Litio Modelo Manufactura Regu

7/22/2019 Litio Modelo Manufactura Regu

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UNIVERSIDAD DE CHILEFACULTAD DE CIENCIAS FSICAS Y MATEMTICASDEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELCTRICA

MODELACIN DEL PROCESO DE FABRICACIN DE BATERAS DE IN-LITIOPARA VEHCULOS ELCTRICOS O HBRIDOS

MEMORIA PARA OPTAR AL TTULO DE INGENIERO CIVIL ELECTRICISTA

MATAS GABRIEL MAYOL SUREZ

PROFESOR GUA:RODRIGO ERNESTO EDUARDO PALMA BEHNKE

MIEMBROS DE LA COMISION:

MARCOS EDUARDO ORCHARD CONCHAHCTOR MILER AGUSTO ALEGRIA

SANTIAGO DE CHILEAGOSTO 2012


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MODELACIN DEL PROCESO DE FABRICACIN DE BATERAS DE IN-LITIO

PARA VEHCULOS ELCTRICOS O HBRIDOS

El objetivo de este trabajo es aportar a la investigacin e innovacin tecnolgica,

mediante el desarrollo de un modelo computacional que permita comprender las consecuenciaseconmicas y medioambientales de implementar parte o la totalidad del proceso de fabricacin debateras de in de litio para vehculos elctricos o hbridos en Chile. Este trabajo se enmarca en elproyecto CIL Centro de Innovacin del litio perteneciente a la universidad de Chile, cuyoobjetivo es desarrollar un rea de investigacin aplicada sobre el uso del litio en baterasavanzadas que se usarn en los nuevos vehculos elctricos.

Se construye un modelo del proceso productivo de bateras de in de litio, el que divide suproceso de produccin en 5 etapas. Para cada una de las etapas y su interaccin con las otras seestiman los costos desagregados. Para la obtencin de materias primas y exportacin de bateras,se estiman las emisiones de dixido de carbono. Lo anterior permite calcular el valor actual neto(VAN) del proyecto y el impacto medioambiental del transporte de las materias primas y bateras

terminadas.En este trabajo, se modela el proceso de fabricar bateras de in-litio tipo NCA-G (con

materiales activos compuestos de para el ctodo y grafito para el nodo),con un cliente en U.S.A. Se consideran los costos de inversin, fijos y variables. La mayor partede los costos se obtienen de referencias extranjeras, pero se ha buscado considerarlos de formaque sean adecuados para el modelo del proceso de fabricacin en Chile. El resultado de estemodelo, muestra que el proceso evaluado es rentable bajo ciertos supuestos detallados acontinuacin. Las materias primas han sido evaluadas a los menores precios encontrados y losproveedores son los ms cercanos a una localizacin en el norte de Chile. Asimismo, se suponeun decrecimiento de los costos de produccin del 20% anual exponencial y costos del transportede un 52% de los costos encontrados en empresas de correos. Cabe destacar, que en las baterasNCA, el costo es elevado y que para obtener el valor de realizar algunos procesos productivos, seconsideran equivalentes conservadores con la informacin disponible de precios de venta en elextranjero.

Respecto del impacto medioambiental del proyecto, se compara la emisin de gases deefecto invernadero por parte del transporte de materias primas y bateras, para una planta ubicadaen Antofagasta, con la misma planta ubicada en China. En ambos casos se considera un cliente enlos Estados Unidos. Se observa que las emisiones del transporte de las bateras terminadas, esmucho mayor para China que para Chile, a pesar de que la emisin por parte de la importacin aChile es cercana a las emisiones de las importaciones para China. Se observa que las mayoresemisiones por distancia recorrida, se tienen con las bateras terminadas.

Dado que la produccin de bateras est fuertemente incentivada en los Estados Unidos,competir con ellos, resultara difcil, e incluso si ellos producen sus bateras probablementecontaminen menos debido al transporte, que importndolas desde Chile. Se propone como trabajofuturo, el generar un grupo multidisciplinario, que por un lado busque mercados latinoamericanosde bateras, determine sus caractersticas; y por otro construya un modelo computacional que enbase a caractersticas de los mercados de bateras que se deseen satisfacer, permita un anlisis delos proyectos de fabricacin o ensamblaje de bateras.

RESUMEN DE LA MEMORIAPARA OPTAR AL TTULO DE INGENIEROCIVIL ELECTRICISTAPOR: MATAS MAYOL S.FECHA: 16/08/2012PROF. GUA: RODRIGO PALMA B.


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Agradecimientos

A mi familia por su apoyo incondicional, durante todos mis aos de

estudio.

A mis compaeros, profesores y amigos, por ofrecerme

conocimientos, experiencia y orientacin.

Gracias


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Tabla de contenidosCaptulo 1: Introduccin .......................................................................................................................................... 1

1.1. Motivacin ............................................................................................................................................. 1

1.2. Objetivos ................................................................................................................................................ 1

I. Objetivos generales ................................................................................................................................. 1

II. Objetivos especficos ............................................................................................................................... 1

1.3. Estructura y alcances del trabajo.............................................................................................................. 2

Captulo 2: Revisin bibliogrfica ............................................................................................................................ 3

2.1. Funcionamiento y componentes fundamentales de las bateras de in-litio ........................ ............ ........... 3

I. Principio de funcionamiento .................................................................................................................... 3

II. Partes fundamentales en las bateras de in-litio ............ ............. ............. ............. ............. ............ ........... 4

2.2. Manufactura de bateras de in-litio ........................................................................................................ 5

I. Diseo de la celda ................................................................................................................................... 5

II. Fabricacin de las celdas ......................................................................................................................... 6

III. Preparacin de los electrodos ................................................................................................................... 6IV. Fabricacin de celdas cilndricas .............................................................................................................. 9

V. Fabricacin de celdas prismticas .......................................................................................................... 10

VI. Fabricacin de celdas para bateras de litio-in-polmero ............ ............. ............ .............. ............. ........ 13

VII. Formacin y envejecimiento .................................................................................................................. 15

VIII.Seguridad .............................................................................................................................................. 15

IX. Empaquetamiento en mdulos y bancos de bateras ................................................................................ 16

2.3. Modelacin y simulacin de sistemas .................................................................................................... 16

2.4. Evaluacin de desempeo del proyecto ................................................................................................. 17

2.5. Evaluacin de impacto medioambiental del proyecto ............ .............. ............ ............. ............. ............. 202.6. Evaluacin econmica del proyecto....................................................................................................... 21

2.7. Costos de las bateras de in de litio, para la verificacin y el caso de estudio .............. ............. ............. 23

I. Referencias para la verificacin del modelo ........................................................................................... 23

II. Referencia para el desarrollo del caso de estudio .................................................................................... 24

Captulo 3: Propuesta de modelo, implementacin y verificacin............................................................................ 27

3.1. Metodologa ......................................................................................................................................... 27

3.2. Modelacin del proceso ........................................................................................................................ 28

I. Divisin del proceso en etapas productivas: ........................................................................................... 29

II. Modelacin de cada etapa con atributos y funcionalidades: .................................................................... 30

III. Modelacin de la interaccin entre las etapas: ........................................................................................ 32

IV. Modelacin de puntos a evaluar: ............................................................................................................ 32

V. Incorporacin de entradas al modelo: ..................................................................................................... 35

3.3. Implementacin del modelo como herramienta computacional .............. ............. ............ .............. .......... 38

I. Implementacin para la evaluacin de desempeo del proceso productivo en SimEvents de Matlab: ....... 38

II. Implementacin del modelo para la evaluacin econmica y medioambiental en planillas de clculo: ..... 38

3.4. Verificacin del modelo propuesto ........................................................................................................ 45


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I. Caractersticas del caso de verificacin: ................................................................................................. 45

II. Construccin y ejecucin del modelo de verificacin: ............................................................................ 47

Captulo 4: Estudio del proceso de fabricacin de bateras de litio-in en Chile ......... ............. ............. ............. ...... 65

4.1. Caractersticas constructivas del caso en que se basa el estudio: ............ ............. ............ .............. .......... 65

I. Caractersticas de las bateras y su planta productora ............. .............. ............ ............. ............. ............. 65

II. Caracterizacin del transporte: ............................................................................................................... 70

III. Caractersticas econmicas: ................................................................................................................... 73

4.2. Incorporacin del caso descrito para Chile al modelo ............ .............. ............ ............. ............. ............. 82

I. Puntos generales .................................................................................................................................... 82

II. Incorporacin de la informacin al modelo: ........................................................................................... 82

4.3. Resultados y estudio de casos ................................................................................................................ 91

I. Evaluacin econmica: .......................................................................................................................... 91

II. Evaluacin de impacto medioambiental: ................................................................................................ 94

Captulo 5: Conclusiones y trabajo futuro............................................................................................................... 97

5.1. Conclusiones: ....................................................................................................................................... 97

5.2. Trabajo futuro: ...................................................................................................................................... 99

Anexos ................................................................................................................................................................ 100

Anexo A : El litio ............................................................................................................................................ 100

Anexo B : Acumulador reversible .................................................................................................................... 101

Anexo C : Bateras de in litio ...................................................................................................................... 102

I. Caractersticas de las bateras de in - litio: .......................................................................................... 102

II. Las bateras de in de litio y los vehculos elctricos ............. .............. ............ ............. ............. ........... 102

III. Competencia de las bateras de in - litio: ............................................................................................ 104

Anexo D : Proyecciones de demanda de vehculos elctricos en los Estados Unidos: ....... .............. ............ ....... 106

Anexo E : Evaluacin de proyectos .................................................................................................................. 108I. Matemtica financiera ......................................................................................................................... 108

II. Indicadores para la evaluacin de proyectos ......................................................................................... 110

III. Los flujos de caja ................................................................................................................................ 111

IV. Costos ................................................................................................................................................. 112

V. Estimaciones ....................................................................................................................................... 114

Anexo F : Simulacin utilizada ........................................................................................................................ 116

I. Simulacin de sistemas basada en eventos discretos ............................................................................. 116

II. Simulacin en planillas de calculo ....................................................................................................... 116

Bibliografa ......................................................................................................................................................... 118


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Captulo 1: Introduccin

1.1. MotivacinDada la posibilidad que presenta de reducir la dependencia del petrleo con sus voltiles

precios, reducir la polucin, los gases de efecto invernadero y la contaminacin acstica, seespera un incremento en la demanda de vehculos elctricos e hbridos durante la prximadcada. Las bateras de in-litio con su alta densidad de energa, as como la ausencia de efectomemoriay largos ciclos de vida, son prometedoras para ser utilizadas almacenando energa parala traccin de estos vehculos.

