Michel Bayings Follow me on twitter: Join me on Linkedin:

Transcriptie

1 Michel Bayings Follow me on twitter: Join me on Linkedin:

2 TNO

3 Visie TNO: innovation for life Innovatie heeft vooruitgang gebracht: een welvarende samenleving en een competitief bedrijfsleven. Veranderende verhoudingen in de wereld en schaarste op gebieden als energie, grondstoffen, ruimte en gezondheid vragen echter om doorbraken in denken en doen.

4 De missie van TNO TNO verbindt mensen en kennis om innovaties te creëren die de concurrentiekracht van bedrijven en het welzijn van de samenleving duurzaam versterken. Dit doen we door: Advisering Contractresearch Testen en certificeren Licenties Uitvoeren wettelijke taken

5 Onze thema s en doelen

6 TNO Cofinanciering & TNO MKB Programma TNO Cofinanciering Kennisontwikkeling TNO financiert 90, 75, 50, 25% % afhankelijk van risico voor partner Individueel/consortium TNO SBIR TNO MKB Programma Kennisoverdracht Technologie cluster Branche Innovatie Contract TNO Challenge Eendags-consult Workshop Collectief

7

8 Electrisch Vervoer - waar staan we nu? - waar gaan we naartoe in 2020 / 2030? Michel Bayings michel.bayings@tno.nl Follow me on twitter: Join me on Linkedin:

9 Inhoud Het verleden: Een korte historie van duurzame mobiliteit Welke hypes hebben we de afgelopen 20 jaar al meegemaakt? Wat hebben we daar van geleerd? Drivers achter duurzame mobiliteit / sense of urgency lokaal milieu / klimaatverandering / energiezekerheid De toekomst: Backcasting vanuit 2050 Wat moeten we in 2050 bereikt hebben? Welke ontwikkelingen / stappen verwachten we in de decaden tussen nu en 2050?

10 Geschiedenis van elektrisch rijden (NL)

11 10 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijl

12

13 Voorspellen is moeilijk, vooral als het de toekomst betreft

14 Welke hypes hebben we al meegemaakt? Wat hebben we geleerd? elektrische auto brandstofcel / waterstof biobrandstoffen elektrische auto

15 Drivers achter duurzame mobiliteit korte termijn middellange termijn lange termijn issues klimaat luchtkwaliteit geluid energieafhankelijkheid schaarste grondstoffen leefbaarheid bereikbaarheid biodiversiteit. people bearable equitable sustainable planet profit viable Pleasure

16 Klimaat Benodigde reductie om 2ºC doelstelling te halen EU White Paper: 2050 reductiedoel voor transport = 60% t.o.v.1990 maar voor wegtransport is doel 80%

17 Klimaat: Europese CO 2 -emissienormen voor personenauto s korte termijn middellange termijn lange termijn Europees gemiddelde van 160 g/km (typekeuring) in 2006 naar: 130 g/km in g/km in 2020 bron: T&E norm per fabrikant gedifferentieerd naar gemiddelde massa

18 Klimaat: Belangrijke opties voor CO 2 -reductie bij personenauto s tussen nu en 2020 motor directe injectie benzine variabele kleptiming en lift engine down-sizing reduced friction optimised cooling exhaust heat recovery transmissie dual clutch transmissie aandrijflijn start-stop hybridisatie mild full hybrid efficiënte auxiliaries elektrische stuurbekrachtiging elektrische airco voertuig betere stroomlijn lager gewicht lichtgewicht in staal aluminium plastic / composiet lage rolweerstandsbanden eco-innovations PV-daken LED-lampen overige batterij-elektrisch plug-in hybride kleinere voertuigen?

19 Luchtkwaliteit: EU normen voor concentraties en emissies stikstofoxiden (NO x / NO 2 ): jaargemiddelde concentratie < 40 µg/m 3 fijnstof / deeltjes / PM 10 : jaargemiddelde concentratie < 40 µg/m 3 19

20 Luchtkwaliteit: Doelen bereikbaar met schone motoren en uitlaatgasnabehandeling korte termijn middellange termijn lange termijn smoorklep ecu injectors λ- sensor 3-weg katalysator Euro-normen voor HC, CO, NO x en deeltjes (PM) Verbrandingsmotor steeds schoner door: schonere verbranding uitlaatgasnabehandeling met katalysatoren en verbeteringen Doelen luchtkwaliteit op korte / middellange termijn haalbaar zonder zero-emission voertuigen Duurzame auto van de toekomst moet natuurlijk wel zero-emission zijn

21 Geluid: Veel stille auto s nodig voor beperkt effect en dan alleen nog in de stad Geluid is een hardnekkig probleem dat komende decennia in belang zal toenemen door blijvende groei van verkeer geluid aandrijflijn bij lage snelheden dominant bij hoge snelheden domineren banden en windgeruis 3 db(a) = merkbare reductie vergt factor 2 reductie in geluidsenergie = 50% stille voertuigen in vloot 10 db(a) = halvering van ervaren luidheid vergt factor 10 reductie in geluidsenergie = 90% stille voertuigen in vloot

22 Geluid: Veel stille auto s nodig voor beperkt effect en dan alleen nog in de stad korte termijn middellange termijn lange termijn stille banden stil asfalt afscherming stille aandrijving bijdrage beperkt tot stedelijk verkeer engineering van afstraling antigeluid?

