Da eletrificação dos automóveis à nova geração de mobilidade
A mobilidade automóvel atravessa uma transformação tecnológica profunda. O motor de combustão, durante décadas dominante, passou a coexistir com sistemas elétricos cada vez mais sofisticados, dando origem a diferentes soluções de eletrificação.
Entre os híbridos ligeiros, os híbridos completos e os híbridos plug-in, a indústria automóvel desenvolveu tecnologias destinadas a melhorar a eficiência, reduzir consumos e emissões e responder às novas exigências de mobilidade.
Paralelamente, a célula de combustível a hidrogénio apresenta novas possibilidades, sobretudo nos transportes coletivos e de mercadorias.
Híbridos Ligeiros — 48V MHEV
Os Mild Hybrid Electric Vehicles (MHEV) representam uma das formas mais acessíveis de eletrificação dos motores térmicos.
Nos sistemas de 48V, um motor-gerador elétrico auxilia o motor de combustão em determinadas situações, nomeadamente nos arranques e acelerações. Durante as desacelerações e travagens, parte da energia é recuperada e armazenada numa pequena bateria.
A tecnologia permite melhorar o funcionamento do sistema start-stop, reduzir o esforço do motor térmico e otimizar o consumo de combustível.
A principal característica do MHEV é que o veículo continua dependente do motor de combustão para a propulsão. O sistema elétrico funciona essencialmente como complemento de eficiência.
A evolução dos sistemas de 48V demonstra, contudo, que a eletrificação pode avançar de forma progressiva, através da integração entre engenharia mecânica, eletrónica de potência e software.
Híbridos Completos — HEV
Os Full Hybrid Electric Vehicles (HEV) representam um nível superior de eletrificação.
Ao contrário de um MHEV, um HEV pode utilizar o motor elétrico para movimentar o veículo, particularmente em situações urbanas, de baixa velocidade ou de solicitação moderada.
O sistema combina motor térmico, motor ou motores elétricos, bateria e uma unidade eletrónica que gere continuamente a utilização da energia.
Em circulação urbana, caracterizada por frequentes paragens, arranques e desacelerações, esta tecnologia pode apresentar elevada eficiência. O veículo utiliza o motor elétrico quando as condições o permitem e recorre ao motor térmico sempre que a potência necessária ou a carga da bateria o justifiquem.
A bateria é carregada através da travagem regenerativa e da energia produzida pelo próprio sistema térmico. A energia que seria normalmente dissipada durante as desacelerações é recuperada e transformada em energia elétrica.
Uma das grandes vantagens do HEV é não necessitar de ligação a uma tomada para carregar a bateria.
O computador de bordo gere automaticamente a utilização das diferentes fontes de energia, procurando obter o melhor equilíbrio entre eficiência, desempenho e autonomia.
PHEV — uma solução intermédia
Os Híbridos Plug-in (PHEV) utilizam uma bateria de maior capacidade e permitem percorrer distâncias mais significativas em modo exclusivamente elétrico.
Ao contrário do HEV, podem ser carregados através de uma tomada ou posto de carregamento. Constituem, assim, uma solução intermédia entre o híbrido convencional e o veículo totalmente elétrico.
Hidrogénio — uma nova fronteira
A célula de combustível a hidrogénio apresenta uma abordagem diferente.
O hidrogénio é utilizado para produzir eletricidade numa célula de combustível, alimentando um motor elétrico. A propulsão mantém-se, portanto, elétrica, mas a energia é produzida a bordo em vez de depender exclusivamente de uma grande bateria.
O processo combina hidrogénio e oxigénio e, no ponto de utilização, tem como principais produtos água e calor.
A tecnologia poderá assumir particular importância em veículos sujeitos a utilização intensiva, onde autonomia e rapidez de abastecimento constituem fatores relevantes.
Autocarros e transporte de mercadorias Tecnologia-hidrogénio
Os autocarros de passageiros e os veículos pesados de mercadorias poderão constituir segmentos particularmente interessantes para o hidrogénio.
Estes veículos percorrem frequentemente grandes distâncias e permanecem muitas horas em operação. A célula de combustível permite alimentar motores elétricos, associando as características da propulsão elétrica à possibilidade de reabastecimento de hidrogénio.
Existem, contudo, desafios importantes: custo dos veículos, produção de hidrogénio de baixo carbono, armazenamento, distribuição e desenvolvimento de uma infraestrutura de abastecimento adequada.
O futuro desta tecnologia dependerá, por isso, não apenas do veículo, mas de todo o ecossistema energético.
Evolução e futuro da mobilidade
A transformação da mobilidade não aponta necessariamente para uma única tecnologia.
MHEV, HEV, PHEV, veículos elétricos a bateria e sistemas de célula de combustível BMW Hydrogen Flat Storage, poderão coexistir durante diferentes fases da transição energética, de acordo com as características de cada utilização.
Nos automóveis ligeiros, a eletrificação continuará a evoluir através de soluções cada vez mais eficientes. Nos transportes coletivos e pesados, o hidrogénio poderá conquistar espaço onde autonomia, utilização intensiva e rapidez de abastecimento sejam determinantes.
A questão central deixa, assim, de ser apenas qual é o melhor motor, passa a ser:
Qual a tecnologia energética mais adequada para cada tipo de mobilidade.
AWM Insight
A mobilidade do futuro não será construída exclusivamente pela substituição do motor térmico.
Será construída através da inteligência energética.
A integração entre motores elétricos, sistemas híbridos, baterias, recuperação de energia, software e novas fontes energéticas está a transformar o automóvel num sistema tecnológico cada vez mais sofisticado.
Mais do que uma mudança de motor, estamos perante uma transformação de todo o conceito de mobilidade.
Manutenção e evolução
A tecnologia híbrida acrescenta componentes específicos, como bateria de tração, motores-geradores e sistemas eletrónicos de controlo. Em contrapartida, a travagem regenerativa pode reduzir o desgaste dos travões convencionais.
A manutenção deve seguir as especificações do fabricante e ser realizada por profissionais habilitados para trabalhar com sistemas de alta tensão.
A evolução tecnológica aponta para baterias mais eficientes, melhor gestão térmica e sistemas de controlo cada vez mais inteligentes.
AWM Portugal — Inovação • Tecnologia • Mobilidade • Turismo Inteligente