Todas las bateras de litio requieren este metal y normalmente tambin requieren cobre.Por otra parte, se puede apreciar, que existen diferentes fabricantes para los distintos elementosque componen las bateras y que realizan diferentes actividades presentes en su cadena de valoragregado [1]. Chile es en la actualidad el mayor productor de litio y cobre a nivel mundial. Dadosestos factores, surge el inters por saber si sera rentable y ambientalmente beneficioso, elincorporarse a la cadena del valor agregado del litio en Chile, satisfaciendo parte del incrementoen la demanda de bateras de litio, para vehculos elctricos o hbridos.

Actualmente el CIL Centro de Innovacin del litio, trata de Desarrollar un rea deinvestigacin aplicada sobre el uso del litio en bateras avanzadas que se usarn en los nuevosvehculos elctricos. Para contribuir al CIL, este trabajo trata de modelar el proceso deproduccin de las bateras, trabajando con los productos menos elaborados, que permita la

informacin de la que se dispone, en la cadena de valor de las bateras de litio-in.

1.2. ObjetivosI. Objetivos generales

El Objetivo general de este trabajo es aportar a la investigacin e innovacin tecnolgica,mediante el desarrollo de un modelo computacional que permita comprender las consecuencias

econmicas y medioambientales de implementar un proceso de fabricacin de bateras de litiopara vehculos elctricos o hbridos en Chile.

II. Objetivos especficosLos objetivos especficos de este trabajo, se resumen en los siguientes puntos:

Comprender el proceso de fabricacin de bateras de litio y su mercado asociado, Disponer de un modelo que represente el proceso de fabricacin de bateras,


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Disponer de un modelo verificado implementado como herramienta computacional, Obtener resultados y anlisis de la simulacin de diferentes casos, que permitan

concluir sobre la conveniencia de fabricar bateras de litio para vehculos elctricos ohbridos en Chile.

1.3. Estructura y alcances del trabajoEste trabajo consta de 5 captulos descritos a continuacin:

El primer captulo contiene la motivacin, los objetivos, la estructura y los alcances, deeste trabajo de memoria. Por su parte, el segundo captulo realiza una revisin de la informacinrelacionada con bateras de litio-in y su fabricacin, evaluacin de proyectos, modelacin desistemas y una revisin de parte de la informacin utilizada en la verificacin del modelo y los

casos de estudio. El tercer captulo describe la metodologa utilizada, el desarrollo del modelo, suimplementacin en planillas de clculo y su verificacin. A partir del modelo desarrollado, en elCaptulo 4, se desarrollan casos y obtienen resultados. Los resultados corresponden al proceso defabricar bateras de determinadas caractersticas (10,2 [kWh], NCA-G) en Chile, bajo diferentesconsideraciones econmicas y realizando una comparacin del impacto medioambientalproducido por el transporte al producir stas bateras de litio en Chile y China, con un cliente enlos Estados Unidos. Finalmente en el Captulo 5, se presentan las conclusiones y el trabajo futurorecomendado.

Los casos estudiados se clasifican de 2 maneras, primeramente en la evaluacineconmica se tiene 3 casos y la evaluacin medioambiental tiene 2.

Para la evaluacin econmica, en el primer caso se evala la factibilidad de realizar elproceso de fabricacin de bateras en Chile, con consideraciones tomadas de diversas referencias.En el segundo caso se busca reducir costos, utilizando los mnimos costos de las materias primasque se encontraron. En el tercer caso se busca encontrar, la tasa de reduccin de costos de lasactividades y cuanto se deben reducir los costos de transporte (en relacin a los costosencontrados), para que el proyecto sea rentable, dado que el valor de las bateras se reduce en eltiempo.

La evaluacin medioambiental, considera 2 casos, en ellos compara el impactomedioambiental del transporte de producir bateras en Chile (primer caso) con el de producirbateras en China (segundo caso). Debido a la disponibilidad de informacin, slo se pudocomparar el impacto medioambiental del transporte de materias primas y bateras terminadas.


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Captulo 2: Revisin bibliogrfica

2.1. Funcionamiento y componentes fundamentales de las bateras dein-litio

I. Principio de funcionamientoEn [2], se encuentra la informacin del funcionamiento de las bateras de in-litio

presentada a continuacin.

Las bateras elctricas o los acumuladores elctricos son en esencia dispositivos que

permiten almacenar y convertir energa qumica en elctrica y viceversa. La unidad bsica de unabatera, se denomina celda, las que son agrupadas para formar mdulos, los que a su vez seagrupan para formarpackso bancos de bateras.

Las celdas de las bateras de in de litio, tienen 4 componentes bsicos que permiten laproduccin de electricidad mediante reacciones electroqumicas, stas son: ctodo, nodo,electrolito y separador. El ctodo y el nodo son colocados de modo de permitir la insercin yremocin de iones para permitir la carga y descarga de la batera; el electrolito permite lamigracin de los iones entre los electrodos; y el separador permite el paso de iones por l, peroevita un cortocircuito entre los electrodos.

Figura 1: Funcionamiento de bateras de in litio (modificado de [2])


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En la referencia [1], se tiene la siguiente descripcin; las bateras de in -litio son un tipode bateras recargables, en que los iones de litio se mueven entre los electrodos creando unacorriente elctrica. En el ciclo de descarga, iones de litio son liberados desde el nodo alelectrolito, en esta sustancia iones atraviesan el separador para luego adherirse a un ctodo. Dadoque estas bateras son recargables, el proceso inverso ocurre durante la carga.

II. Partes fundamentales en las bateras de in-litioA continuacin, se describen las estructuras bsicas de una batera de in-litio,

correspondientes a las 4 componentes principales antes mencionadas.

i. Los ctodosSon construidos con una pasta de material activo que recubre una lmina de aluminio, la

pasta incluye un xido de litio-metal, un aglutinante, un material de carbn y un solvente.Durante la fabricacin se recubre la lmina de aluminio con la pasta, para luego ser secada ypresionada hasta alcanzar el grueso apropiado [1]. En [3] caracterizan las lminas de aluminiocon un grueso de

.

En [1], se observa que se tienen 4 tipos de bateras de in de litio, utilizadas en vehculos,divididas segn el material activo de sus ctodos:

1. NCA (xido de litio nquel cobalto aluminio, , su composicinqumica se aprecia en [3]): tiene una energa especfica de , una buenadensidad de potencia, pero puede tener problemas de seguridad, vida til esperada,rango de carga y costos expuestos a variaciones,

2. LMO (xido de litio manganeso, su composicin qumica se aprecia en[4]): su energa especifica es de , tiene buenas caractersticas de costo,seguridad y potencia, pero problema de vida til esperada y energa utilizable,

3. NMC (xido de litio nquel manganeso cobalto, su composicinqumica se aprecia en [4]): tambin su energa especifica es de , tienebuenas caractersticas de densidad de energa y rango de carga, pero problemas decosto y seguridad (aunque es menos insegura que las NCA),

4. LFP (xido de litio fierro fosfato, su composicin qumica se aprecia en[2]): con una energa especifica de , tiene buenas caractersticas deseguridad, vida til, rango de carga y precio de materias primas, pero tiene maldesempeo con temperaturas inadecuadas y costo de procesar los materiales.

ii. Los nodosSus materiales activos recubren lminas de cobre. El material activo del nodo tpico es

grafito, mezclado con un aglutinante, un solvente y carbn [1]. La lmina de cobre observada enla referencia [3] es de .

iii. El separadorEs una membrana micro porosa, que evita el contacto entre los electrodos, construida de

polietileno o polipropileno. Tambin t iene una funcin de seguridad. Si se eleva la temperaturade la celda por accidente, el separador se funde, llenando los poros y evitando la conduccin decorriente entre los electrodos [1]. El grueso caracterstico del separador en la referencia [3] es de.


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En [5], se puede observar que se tienen destinos tipos de separador y que si las baterasson de electrolito solido, este electrolito cumple su funcin.

iv. El electrolitoEs una mezcla de una sal de litio y un solvente orgnico. Es conveniente que el solvente

tenga la mayor solubilidad de la sal de litio posible y la menor viscosidad, para aumentar lamovilidad de los iones de litio en el electrolito. Los electrolitos en gel para bateras de in-litio-polmero, se desarrollaron para evitar que existieran fugas de electrolito desde el contenedor [1].

La mayor parte de los electrolitos utilizados en celdas de bateras in-litio comerciales,son soluciones no acuosas, de aproximadamente 1 [mol/d] (1000 [mol/]), dehexafluorurofosfato de litio (, una sal), disuelto en una mescla de solventes de carbonato,como los son: carbonatos cclicos (carbonato de etileno y carbonato de propileno) y carbonatoslineales (carbonato de dimetilo, carbonato de etil metil y carbonato de dietilo) [5].