23 Luchtweerstand c w -waarde en frontaal oppervlak stroomlijn voertuig typische middenklasser c w = 0,30 0,35 Prius III c w = 0,25 VW 1 litre concept car: c w = 0,16 Nuna c w = 0,07 luchtstroom onder / door voertuig gladde bodemplaat klep om grille te sluiten bij lage snelheden spiegels vervangen door camera s?

24 Gewichtsreductie body-in-white (BIW) 400 kg lichtere staalconstructies 10% gewichtsreductie op totale voertuig leidt tot 6,5% reductie van CO 2 -emissies potentiële gewichtsreductie BIW: 5 30% lichtere metalen: aluminium toenemend aantal onderdelen van kunststof body van vezelversterkte kunststof potentiële gewichtsreductie BIW: 50% niet realistisch voor 2020

25 Wat is nodig om 2050 doel te halen? Back casting 2050 In 2050 moet leeuwendeel van de vloot bestaan uit zuinige voertuigen die rijden op duurzame / CO 2 -arme energie 2030 Duurzame opties uiterlijk vanaf 2030 uitrollen 2010 Tussen nu en 2030: Conventionele auto s zuiniger maken Alternatieven uitproberen en geschikte opties tot technische en economische wasdom brengen Context creëren waarin uitrol kan plaatsvinden beleid, infrastructuur, productie duurzame energie

26 Toegevoegde waarde: een dilemma voor duurzame oplossingen Veel duurzame aandrijftechnieken zijn duur en hebben beperkingen t.o.v. conventionele voertuigen Klassieke innovaties worden succesvol vanwege toegevoegde waarde: bestaande activiteiten efficiënter / goedkoper maken nieuwe dingen mogelijk maken Honda FCX Clarity GM AUTOnomy

27 Voertuigen die zelf energie opwekken Zonnecellen: op het dak in de lak?

28 Nieuwe materialen thermoplastische kunststoffen composieten vezelversterkte kunststoffen breken i.p.v. vervormen Body als batterij?

29 Fit-for-purpose: voertuigen beter toesnijden op hun toepassing Kies de aandrijving die past bij de toepassing Kies maat / type voertuig dat past bij toepassing

30 Nieuwe mobiliteitsconcepten: de auto het statussymbool voorbij?

31 Projecten van de toekomst

32 ABattReLife: Battery Thermal & Ageing Models TNO Project Objectives: Battery thermal modelling and specifically ageing prediction Ageing mitigation methodologies and trade-off models and analysis, design and monitoring tools Online battery state estimators for energy management Transition to 2 nd Life Applications TNO Multiphysics Model (Electrothermal model) Real-world test validation (based on BMW Mini-E)

33 AMBER: Next Generation Light Electric Vehicle Expected impact: Wh/km energy consumption in real urban driving corresponding to the given weight bracket At least 150 km pure electric range in real urban driving Compelling acceleration (0 to 100 km/h in 10 s) EURONCAP-level crash tests, with highly compatible design TNO torque vectoring, brake blending, state-monitored BMS, crash testing Previous EOS platform TNO Vehicle State Estimator (realtime model) Active State-Based BMS (predictive load balancing)

34 TNO New Vehicle Concepts (TRANSFORMERS) Electric Trailer Development TNO Role: Flexible energy management and control

35 TNO Inductive Charging (FABRIC)

36 TNO Inductive Charging (FABRIC) for Heavy Duty TNO Focus: Feasibility assessment through multi-domain modelling TNO also active in advising other projects

37 Conclusies FILMPJE!! Auto gaat komende decennia ingrijpend veranderen onder invloed van: CO 2 -wetgeving verstedelijking en bereikbaarheidsuitdagingen Belangrijke nieuwe technieken: elektrische aandrijving minder onderhoud complexere systemen in auto kunststoffen voor body geen lak meer nodig? batterij in body? opwekking zonne-energie op dak of in lak?

38 Michel Bayings M.: +31 (0) Follow me on twitter: Join me on Linkedin:

39 41 10 januari 2011 M Bouman TNO Nieuwe huisstijl