch Brasil


7

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Innovation Management Process

Gasoline Systems

Processo de gerenciamento da inovação

Geração

e coleção

de ideias

Definição de

campos de

prospecção

Filtro de

ideias

Estudo,

pesquisa,

conceituação

e decisão

Apresentação

aos clientes

Parceria para

projeto piloto Lançamento

N

Projetos seguintes Projetos seguintes

Backlog

1. Plano de gerações

2. Inovação incremental

3. Inovação revolucionária

CATEGORIAS

Desenvolvimento da plataforma de produto/ serviço

Gerenciamento do ciclo de vida da inovação …

8



Innovation Management Process

Gasoline Systems

Cases de introdução da Inovação no Brasil

Geração

e coleção

de ideias

Definição de

campos de

prospecção

Filtro de

ideias

Estudo,

pesquisa,

conceituação

e decisão

Apresentação

aos clientes

Parceria para

projeto piloto Lançamento

Desenvolvimento da plataforma de produto/ serviço

1992 1992 - 1994 1994 - 2002 2002 - 2003 2003 FLEX FUEL

2006 - 2009 2012 - 2015 2015

DUALFUEL

DIESEL-GNV

2004 2004 - 2006 2006 - 2008 2008 - 2009 2009 FLEX START

2004 - 2006

2009 - 2013

Injeção direta: 1998 - 2012

StartStop: 2005 - 2014

Trifuel: 2002 - 2004 Tempo de maturação da inovação de poucos anos a década

9





Agenda

Perspectivas no uso do Etanol – Sistemas Otto



10



Evolução dos sistemas de gerenciamento eletrônico

Gasoline Systems

Foco da tecnologia para etanol

Fonte: ANFAVEA

Mercado / regulação

Tecnologia

0

500.000

1.000.000

1.500.000

2.000.000

2.500.000

3.000.000

3.500.000 197

3

197

5

197

9

198

5

1991

1992

2003

2007

2009

2014

2016

2020

Flex Fuel

Gasolina E0 Etanol E100 Gasolina E22

Desenvolvimento de sistema injeção para etanol

Lançamento do

FLEX FUEL

Invenção e divulgação do

FLEX FUEL

1º crise

petróleo PROALCOOL

2º crise

petróleo

Crise

abastecimento

de etanol

Lançamento do

Alteração do IPI

para FLEXFUEL

Viabilizar o etanol, melhorar emissões

Foco da tecnologia

Eliminar impacto na partida

Melhorar consumo

Expandir o uso

Eliminar impacto na

autonomia

Venda de

veículos (unid.)

Proconve L1

11





Gasoline Systems


Fonte: ANFAVEA


Tecnologia

0

500.000

1.000.000

1.500.000

2.000.000

2.500.000

3.000.000

3.500.000 197

3

197

5

197

9

198

5

1991

1992

2003

2007

2009

2014

2016

2020

Flex Fuel


1º crise

petróleo PROALCOOL

2º crise

petróleo

Crise

abastecimento

de etanol

Alteração do IPI

para FLEXFUEL

Foco da tecnologia

Viabilizar o etanol, melhorar emissões Eliminar impacto na partida

Melhorar consumo

Venda de

veículos (unid.)

Proconve L1

12


Melhorar consumo

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Gasoline Systems

Sales VVTLow Resistance

Tires

Drag Reduction (e.g.

aerodynamics)

Downsizing (3cil.)

High efficiency alternator

Engine Friction Reduction

Stop/Start DI Flex-Fuel

6 speed manual

transmission (override function)

Turbo Charging

% on sales: 100% 85% 67% 59% 36% 25% 21% 21% 6% 5% 4%

Sales 3.319.358 2.809.216 2.216.199 1.964.984 1.186.389 844.780 713.052 690.245 185.236 172.390 124.800

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

% o

n s

ale

s

Evolução do gerenciamento eletrônico

Tecnologias para melhoria de eficiência

Perspectivas no uso do Etanol

13

Turbo

compressor

4%

Vendas

100%

VVT

85%

Pneus

Baixo

atrito

67%

Arraste

Aero-

dinâmico

59%

Down

sizing

36%

Eficiência

Alternador

25%

Atrito

motor

21%

Start

Stop

21%

DI

Flex

6%

Aumento

marchas

5%

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Tecnologias Bosch para eficiência energética

14

Advanced PFI

Injeção Direta

(turbo, downsizing)

Gerenciamento elétrico

Start-Stop

Eficiência do alternador

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Gasoline Systems

Injeção direta Flex-Fuel Etanol: impactos

nmot

start idle launch

T

n

t

@-5°C

clutch

closing

Partida frio

Diluição do óleo

15

Propertiesgasoline

E22

ethanol

E100

stoichiometric ratio - ~14.5 9.0

octan number RON 95 129

calorific value MJ/kg ~39.5 26.8

evaporation enthalpy kJ/kg ~450 900

… … …

Adaptação de

mistura

Consumo

Peformance

Turbo-compressor




Gasoline Systems

99% 99% 93% 84%

1% 1% 7% 16%

2012 2014 2016 2020

Injeção Direta

Injeção no coletor

Penetração de motores injeção direta

Fonte: Bosch

16

0,80

1,30

1,80

2,30

2,80

900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800

Efi

ciê

ncia

en

erg

éti

ca (M

J/K

m)