Segn el electrolito, las bateras de litio recargables se pueden dividir en tres: de tipolquido, que utilizan electrolito lquido; de tipo gel, que utiliza electrolito de gel mesclado conlquido y polmero; y las de tipo solido, que utilizan electrolitos polimricos [5].

Tambin en [5], se describe la porosidad como se muestra a continuacin. Porosidad, es laporcin de volumen vaco con respecto de volumen geomtrico aparente. Se puede determinarcmo, la cantidad de lquido absorbida por los poros de los materiales que entregan volumenvaco. El volumen vaco, es parte del volumen ocupado por el electrolito. En [6], se explicita quees conveniente que las bateras de litio-in, tengan un volumen de electrolito de entre 1,25 y 1,65veces el volumen vaco aportado por los electrodos y el separador

2.2. Manufactura de bateras de in-litioA continuacin, se describe el proceso general de fabricacin de celdas de bateras de in-

litio, este es conocido aunque los detalles de diseo y equipos utilizados son propiedad de losfabricantes. La informacin del proceso, es extrada desde la referencia [5] y expuesta entre lasSecciones2.2.I y2.2.VIII.

La Seccin IX, trata sobre el empaquetamiento de las celdas y utiliza referenciasdiferentes.

I. Diseo de la celdaCada componente de la celda est en contacto con otras componentes, con lo que cada

superficie de contacto y componente, genera limitantes nicas para un buen funcionamiento de lacelda. Para construir las celdas comerciales, sus diseos deben ser seguros y de buen desempeo.Una vez se termina el diseo de una celda, se construyen celdas prototipo. Con estas celdasprototipo, se determina su desempeo global mediante estadsticas y se realizan pruebas, paracomprobar su seguridad.

Es una buena prctica, el desarrollar un modelo computacional basado en principiosqumicos e ingenieriles, capases de imitar el comportamiento de la celda real. Caractersticasimportantes de las celdas para el modelo son: la distribucin de la corriente en el interior de las


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estructuras de los electrodos, el intercambio de corriente en los materiales activos, el grueso y laporosidad de los electrodos, el balance de la capacidad de ambos electrodos y la conductividaddel electrolito. El objetivo es tener una distribucin uniforme de la densidad de corriente, en laestructura geomtrica de los electrodos y su recubrimiento. Una vez el programa est terminado,este debe ser probado y ajustado, utilizando parmetros reales.

Adems de las consideraciones de materiales y reacciones que se producen en la celda, la

mayor parte de las celdas de bateras de in-litio incorporan dispositivos de seguridad como loson:

Un separador, que se somete a un cambio de fase, cerrando sus poros y aumentandola resistencia interna de la celda, para detener el flujo de corriente y elfuncionamiento de la celda, (opera por temperaturas excesivas [1]),

Un resistor de coeficiente de temperatura positivo (PTC), el cual funciona mediante elcambio de fase de un polmero en su interior, aumentando la resistencia en losterminales de la celda, para reducir el flujo de corriente. Opera, si el flujo de corrienteexcede su punto de diseo o la temperatura interna de la celda excede un punto dereferencia. Se chequea, la corriente y temperatura de cada dispositivo, antes de

utilizarlo, Un dispositivo interruptor de corriente (CID), desconecta los electrodos de los

terminales de la celda, para detener el flujo de corriente, cuando la presin interna dela celda alcanza un valor predeterminado, normalmente esto es el resultado de unaalta temperatura interna de la celda.

II. Fabricacin de las celdasEl proceso de manufactura de una celda cilndrica o prismtica de una batera de in de

litio, es el siguiente: recubrir las lminas respectivas a los electrodos con sus respectivosmateriales activos, enrollar los electrodos con el separador entre ellos, insertar los electrodosbobinados en un contenedor, llenar el contenedor con electrolito y sellar el contenedor. Luego, las

celdas son sometidas a un proceso de formacin, envejecimiento y seleccin.Las celdas de construcciones cilndricas y prismticas, utilizan un ncleo bobinado, en

que el contenedor mantiene la presin sobre los electrodos y el separador. Mientras que las celdasde de bateras de in-litio-polmero, utilizan la naturaleza adhesiva de un electrolito de polmeropara unir los electrodos, esto implica que no se necesita una estructura externa para mantener loselectrodos presionados entre ellos, por lo que su contenedor puede ser un envoltorio, de aluminioy polmero laminado. Las 3 construcciones descritas utilizan la misma qumica.

III. Preparacin de los electrodosEn el proceso de manufactura de los electrodos, se recubre las lminas metlicas de los

electrodos con sus materiales activos respectivos, para luego, someterse a presin y temperaturamediante rodillos.

i. Para el ctodoEl electrodo positivo consiste en un material activo, como lo es el xido ; un

agente conductor de carbn, como lo es negro de acetileno, ketjen negro o grafito; y unaglutinante, como lo es difluoruro de polivinilideno (PVdF), ligamento etileno-propileno-dieno-metileno (EPDM) u otro.


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El material activo y el conductor de carbn, en estado seco y solido, son mesclados en unmesclador multipropsito (mesclador convencional con impulsor de paletas). La mescla seca, esvertida en un molino de bolas, junto con la solucin previamente preparada de PVdF disuelto enN-metil-pirrolidona (NMP), el conjunto se agita a fondo. Para el caso de EPDM, se utiliza aguacomo solvente, los solventes dependen del aglutinante utilizado.

El molino de bolas, contiene bolas cermicas, de un dimetro entre 2 y 3 [mm] para

ayudar a la mescla. El cmo resulte la mescla en este molino, puede afectar considerablemente eldesempeo de la batera.

ii. Para el nodoEl procedimiento es bsicamente el mismo que para el ctodo, pero con diferentes

materiales. Su material activo, es carbn o grafito; el aglutinante utilizado, es PVdF,carboximetilcelulosa (CMC), butadieno estireno caucho (ltex SBR) o otros.

Para obtener mejores resultados, la mescla hmeda del material activo del nodo, serealiza en un mesclador planetario (este mesclador tiene 2 a 3 paletas impulsoras, en diferentesejes, con el fin de mesclar uniformemente el material activo en el centro y en las paredes delmesclador).

iii. Puntos en comn para los electrodosSi bien la mescla de los materiales activos, puede producirse con una fraccin

predeterminada obtenida en laboratorio, se obtienen mejores resultados amasando los materialesen una pasta tiesa, para luego aadir solvente hasta obtener una viscosidad adecuada, parautilizarla en el proceso de revestimiento. Una vez las pastas tienen una viscosidad de entre 10.000y 20.000 [cps], se aplican de forma uniforme sobre las lminas de aluminio y cobre, para ctodoy nodo respectivamente. Tcnicas adecuadas de mesclado, producen una distribucin uniformede los elementos de la masa activa durante el recubrimiento.

Para realizar el recubrimiento, se puede utilizar equipos de; slot die, reverse rollcoating o doctor blade coating. Es necesario un control riguroso del espesor de los electrodosrecubiertos, para asegurarse que todos los elementos de la celda cabrn en su contenedor.Usualmente ambos lados de las lminas son recubiertos, para tener electrodos de dos caras. Sedebe registrar cada operacin de recubrimiento, como medida de control de calidad. El espesor decada recubrimiento puede variar entre 50 y 300 [], segn el diseo de la celda. Elrecubrimiento puede ser interrumpido, con intervalos de la longitud de los electrodos,preparndose para el bobinado como ncleo de la celda. Luego los electrodos secos, soncopresos con una prensa de rodillos (calendering), para tener un preciso control del espesorde los electrodos y aumentar la densidad de stos. La velocidad de la mquina de rodillos, ascomo su carga, dependen del fabricante, si este proceso no es realizado adecuadamente, elrendimiento del proceso de bobinado de los electrodos se ver reducido. Despus de este proceso,se corta las lminas del ancho de los electrodos y se prepara en un rollo para su bobinado.

En la Figura 2, se muestra el proceso general de fabricacin de los electrodos,comenzando con el recubrimiento de las lminas metlicas y terminando con el bobinado delncleo de una celda.


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Figura 2: Preparacin de electrodos (modificado de [5])


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IV. Fabricacin de celdas cilndricasEn la fabricacin de las celdas cilndricas, el siguiente paso es la construccin de su

ncleo. Los rollos de los electrodos y el separador se montan en una mquina bobinadora, seajustan la longitud, el ancho y el espesor de estos elementos para que coincidan con el diseo dela celda. Luego la mquina comienza su operacin, funciona automticamente hasta agotar losrollos, este proceso se repite a lo largo del da de trabajo. Antes del bobinado, se fija una lengeta

de aluminio, en la parte descubierta del electrodo positivo (lmina de aluminio), mediantesoldadura ultrasnica. Del mismo modo, se fija una lengeta de nquel, a la lmina de cobre delnodo. Si las lminas no fueron recubiertas con patrones intermitentes, deben limpiarse antes derealizar la soldadura.

Los 2 electrodos, con el separador entre ellos, son enrollados apretadamente entorno a unmandril, por la mquina bobinadora, el resultado es el ncleo de la celda. El mandril de las celdascilndricas es redondo, mientras que las celdas prismticas utilizan una paleta plana. El enrolladodel ncleo requiere una tensin constante hasta que alcanza su tamao final. Las irregularidadesen la bobina pueden generar brechas entre el separador y los electrodos, lo que a su vez produceuna distribucin de la corriente no uniforme, esto puede generar mal funcionamiento de la celda oreducir su vida til. Para monitorear los procesos crticos y la colocacin de las componentes dela celda, se utilizan sistemas de rayos X. Antes de colocar el ncleo en el contenedor de la celda,se debe comprobar que no existan cortocircuitos, mediante un medidor de alta impedancia o dealto voltaje y se debe asegurar la posicin de la bobina, mediante una cinta. Es importante que nose produzca desprendimiento de materiales activos durante el proceso de enrollado. Unadeteccin temprana de las celdas defectuosas, puede ahorrar trabajo y dinero en las actividadessiguientes.

Luego de la insercin del ncleo en su contenedor, es posible insertar un mandril tubulardentado en el ncleo, para mejorar la integridad y seguridad de la batera, cuando se eleva lapresin interna, este mandril permite el paso de gas a travs de su centro hueco hasta unrespiradero y si la celda es aplastada, este mandril cortocircuita los electrodos lo que descarga la

batera. A travs del mandril, se inserta un electrodo de soldadura, con el que se suelda lalengeta del nodo al contenedor de la celda. En el caso de las celdas cilndricas, se coloca unmaterial aislante entre el fondo del contenedor y la bobina, la lengeta del electrodo negativo essoldada al fondo del contenedor.

La humedad tiene un efecto perjudicial en el funcionamiento de la celda, por estonormalmente todas las operaciones sobre la celda son realizadas en un ambiente seco, oalternativamente, se puede poner la celda en un horno de vaco entre 16 y 24 horas para extraeragua residual en el ncleo de la celda antes de continuar. El siguiente paso es llenar la celda conelectrolito, utilizando un aparato de inyeccin al vaco. El vaco en la celda debe llenarse deelectrolito, al punto de asegurarse que se impregnan y llenan por completo las porosidades de loselectrodos y del separador. La bomba utilizada para llenar de electrolito debe ser de precisin y

estar acompaada de un medidor de precisin, para entregar la cantidad precisa de electrolitonecesaria. Usualmente la sal de litio en el electrolito es Li, disuelta en una mescla desolventes carbonatos orgnicos, cuya composicin exacta cambia segn el fabricante.

Despus de llenar la celda, se tapa y se sella mediante un sello de compresin depolmero. La tapa de la celda contiene una rendija de ventilacin (respiradero), adems de losdispositivos de seguridad PTC y CID. Despus tanto la celda cilndrica como la prismtica, sonlavadas con alcohol isoproplico o acetona con una pequea cantidad de agua, para limpiar la


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celda de electrolito adherido. Luego se confirma un buen sellado, comprobando que no existanfugas de electrolito, con un sensor de olor.

Se inspecciona la construccin interna de la celda mediante rayos X, una instalacinadecuada de la tapa, desalineacin de la bobina, doblado incorrecto de las lengetas, etc., paraevitar un mal funcionamiento de la celda. Es comn imprimir en la celda un nmero einformacin adicional, para tener referencias, si son necesarias en el futuro. El poder identificar la

celda, permite conocer la fuente y el da de fabricacin, ms la lnea de montaje y detalles de losmateriales utilizados en su construccin. Tambin, se puede incluir en la etiqueta, el detalle de loscontroles de calidad, informacin de los materiales, del procesamiento y de las condiciones defabricacin.

Finalmente, las celdas se someten a un proceso de envejecimiento en el que se seleccionaaquellas que tengan cortocircuitos y clasificarlas segn su capacidad, para el montaje de losbancos de bateras. Cambian la temperatura de las celdas, la duracin del periodo cargada y elmtodo de chequeo. Este proceso pretende encontrar celdas con defectos internos ocortocircuitos, que no han sido encontradas en etapas anteriores.

En laFigura 3,se muestra el esquema general de la fabricacin de celdas cilndricas.

El contenedor de las celdas cilndricas, tpicamente es de acero o aluminio [2].V. Fabricacin de celdas prismticas

Sigue un proceso similar que las celdas cilndricas, hasta la aplicacin de la tapa, entoncesse diferencian los procesos, debido a la geometra de las celdas prismticas respecto de lascilndricas. Las celdas prismticas utilizan un contenedor de aluminio para reducir su masa y dealuminio laminado para reducir el espesor de la celda (4 [mm] o menos). En el caso de la celdaprismtica con contenedor de aluminio, el electrodo positivo es soldado al contenedor. Luego, sesueldan la tapa y conexiones, normalmente mediante soldadura lser. Si el proceso recinexplicado no se lleva a cavo en un ambiente seco, las celdas son secadas en vaco durante 24horas, con el fin de extraer el agua de las celdas. Para terminar se posiciona la tapa y se sueldan

sus contornos a la celda y el tubo con el que se lleno la celda de electrolito, mediante soldaduralser.

En laFigura 4 se muestra el esquema general de fabricacin de celdas prismticas.


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Figura 3: Ensamblaje de celdas cilndricas (modificado de [5])


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Figura 4: Ensamblaje de celdas prismticas (modificado de [5])


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VI. Fabricacin de celdas para bateras de litio-in-polmeroEste tipo de celdas, se fabrica en tamaos pequeos, para telfonos celulares (de hasta 0,5

[Ah]) y en tamaos grandes, para aplicaciones de almacenamiento de energa y potencia motriz(hasta 200 [Ah]). Una caracterstica comn de las celdas de in-litio-polmero, es que el polmeroes un adhesivo que mantiene el electrolito y acta como barrera fsica entre los electrodos,evitando su cortocircuito. La mayora de las celdas de polmero, son de construccin de placas

planas (prismticas) y cada fabricante mantiene un proceso de fabricacin un poco diferente, perolos diseos son bsicamente de construcciones laminares, producidas por varios procesos dediferentes. En general, el proceso de fabricacin de este tipo de celdas, es el mismo que en lasceldas prismticas. El material activo puede ser revestido sobre lminas o tiras de metalexpandido, segn su diseo. Los rollos de nodo, ctodo y el electrolito de polmero se cortan deformas y dimensiones especficas, para luego ser apilados con capas de polmero. Una alternativaes la construccin de plegado en Z, esta tcnica puede ser utilizada con electrodos unidos alseparador. Los apilados, son unidos mediante el uso de ultrasonido o calor, para asegurarse queson unidos de forma uniforme y control de las dimensiones.

Los mtodos para recubrir los electrodos son los mismos descritos anteriormente. Sinembargo, para construir el ncleo o apilado de electrodos de la celda, se usan los siguientesmtodos con un contenedor de film laminado:

Los electrodos con el separador entre ellos, son bobinados, para luego ser sometidos acalor y presionados en forma plana,

Los electrodos y el separador son entretejidos, utilizando la tcnica del plegado en Z otejido en W (mtodo de Thuzuri-Ori),

Apilando el ctodo, el separador y el nodo, en capas repetidamente.

El contenedor de la celda, est fabricado de un film estratificado de aluminio y polmero.El film, es doblado por la mitad y cortado en piezas. Luego es adherido mediante fusin, la pilade electrodos es insertada y luego mediante calor o ultrasonido, se une el contenedor exterior.

Luego el ensamblaje es chequeado en busca de cortocircuitos, la humedad se elimina mediantecalor al vaco, se inyecta electrolito de polmero y la celda es sellada al vaco, en unaconfiguracin de dos cmaras. Despus de la formacin, el gas que se produzca es removidomediante una cmara auxiliar de vaco, la celda resellada y se desecha la cmara de gas.Finalmente, la celda se somete a dimensionamiento, flexin de los costados de la lmina, probadocon sensor de olor, limpieza y secado, revisin de des-alineamiento del bobinado usando aparatode rayos X, enumeracin, carga, descarga y una inspeccin final.

En la Figura 5,se muestra el esquema general de fabricacin de celdas para bateras delitio-in-polmero.


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Figura 5: Ensamblaje de celdas de in-litio-polmero (modificado de [5])


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VII. Formacin y envejecimientoEste proceso se realiza una vez el montaje de la celda esta completo, es el paso final en la

produccin de la celda y se aplica en todos los procesos de produccin de celdas descritos. Lasceldas de bateras de in de litio, son fabricadas en completa descarga, por lo que para activarlases necesario realizar una primera carga, denoinada oracin. La foracin, activa losmateriales activos en los electrodos y establece su capacidad de funcionamiento, normalmente

utiliza una corriente baja para formar una capa solida de electrolito de proteccin (SEI, solidelectrolite interfase)en el nodo, despus se incrementa la corriente hasta su magnitud normalen alrededor del 30% del periodo de carga. Se mide el voltaje despus de la formacin y sealmacena la celda durante un periodo de tiempo definido, este proceso se denominaenvejeciiento. El tiempo de envejecimiento, as como su temperatura varan segn elfabricante. El voltaje y la capacidad de las celdas son registrados, para el proceso de seleccin yclasificacin. stos son utilizados ms adelante, para ordenar las celdas segn cortocircuitosinternos u otros defectos de fabricacin. Diferencias entre el voltaje de partida y termino delenvejecimiento, se pueden utilizar para identificar problemas de bajo voltaje y capacidad de lasceldas. Se descartan aquellas celdas de bajo voltaje debido a micro cortocircuitos internos. Elproceso exacto de formacin as como de seleccin de las celdas, depende del fabricante y el

nmero de ciclos de carga-descarga antes de realizar el chequeo de capacidad puede cambiar.VIII. Seguridad

La seguridad es un tema fundamental en las bateras de in-litio y in-litio-polmero, tantolas Naciones Unidas, como el Departamento de Transporte de los Estados Unidos de NorteAmrica, las clasifica como un material peligroso de transportar. Otras organizaciones que siguenestas regulaciones, son la Organizacin martima internacional y la asociacin internacional detransporte areo.