Massa do veículo (kg)

4 cyl 1,4l NA

MFI

2V, VVT

tecnologias

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Gasoline Systems


*Classificação em acordo com NHTSA (National Highway Traffic Safety Administration)

Leve* Compacto Médio-pesado Médio (Entry + Sub-Compact)

2013

2017

Tendências de configuração de motores

3 cyl 1,0l TC

DI

4V, VVT

3 cyl 1,5l NA

MFI

4V, VVT

4 cyl 1,8l NA

MFI

2V & 4V VVT

tecnologias

4 cyl 2,0l NA

MFI

2V & 4V VVT

Tecnologias

4 cyl 1,4l TC

DI

4V, VVT

4 cyl 1,4l TC

DI

4V, VVT

Start-Stop

4 cyl 1,5l TC

DI

4V, VVT

Start-Stop

4 cyl 1,8l TC

DI

4V, VVT

Start-Stop

4 cyl 2,0l TC

DI

4V, VVT

Start-Stop

New engine concepts

Current engine +

improvements

4 cyl 2,0l

DI

4V, VVT

Start-Stop

3 cyl 1,0l TC

MFI

4V, VVT

17



Arquiteturas Powertrain com eletrificação

A

Start

Stop 2

4 6

x 1000 / min

40

80

160

200 km/h

-

0

HEV Plug in

Recuperation

Boost

e-drive

Diesel Gasoline Systems

A

Start

Stop 2

4 6

x 1000 / min

40

80

160

200 km/h

120

0

Coasting

Po

ten

cia

l d

e e

fic

iên

cia

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

200 km/h

-

0

Híbrido

Start/Stop Coasting

BRS <60V

Recuperation

Coasting

Boost

Coasting

Coasting

Recuperation

Boost

e-drive 2

4 6

x 1000 / min 0 40

80 120

160

200 km/h 0

A

Start

Stop

Base: Start/Stop

Complexidade/Custos

48V Power Net

Start/Stop avançado

A

Start

Stop 2

4 6

x 1000 / min

40

80 120

160

200 km/h 0 20

18


Fonte: BOSCH

18




Gasoline Systems


Fonte: ANFAVEA


Tecnologia

0

500.000

1.000.000

1.500.000

2.000.000

2.500.000

3.000.000

3.500.000 197

3

197

5

197

9

198

5

1991

1992

2003

2007

2009

2014

2016

2020

Flex Fuel


1º crise

petróleo PROALCOOL

2º crise

petróleo

Crise

abastecimento

de etanol

Alteração do IPI

para FLEXFUEL


Foco da tecnologia


Melhorar consumo

Eliminar impacto na

autonomia

Venda de

veículos (unid.)

Proconve L1

19

Eliminar impacto na autonomia

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Projeto VCR: taxa de compressão variável

Tecnologias para Etanol

Gasoline Systems

admissão

Compressão

Combustão

exaustão

taxa original

taxa aumentada

Torque adicional

TDC BDC

volumevolume

.min.maxcompressão de Taxa

20

http://en.wikipedia.org/wiki/File:P-V_otto.png

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Tecnologias para Etanol

Gasoline Systems

Visão geral do projeto VCR

Foco em aproveitamento do etanol em motore flex-fuel

Análise de conceitos mecânicos, atuadores, controle eletrônico e novos produtos.

Conceituação em modelos matemáticos e motor de um cilindro

Resultados comprovados em veículo demonstrador.

VCR

Bosch

Empresa parceira

Universidade

21




Gasoline Systems


Fonte: ANFAVEA


Tecnologia

0

500.000

1.000.000

1.500.000

2.000.000

2.500.000

3.000.000

3.500.000 197

3

197

5

197

9

198

5

1991

1992

2003

2007

2009

2014

2016

2020

Flex Fuel


1º crise

petróleo PROALCOOL

2º crise

petróleo

Crise

abastecimento

de etanol

Alteração do IPI

para FLEXFUEL

Foco da tecnologia

Melhorar consumo

Expandir o uso

Eliminar impacto na

autonomia

Venda de

veículos (unid.)

Proconve L1

22

Expandir o uso





Agenda



Perspectivas no uso do Etanol – Sistemas Diesel

23

Demanda do Mercado

Substituição do Diesel por Etanol Hidratado

Tecnologia proposta: Dual-Fuel Diesel Etanol




Dual-Fuel Diesel Etanol Aplicações

Flexibilidade: Diesel / Etanol

Combustão do Etanol com a eficiência do Diesel

24




Dual-Fuel Diesel Etanol Estágio do desenvolvimento

Demonstração de conceito

Protótipos: 2 Caminhões e 1 Trator

Esforço necessário para a série

1 ano 2 anos

Pesquisa de combustão

Desenvolvimento de componentes

Aplicação

Durabilidade

Preparação para a série

Características do sistema

Modos de operação 100% Diesel ou Diesel-Etanol

Desempenho Torque / Potência igual ao Diesel

Consumo Mesma eficiência do Diesel

Emissões EU V possivel;

Red. 50% em CO2

25




Obrigado

26

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