Se han desarrollado protocolos de pruebas estandarizadas, para verificar la seguridad dediseos particulares de celdas. Pruebas tpicas realizadas, son de cortocircuito interno,sobrecarga, sobredescarga, golpes, vibraciones, variaciones de temperatura, etc. Deben realizarse

pruebas de seguridad durante las etapas de diseo de las celdas, al renovar equipos yregularmente en las celdas en produccin.

En condiciones de abuso, las celdas cumplen funciones de autodestruccin integradas. Porejemplo si una batera de 2,4 Ah libera toda su capacidad mediante un cortocircuito interno,puede calentarse hasta los 700C en minutos. Esto produce que tanto los diseadores como losfabricantes, estn altamente presionados a producir bateras libres de defectos. El centro de losasuntos de seguridad, en las bateras de in de litio es evitar el embalamiento trmico. Esto ocurredebido a que al incrementarse la temperatura, la superficie del nodo (SEI) se vuelve inestableentre los 125 y 130 C, si la temperatura continua incrementndose, la reaccin del electrolitocon el ctodo es energtica y autocataltica. Los ctodos, con materiales activos compuestos deNquel y Cobalto, son buenos catalizadores de esta reaccin, la cual comienza entre los 180 y250C, con materiales activos compuestos de manganeso comienzan sobre los 300 C, para elcaso de fosfato la reaccin es menos energtica y comienza alrededor de los 500C.

Por otro lado, las celdas requieren un control electrnico, para evitar que se sobrepasenlos lmites de baja o alta tensin. Sobrepasar estos lmites, puede traer problemas de seguridad ydaar la celda. La electrnica determina el estado de carga y el momento de detener la operacinde la celda.


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IX. Empaquetamiento en mdulos y bancos de baterasAl hablar del empaquetamiento, es necesario tener presente que las celdas de bateras de

litio-in, tpicamente tienen contenedores de acero o aluminio y las de litio-in-polmero, tienencontenedores de film laminado, de polmero metalizado o polmero aluminio. El uso de plsticoes problemtico, pues puede ser disuelto en electrolitos orgnicos [7].

Para aplicaciones automotrices, las celdas individuales son conectadas en grupos, convarias configuraciones, empaquetadas con un circuito de control y seguridad, formando unmdulo. Luego un conjunto de mdulos, que comparten circuitera de control, un sistema demanejo trmico y electrnica de potencia, forman lospackso bancos de bateras [2].

En [7], se informa que son posibles mltiples diseos para ensamblar celdas en un bancode bateras, para utilizarlo en vehculos elctricos o hbridos, como se describi antes, cadamdulo requiere circuitos de control y seguridad, para evitar daos de sobrecarga osobredescarga. Los mdulos son combinados en un banco de bateras, el cual debe ser apropiadopara los requerimientos del vehculo, los mismos mdulos pueden ser utilizados en una variedadde diferentes bancos de bateras. Tambin es deseable que los mdulos sean empaquetados en unmaterial rgido, que no se corroa, sea barato y ligero. Por consiguiente, los mdulos son

generalmente hechos de plsticos. Para el banco de bateras, con consideraciones similares, losfabricantes de vehculos eligen sus materiales, de acuerdo a las condiciones del vehculo.

2.3. Modelacin y simulacin de sistemasLos procesos de manufactura y de manejo de materiales, son una de las aplicaciones ms

importantes de la simulacin. Valorable para la evaluacin de la inversin en equipamiento y en

instalaciones, al igual que en la evaluacin de cambios en el manejo de materiales y sudistribucin, o en control de un proceso de produccin [8].

La informacin expuesta a continuacin, se ha sido extrada de [9].

Un sistema, es un grupo o coleccin de elementos, que interactan, se relacionan odependen entre s, buscando un objetivo. El estado de un sistema, se puede definir como: elconjunto de las variables de inters con que se caracteriza.

Modelar, es el proceso de construir un modelo. Un modelo, es una representacin de unsistema, que abarca sus aspectos de inters. Un modelo, es similar pero ms sencillo que elsistema real, su propsito es permitir entender, analizar y predecir los efectos de cambios en elsistema. El modelo, debe ser lo suficientemente simple, para permitir su comprensin, al mismo

tiempo que es una aproximacin cercana al sistema, la cual incorpora sus caractersticasimportantes.

Un modelo matemtico, incluye variables de entrada y salida, si todas stas son conocidasel modelo es deterministico; si al menos una de ellas es probabilstica, el modelo es estocstico.Tambin se puede clasificar un modelo segn dependencia del tiempo; el modelo es esttico, si seconsidera que sus las interacciones entre las variables no cambian en el tiempo; el modelo esdinmico, si se considera que sus interacciones entre variables cambian en el tiempo.


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Simular, es operar el modelo de un sistema. A diferencia del sistema real, el modelopermite el ser reconfigurado y experimentar con l, lo que podra resultar poco prctico o muycaro en un sistema real. De este modo, la operacin del modelo permite conocer la interpretacinde las propiedades, el desempeo o los resultados del sistema real.

La simulacin, puede ser realizada para un sistema nuevo o uno existente, para satisfacerlas expectativas y especificaciones, as como para mejorar el desempeo general del sistema.

En [8] se expresa que, un sistema se puede caracterizar como contino o discreto. Aunqueen la prctica pocos son completamente continuos o discretos, la mayora tiene uncomportamiento predominante, lo que normalmente permite su clasificacin. Un sistema discreto,es uno en el que sus variable(s) de estado, cambian slo en un conjunto discreto de instantes en eltiempo. Mientras que un sistema continuo, es aquel en que sus variables(s) de estado cambian deforma contina en el tiempo.

Informacin adicional, sobre simulacin de eventos discretos y en planillas de clculo seencuentra en elAnexo F.

2.4. Evaluacin de desempeo del proyectoPara evaluar el desempeo de las distintas etapas del proceso productivo de bateras, se

propuso construir una representacin de l mediante un programa de simulacin de eventodiscreto, que permitiera modelar el proceso productivo y de manejo de materiales; mediante unaserie de entidades con diferentes atributos, que interactan con actividades, generando diferenteseventos segn el proceso.

Al modelar el proceso productivo mediante simulacin de evento discreto, se tiene elobjetivo de ganar comprensin, de cmo se podra mejorar el desempeo del proceso productivoque se est modelando. Usualmente, una visualizacin generada por el modelo puede ser de granayuda en este sentido, aunque por supuesto se esperan resultados numricos que midan eldesempeo de la simulacin, los cuales deben estar acompaados de un correcto diseoexperimental, un anlisis riguroso y un adecuado anlisis estadstico para modelos estocsticos.Tpicas medidas con que se evala el desempeo de un proceso productivo y de manejo demateriales, se encuentran en [8]:

Rendimiento del proceso bajo cargas determinadas, El tiempo que se tarda en generar un producto, La utilizacin de recursos, Cuellos de botella, Colas y retardos, debidos a equipos, sistemas, recepciones y despachos, Requerimiento de dotacin de personal, Efectividad de sistemas de control, horarios y manejo de materiales, Efectos de cambiar las caractersticas de los pedidos,


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Tiempo de recuperacin frente a imprevistos.Ejemplos de casos de estudios de procesos de manufactura y manejo de materiales

mostrados en [8] se mencionan en laTabla 1,sus abstract orientan sobre el tipo de problemaspara el que se usa esta forma de simulacin.

Tabla 1: Ejemplos de modelos de procesos de manufactura y manejo de materiales(encontrados en [8], sus abstract han sido copiados desde la librera digital de la IEEE(IEEE Xplore))

Artculo: Autores yao:

Abstract

Modeling andSimulation of

Material

Handling for

SemiconductorWafer

Fabrication

Neal G.Pierce,RichardStafford[1994]

This paper presents the results of a design study to analyze interbaymaterial-handling systems for semiconductor wafer manufacturing. Wedeveloped discrete-event simulation models to model the performance of

conventional cleanroom material handling including manual and

automated systems. The components of a conventional cleanroommaterial-handling system include an overhead monorail system for

interbay (bay-to-bay) transport, work-in-process stockers for lot storage,

and manual systems for intrabay movement. This study examines the

models and simulation experiments that assist with analyzing cleanroommaterial-handling issues such as designing conventional automated

material-handling systems and specifying requirements for transport

vehicles.

Modeling

Aircraft

Assembly

Operations

Harold A.Scott[1994]

A simulation model can be a powerful tool for understanding the complex

interactions of aircraft assembly operations. An accurate model helps

identify the effects of resource constraints on dynamic process capacity

and cycle time. To analyze these effects, the model must capture job andcrew interactions at the control code level. This paper explores fiveaspects of developing simulation models to analyze crew operations on

aircraft assembly lines: representing job precedence relationships,simulating crew members with different skill and job proficiency levels,

reallocating crew members to assist ongoing jobs depicting shifts andovertime, modeling spatial constraints and crew movements in the

production area.

Discrete

EventSimulation forShop Floor

Control

J. S. Smith,R. A. Wysk,D. T.Sturrock,S. E.Ramaswamy,G.D. Smith,S. B. Joshi

[1994]

The paper describes an application of discrete event simulation for shop

floor control for a flexible manufacturing system. In this application, thesimulation is used not only as an analysis and evaluation tool, but also asa "task generator" for the specification of shop floor control tasks. Using

this approach, the effort applied to the development of the simulation is

not duplicated in the development of the control system. Instead, the samecontrol logic is used for the control system as was used for the

simulation. Additionally, since the simulation implements the control, itprovides very high fidelity performance predictions. Implementation

experience in two flexible manufacturing laboratories is described. Theseimplementations use a special feature of the Arena/SIMAN simulation

language which allows Arena/SIMAN to interact directly with the shop

floor control system through an interprocess communication mechanism.This feature is described in detail.

Developing

and Analyzing

Flexible CellSystem UsingSimulation

Edward F.Watson,Randall P.Sadowski[1994]

The purpose of this study was to develop and evaluate flexible cell

alternatives to support an agile production environment at a mid-sized

manufacturer of industrial equipment. Three work cell alternatives weredeveloped based on traditional flow analysis studies, past experience,and common sense. To support the analysis of each option, a simulation


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model was developed and validated for the current manufacturingenvironment. The simulation model allowed the analyst to evaluate each

cell alternative under current conditions as well as anticipated futureconditions that included changes to product demand, product mix, and

process technology. This paper will emphasize the modeling aspects of

this study and briefly discuss the results and future directives.

Inventory

Cost Model forJust in time

Production

Mahesh

Mathur[1994]

This paper presents the design and operation of a computer simulation

model developed on a SLAM SYSTEM to compare the build up of set upcosts and inventory carrying costs with varying lot sizes. While reductionof lot sizes is a necessary step towards implementation of "Just-In-Time"(JIT) in a job shop environment, a careful cost study is required to

determine the optimum lot size under the present set up conditions. A

simulation model can be designed to graphically display the fluctuation

of carrying costs and accumulation of set up costs on a time scale in adynamic manner. The decision for an optimum lot size can then be basedon realistic cost figures.

ModelingStrain of

Manual Work

inManufacturingSystems

I. Ehrhardt,H. Herper,H. Gebhrdt

[1994]

Without the use of simulation methods and technology complex logisticalissues can only be dealt with insufficiently. While current research

concentrates on technological aspects in the improvement of system

behaviour, vital tasks in the field of production and logistics despite ofincreasing automation are undoubtedly assigned to human resources.

Present simulation instruments are not or just rarely considering manual

activities within the simulation process. The project EMSIG, supported by

the BMFT (German Ministry for Research and Technology), builds up amodel for the description of manual loads that can be effectively used in

planning logistic systems. The author considers how simulation models

with detailed worker description support the user in evaluating a

manufacturing system in terms of ergonomic and economic aspects in theplanning process.

Simulation

Modeling for

Quality andProductivity in

Steel CordManufacturing

C. H.Turkseven,

G. Ertek[2003]

We describe the application of simulation modeling to estimate and

improve quality and productivity performance of a steel cord

manufacturing system. We describe the typical steel cord manufacturingplant, emphasize its distinguishing characteristics, identify various

production settings and discuss applicability of simulation as amanagement decision support tool. Besides presenting the general

structure of the developed simulation model, we focus on wire fractures,

which can be an important source of system disruption.

SharedResource

Capacity

Analysis in

BiotechManufacturing

P. V. Saraph[2003]

Simulation is a relatively new tool for business process analysis in theBiotech industry. We discussed an application of discrete event

simulation in analyzing the capacity needs of a shared resource in the

manufacturing facility at Bayer Corporation's Berkeley site. The

SIGMA simulation model was used to analyze the workload patterns,run different workload scenarios, taking into consideration uncertainty

and variability, and provide recommendation on a capacity increaseplan. This analysis also demonstrated benefits of certain operationalscheduling policies. The analysis outcome was used to determine capital

investments for 2002. This illustrates the power of simulation tools in

providing quick and robust analysis with solutions to planning problems.

Behavior ofan Order

Release

Mechanism ina Make-to-

A. Nandi,P. Rogers[2003]

The value of holding orders in a preshop pool, prior to their release tothe factory floor, is a somewhat controversial topic. This is especially

true for make-to-order manufacturing systems, where, if capacity is fixed

and exogenous due dates are inflexible, having orders wait in a preshoppool may cause the overall due date performance of the system to


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OrderManufacturing

System withSelected Order

Mechanism

deteriorate. In such circumstances, selective rejection of orders offers analternative approach to dealing with surges in demand whilst

maintaining acceptable due date performance. This reports on thebehavior of such a make-to-order manufacturing system under a control

policy involving both an order release component and an order

acceptance/rejection component.

2.5. Evaluacin de impacto medioambiental del proyectoEs muy probable que el aumento en las temperaturas desde mediados del siglo XX, se

deba a la emisin de gases de efecto invernadero. Las mayores emisiones de gases de efectoinvernadero, son debidas a actividades humanas [10].

Para medir el impacto medioambiental de la produccin de bateras en Chile, de unaforma que sea posible compararlo con el impacto medioambiental de la produccin en pasesasiticos, se utiliza las emisiones de dixido de carbono. En Japn (57%), Corea (17%) y China(13%), se producen la mayor cantidad de bateras de in de litio (2007). Por otro lado EstadosUnidos (mediante su departamento de energa), est realizando inversiones considerables, paraincorporarse al mercado de las bateras de litio [1].

Para transportar una carga de una tonelada mtrica durante un kilmetro, se tiene lassiguientes emisiones, como referencias en [11]:

Para un barco moderno de entre 10 y 40 [g] de dixido de carbono, Para trenes de 30 a 100 [g] y para camiones modernos de 60 a 150 [g], Para transporte areo en dirigible de 55 [g] y en aeroplano de 500 [g].

En la referencia [12], se puede observar el indicador de emisiones de , por oferta totalde energa priaria (TES, total primary energy suply), para lospases de Chile, Japn, China,Corea y los Estados Unidos de Amrica, en el ao 2009. Segn esta referencia el TPES por passe calcula como se muestra en laEc. 1.

Ec. 1: TPES

La tabla siguiente muestra las emisiones de dixido de carbono, de acuerdo a laproduccin energtica de Chile, Japn, China, Corea y los Estados Unidos de Amrica; segn[12].


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Tabla 2: Huella de , por oferta total de energa primaria 2009Pas CO2/TEPSChile 2,26 [t C/ toe] 0,194325021 [t C/ MWh]Japn 2,32 [t C/ toe] 0,199484093 [t C/ MWh]

China 3,03 [t C/ toe] 0,260533104 [t C/ MWh]

Corea 2,25[t

C/ toe]

0,193465176[t

C/ MWh]

EEUU. 2,40 [t C/ toe] 0,206362855 [t C/ MWh]

toe htoeh,h[toe]: Toneladas equivalentes de petrleo.

Se tienen indicadores ms actualizados de la huella de carbono debida a la generacinenergtica para Chile, en la referencia [13], se puede observar la huella de carbono promedio por[MWh] generado durante el ao 2011 en Chile, mostrada en laTabla 3.La unidad utilizada en lareferencia [13] para representar las emisiones de gases de efecto invernadero, es masa de C(dixido de carbono equivalente), considera el efecto de otros gases de efecto invernaderoadems del dixido de carbono, sin embargo, las referencias anteriores consideran slo masa de

dixido de carbono, por lo que se mantuvieron las unidades de acuerdo a sus referencias.Tabla 3: Promedio de factores de emisin, en sistemas interconectados chilenos 2011

SIC 0,379 [t C/MWh]SING 0,725 [tC/MWh]

2.6. Evaluacin econmica del proyectoPara evaluar econmicamente el proyecto de produccin de bateras de in-litio, se debe

evala una inversin y pagar costos fijos para cada etapa productiva. Adems se considerancostos por cada celda y batera construida, las materias primas necesarias para su construccin ylos costos de su preparacin, tambin los costos del transporte de los diversos productos.

Los ingresos slo se consideran debidos a la venta de productos, se considera la venta debateras terminadas y se supone determinadas caractersticas de la demanda.

Las caractersticas de la planta productora, como los rendimientos de sus actividades, suscostos de implementacin, vida til y lugar donde se ubica son necesarias. Tambin se requierencaractersticas de las celdas y bateras que se espera construir. Lo mismo ocurre para los valores

de las materias primas y los procesos que se deben realizar para prepararlas. Todas estascaractersticas se suponen, obtienen o estiman como se muestra en el desarrollo.

Informacin adicional sobre evaluacin de proyectos, se encuentra en elAnexo E.

Es posible encontrar ejemplos de evaluaciones econmicas de producir bateras de litio-in, en distintas referencias, como los descritos en laTabla 4,en los que el costo de las baterases un resultado del modelo, sin embargo, en nuestro modelo se lo considera una entrada, porquese busca determinar la factibilidad del proyecto.


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Tabla 4: Descripcin de evaluaciones econmicas existentes

Artculo: Autores y ao: Descripcin

AnEvaluation of

Current and

Future Costs

for Lithium-Ion Batteriesfor use inElectrified

Vehicle

Powertrains[2]

David L.Anderson,Asesor Dr.Dalia Patio-

Echeverri[2009]

En este documento, se habla de los vehculos elctricos e hbridos, delas bateras de in de litio, los criterios que debe superar para alcanzaruna comercializacin en gran escala en aplicaciones vehiculares, sufuncionamiento, sus materiales, sus tipos, su proceso de fabricacin y

hace una divisin de los costos de fabricacin de bateras de litio-incuyos resultados se observan en la Seccin 2.7.I,pues son utilizadosen la verificacin del modelo (corresponden a una divisin de loscostos para el ao 2000).

Tambin en este documento, se estudian posibles escenarios para lavariacin de precios de las bateras. Se observa que el valor de lasbateras es clave, en la viabilidad de vehculos hbridos y elctricos.

Compara la variacin de los precios de vehculos electrificados convehculos de combustin interna, observando que la volatilidad delvalor del combustible puede afectar la competitividad comercial de lasbateras de litio-in para vehculos hbridos y elctricos.

Tambin habla de otras tecnologas de almacenamiento de energa,consideraciones sobre la disponibilidad de litio y respecto delreciclaje.

Factors

Determining

theManufacturingCosts of

Lithium-IonBatteries for

PHEVs[3]

Paul A. Nelson,Danilo J.Santini,James Barnes[2009]

En este documento, se analizan los costos de fabricar bateras de litio-in, para distintas capacidades productivas de la planta, distintosdiseos de bateras para diferentes tipos de vehculos con diferenciasen la potencia y la energa de la batera, y distintos tipos de celdas condiferentes componentes qumicas.El caso base utilizado en esta referencia, es caracterizado con un nivelparticular de detalle, lo cual lo hace til para ser el caso de estudio delmodelo expuesto en este trabajo. Sus caractersticas econmicas seexponen en la Seccin2.7.II,caractersticas de la construccin de lasceldas y la planta productora, se estudian en mayor detalle seencuentran en el Captulo 4.

Lithium-ionBatteries forElectric

Vehicles:

The U.S.

Value Chain[1]

Marcy Lowe,Saori, Tokuoka,Tali Trigg,Gary Gereffi

[2010]

En este documento, se describen las bateras de litio-in, sus avancespara su uso en vehculos, sus caractersticas, su funcionamiento, sucadena de valor y proceso productivo. Parte importante del documentoest dedicada al mercado de las bateras de litio-in, en el que setienen productores de distintas componentes para las bateras endistintas locaciones, las polticas econmicas de Los Estados Unidosde Amrica y el proceso de fabricacin en dicho pas. Tambincontiene predicciones de ventas de vehculos.Respecto a un modelo de costos de las bateras, este documentomuestra uno, en el que los costos los dividen entre las componentesprincipales de las bateras, para caractersticas definidas de bateras yplantas productoras.

Costs ofLithium-Ion

Batteries for

Vehicles[7]

Linda Gaines,Roy Cuenca[2000]

En este documento, se hace un anlisis detallado de los costos defabricar bateras de litio, considerando los materiales, el procesoproductivo, los costos de instalar la planta segn su capacidad yprecios histricos.


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2.7. Costos de las bateras de in de litio, para la verificacin y el casode estudio

I. Referencias para la verificacin del modeloEs difcil encontrar informacin especfica de los costos de fabricacin de bateras de in

de litio, dada la proteccin que existe sobre dicha informacin. Sin embargo, utilizando [2], setienen estimaciones que son de utilidad. Esta referencia divide los costos segn el nivel defabricacin de las bateras en 3 niveles y segn 3 categoras. Los 3 niveles de fabricacin son de:celdas, mdulo ypack. Mientras que las 3 categoras son: materiales, manufactura y otros. Todasstas estimaciones hechas en [US$/kWh], para bateras de alta densidad de energa conprincipalmente estudios del ao 2000.

A continuacin, se muestra la Tabla 5 con los costos estimados, extrada desde lareferencia mencionada:

Tabla 5: Costos de fabricacin de bateras para el ao 2000 segn categoras [2]Categora del costo [US$/kWh]:

Nivel de integracin Materiales Manufactura Otros TotalCelda 734,53 23,15 86,90 844,58Mdulo 771,79 26,77 86,90 885,46Pack 864,38 31,68 230,27 1126,33

En esta tabla, se debe tener en cuenta el costo a nivel de mdulo incluye el costo a nivelde celda y el depackincluye al de mdulo.

La referencia describe los componentes de las 3 categoras como se explica acontinuacin.

En la categora de materiales:

Para las celdas, se tienen costos provenientes de los materiales activos, el aglutinante,aditivos, lminas de aluminio y cobre, grafito, sal de litio, polietileno, terminales,contenedor y el ajuste debido al rendimiento de la produccin de celdas (un 60% delas celdas pasan el control de calidad),

A nivel de mdulo, se encuentran aquellos costos que corresponden aempaquetamiento y terminales,

Al nivel de lospacks, se encuentran costos debidos al empaquetamiento, terminales ya la circuitera.

En la categora de manufactura:

En la celda, se tienen los costos de la fabricacin de sus componentes, elensamblaje, el control de calidad, el empaquetamiento y el ajuste debido alrendimiento de la produccin de celdas,

Para el mdulo ypack, se tiene el costo debido al ensamblaje.


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En la categora de otros:

A nivel de celda, se consideran gastos corporativos y gastos en investigacin ydesarrollo.

A nivel depack, se le atribuyen costos a marketing, transporte, garantas y ganancias.Por simplicidad, ms adelante para verificar el modelo implementado se considera que las

ganancias son un 25% del los costos de la categora otros.Para complementar esta informacin, al realizar la verificacin del modelo se requiere

informacin adicional, la cual se obtiene de las referencias [14] y [15], las cuales contieneninformacin sobre las bateras utilizadas en el vehculo solar-elctrico ELIAN .

En estas referencias, se encuentran celdas de capacidad 16,65 [Wh] (in litio polmero oin litio manganeso), tienen un precio de US$21, luego el valor actual por [kWh] es deUS$1261,26 a nivel de celda. Los valores del pack, consideran un BMS de US$1740 y otrostems necesarios para la construccin del pack, se lleg a que su costo final aproximado es de$3.000.000 o US$6213,367 (dlar en fecha: 20-3-2012). Este valor corresponde a un packde unacapacidad de 4462,2[Wh], lo que nos entrega un valor del [kWh] a nivel de packde US$1392,45.

Las celdas de in litio polmero, tienen una densidad de energa de 203 [Wh/Kg] y cadacelda tiene una masa de 82 [g]. Su fuerza electromotriz caracterstica es de 3,7 V.

En [16], se puede encontrar las estimaciones mostradas en laTabla 6,para la demanda devehculos elctricos e hbridos, entre los aos 2010 y 2015. La cual es utilizada para laverificacin del modelo, para representar la demanda de bateras, como un porcentaje de estademanda de vehculos.

Tabla 6: Demanda de vehculos elctricos e hbridos estimada entre los aos 2010 y2015 [16]

Ao 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Demanda 725.713 1.008.921 1.334.160 1.625.429 1.863.473 2.139.996Penetracin en los

vehculos ligeros 1,12% 1,39% 1,70% 1,96% 2,17% 2,41%

II. Referencia para el desarrollo del caso de estudioEn [3], para el ao 2009, se encontr informacin referente a la fabricacin de bateras

para PHEV (Plug-inHybridElectric Vehicle, vehculos hbridos que se pueden cargar desde unsistema elctrico externo al vehculo), el caso base expuesto en esta referencia conmodificaciones, es utilizado en el estudio realizado en el captulo 4, pues tiene un mayor detalleque los otros casos expuestos y que la mayora de las otras referencias (en [7] se puede encontrarinformacin igualmente til, pero es una referencia muy antigua).

A continuacin, se describe el caso base expuesto en [3]. Los parmetros estimadosexpuestos a continuacin, se consideran para una planta con una capacidad fabricar 100.000packs de bateras al ao (de 300 das), con ctodos NCA y nodos de grafito, un voltaje decircuito abierto del 50% al entregar 50 [kW], una capacidad de 30 [Ah], 8 mdulos, 12 celdas pormdulo y 96 celdas porpacko banco de bateras.


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Tabla 7: Parmetros de cada packde bateras [3]

Energa almacenada: 10,2 [kWh]Potencia: 50 [kW]Capacidad: 50 [Ah]Nmero de celdas: 96

Masa: 82 [kg]Volumen: 52 [L]Rango esperado (elctrico) para vehculo: 20,5 [mi]

32,99 [km]

Tabla 8: Rendimientos y capacidades productivas de la planta (anuales) [3]

Packsproducidos: 100.000Rendimiento de la produccin de celdas: 97 [%]Rendimiento de los materiales excepto por el electrolito: 95 [%]Rendimiento del electrolito: 90 [%]

Nmero de celdas necesarias para ajustarse el rendimiento: 9.896.907rea de los electrodos: 10.114.827 []Masa del material activo del electrodo positivo: 2.083.559 [kg]Masa del material activo del electrodo negativo: 1.387.543 [kg]

Tabla 9: Costos de inversin [3]

Costos de equipamiento (incluyen instalacin): 191.000.000 US$Edificios, terrenos y servicios pblicos: 43.000.000 US$Costos de comenzar el funcionamiento: 86.000.000 US$Capital de trabajo: 58.000.000 US$

Total: 378.000.000 US$

Tabla 10: Costos fijos (por cada pack producido, de acuerdo a la capacidad de laplanta) [3]

Costos de ventas, patentes y administracin: 132 US$Investigacin y desarrollo: 130 US$Depreciacin: 261 US$Utilidad despus de impuestos: 189 US$


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Tabla 11: Costos variables, por pack[3]

Materiales de la celda: 1.214 US$tems comprados por celda: 155 US$Mdulo y batera: 292 US$Procesamiento de los electrodos: 72 US$

Ensamblaje de las celdas: 40 US$Ciclo de carga y control de calidad de las celdas: 12 US$Ensamblaje delpack: 20 US$Celdas rechazadas y reciclaje: 9 US$Recepcin y embarque: 10 US$Gastos generales variables: 97 US$

Los valores estimados de las bateras para el caso de estudio que se utilizan son lospresentes en [17], de entre 450 [US$/kWh] y 250 [US$/kWh], entre los aos 2012 y 2020, conuna tasa de decrecimiento compuesto anual del 7,5%.


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Captulo 3: Propuesta de modelo,

implementacin y verificacin

3.1. MetodologaDurante el transcurso de este trabajo de memoria, se ha propuesto seguir la metodologa

representada en el siguiente diagrama, para la construccin del modelo de produccin de baterasde in-litio.

Diagrama 1: Metodologa

Paso 1: Revisin bibliogrfica

En este paso, se incorpora los conocimientos generales y especficos, necesarios pararealizar en modelo del proceso productivo de bateras de in de litio, as como aquellos deutilidad para su comprensin.

Paso 2: Modelacin del proceso productivo

En este paso, se definen la estructura y los parmetros del modelo que se propone pararepresentar el proceso de produccin de bateras de in de litio.

Paso 3: Implementacin del modelo como herramienta computacional

En este paso, se describe lo que ocurri antes de la implementacin de la evaluacin deldesempeo, en SimEvents de Matlab Simulink.

Por otro lado, se implementa la evaluacin econmica y medioambiental del proyecto enplanillas de clculo.


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Paso 4: Verificacin del modelo propuesto

En este paso, se comprueba que la implementacin computacional del modelo del procesoen planillas de clculo, observando que entregue resultados consistentes con las caractersticasdefinidas para el proceso descrito, dada la literatura mostrada en la Seccin2.7.I.

Inicialmente se deseaba validar el modelo, pero para validarlo objetivamente se requieredatos histricos del comportamiento del sistema y resultados reales, de los que no se dispone.

Paso 5: Estudio de casos y resultados

En esta actividad, se analizan casos, incorporando informacin esperable al modelo, parapoder realizar afirmaciones sobre la realidad que se representa. Los casos estudiados se basan enlos descritos en la Seccin 2.7.II e informacin adicional cuyas referencias se mencionan alutilizarlas.

Paso 6: Conclusiones

En este paso, se analizan los resultados obtenidos en el paso anterior, se concluye sobre elmodelo, los resultados econmicos, medioambientales y se propone trabajos futuros.

El paso 1 se encuentra representado en el captulo 2 y en los anexos, los pasos 2 al 4 en elcaptulo 3, el paso 5 en el captulo 4 y el paso 6 en el captulo 5.

3.2. Modelacin del procesoPara modelar el proceso productivo de bateras de in de litio para vehculos elctricos o

hbridos de forma que permita evaluar su desempeo, rentabilidad y efectos medioambientales, se

ha propuesto dividir la modelacin en una serie de partes de acuerdo a las consideracionesnecesarias para la construccin del modelo, estas partes siguen el siguiente diagrama.

Diagrama 2: Modelacin del proceso productivo de bateras de in de litio

A continuacin, se describe la modelacin del proceso de produccin de bateras de in-litio.


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I. Divisin del proceso en etapas productivas:Sintetizando el proceso de produccin de bateras de in-litio de distintos tipos visto en la

Seccin 2.2, englobando los distintos procedimientos requeridos para producir bateras de litio,considerando tanto los mencionados, como los aquellos que posiblemente no hayan sidoconsiderados, para producir bateras de litio-in como cualquier otro tipo de batera de litio. Sepuede construir Diagrama 3, que desglosa la produccin de las bateras segn el nivel de

integracin de sus componentes, desde la obtencin de las materias primas, hasta la produccindepacks o bancos de bateras, en 4 etapas diferentes.

Diagrama 3: Desglose del proceso de fabricacin de bateras de litio

Incorporando a este diagrama la fabricacin de EV (vehculos elctricos), HEV (vehculoshbridos) o PHEV (vehculos hbridos que se pueden cargar desde un sistema elctrico externo alvehculo), como un mayor nivel de integracin de los productos y una nueva etapa al proceso, enque la obtencin y adaptacin de materias primas independientes de las usadas en la produccinde packs y celdas, tambin son necesarias para la produccin de vehculos, se obtiene elDiagrama 4.

Diagrama 4: Proceso de fabricacin de bateras de litio, incorporando produccin de

vehculos elctricos o hbridos

Lo siguiente que ocurre con las celdas, los bancos de bateras y los vehculos elctricos enun proceso industrial, en que se producen estos elementos para su venta, es necesariamente lacomercializacin, se agrega esta actividad de forma independiente como una nueva etapa alproceso, en la que los productos terminados son transportados a sus destinatarios y se producenlas ventas. Lo anterior es mostrado en diagrama siguiente.


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Diagrama 5: Proceso de produccin de bateras, vehculos y comercializacin

En nuestro caso, se deja de considerar la comercializacin de celdas y produccin devehculos, debido a que no se dispone de informacin suficiente para evaluar dichos puntos y quela evaluacin de la fabricacin de vehculos incorporara muchas variables, que dificultaran la

evaluacin puntual del proceso de fabricacin de bateras de in-litio en Chile. Esto se puedeobservar en el Diagrama 6, que considera desde la obtencin de materias primas hasta lacomercializacin depacksde bateras y representa el modelo considerado del proceso.

Diagrama 6: Proceso modelado

II. Modelacin de cada etapa con atributos y funcionalidades:A continuacin, se explica cada una de las etapas, consideradas en el modelo del

Diagrama5,aunque el modelo con el que se trabaja es el expuesto en elDiagrama 6.

i. Obtencin de materias primas: En esta etapa, la actividad considerada es la obtencinde materiales, para ser utilizados en cualquiera de las etapas siguientes. Entre estosmateriales, se encuentran por ejemplo: carbonato de litio, cobre y aluminio.

ii. Adaptacin de materias primas: En esta etapa, se considera la preparacin de lasmaterias primas, para ser utilizadas en las etapas siguientes. Se considera que todaslas materias primas pasan por esta etapa en el modelo (como se observa en losdiagramas), por el simple hecho de necesitar traerlas a la planta en que deben esperarsu utilizacin, aunque la espera sea la nica actividad realizada con la materia prima,antes de una actividad de otra etapa. Sin embargo, en la implementacin del caso de


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estudio, se ha evitado agregar aquellas actividades que no requieran recursos osignifiquen un impacto medioambiental, por simplicidad. Un ejemplo de unaactividad, que pertenece a esta etapa es la fabricacin de los electrodos, si seconsidera como una actividad previa a la fabricacin de la celda.

iii. Produccin de celdas: En esta etapa, se incluye aquellos procesos que fabrican celdas.En estos procesos, se considera que slo pueden tener 2 etapas siguientes: la

fabricacin de packs o bancos de bateras y la comercializacin de las celdas, pararepresentar la industria completa, pero en el modelo final del proyecto, slo tienecomo etapa siguiente a la fabricacin de packsde bateras. Se debe tener en cuenta,que es posible fabricar diferentes tipos de celdas y el mismo tipo de celda puede tenerdiferentes caractersticas.

iv. Produccin de packso bancos de bateras: Las actividades en esta etapa al igual queen el caso de la fabricacin de celdas, consideran 2 posibles etapas siguientes: lafabricacin de vehculos elctricos y la comercializacin depacks, para representar laindustria completa, pero en el modelo considerado del proyecto, se considera comonica etapa siguiente la comercializacin. Los bancos de bateras pueden tenerdiferentes caractersticas por ejemplo: las celdas que utilizan, el nmero de celdas queutilizan, la forma y la distribucin de las celdas.

v. Produccin de EV, HEV o PHEV (vehculos elctricos e hbridos, Anexo CII): Enesta etapa se incluyen actividades cuya nica etapa siguiente es la comercializacin,sus actividades desde luego corresponden a la fabricacin de vehculos elctricos ohbridos de distintas caractersticas, para la representacin de la industria completa,pero finalmente no es utilizada en el modelo.

vi. Comercializacin: Esta etapa, incluye dentro de sus actividades, la comercializacinde los diferentes productos del proceso productivo que est siendo evaluado. En elcaso del modelo de la industria completa, los productos son celdas, bancos de baterasy vehculos elctricos, los cuales a su vez pueden ser de diferentes caractersticas,

pero en el modelo final del proyecto slo se considera la comercializacin de packsobancos de bateras. A diferencia de las otras etapas, esta debe considerar ingresos,adems de costos por sus actividades.

Cada etapa realiza actividades, como se describi previamente. En cada actividad, setienen costos, los cuales se consideran de 2 formas, como costos variables y costos deinversin y gastos fijos actualizados. Los costos variables, son aquellos dados por el nmerode elementos con el que trabaja cada actividad, stos tienen la opcin de evolucionar en eltiempo. Los costos de inversin y gastos fijos actualizados, consideran los costos fijosactualizados de acuerdo a la vida til del proyecto, pues entre costos fijos y de inversin,considerando la vida til de la infraestructura de cada actividad, se calculan cuotas fijas a lo largodel proyecto.

Los precios de ventas presentes en la etapa 6, se consideran variables, pues se esperanvariaciones en los precio de los productos comerciados.

Los impactos medioambientales debidos a las etapas, se consideran de forma fija yvariable, los fijos estn dados por los impactos medioambientales de la implementacin de lasactividades, de acuerdo a la vida til de stas y los variables de acuerdo al nmero de productosproducidos por las actividades. Tambin se consideran, impactos variables debidos al transportede productos, entre etapas y actividades. Finalmente, slo se consideraron el impacto


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medioambiental del transporte de materias primas y bancos de bateras; por lo que existencampos libres y el modelo implementado, es subutilizado en ese sentido.

III. Modelacin de la interaccin entre las etapas:Por la forma en que se han modelado las etapas, la interaccin entre ellas puede ser vista

como un flujo de productos, entre las actividades de cada etapa y una o ms de las actividades, enalguna de las etapas siguientes.

El flujo de productos entre actividades, puede incluir y debe considerar al implementarlo,un transporte que involucre gastos e impacto medioambiental asociado a cada productotransportado, el cual puede ser de distinta magnitud dependiendo del producto. Por ejemplo, laplanta en la que se fabrican las bateras puede estar a cientos de kilmetros de donde se fabricanlos vehculos, o puede estar en una planta vecina. De este modo, son importantes las distanciasrecorridas por los productos entre las actividades, as como los medios que se utilizan para eltransporte, pues de estos factores depende el costo e impacto medioambiental de transportar losproductos.

Se debe

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