Em todo o mundo, há cada vez mais veículos elétricos nas estradas. Na Alemanha, por exemplo, um em cada cinco modelos novos com propulsão elétrica a bateria foi vendido em julho de 2023. No entanto, a autonomia dos veículos elétricos é ainda uma preocupação dos utilizadores de veículos desta categoria.
“O motor não é a única coisa que depende da bateria. Especialmente no inverno, todos esses confortos também usam eletricidade – em detrimento da autonomia”, recorda, a propósito, a Schaeffler, que se encontra a trabalhar nesta área, como explica o CEO da Automotive Technologies, Matthias Zink.
“A Schaeffler está a desenvolver soluções para combater a ansiedade de autonomia. As nossas soluções técnicas inteligentes e a vasta gama de componentes e sistemas para grupos motopropulsores totalmente eletrificados melhoram a experiência diária com os veículos elétricos, reduzindo o consumo de energia e aumentando a autonomia”, sublinha.
Desta forma, os condutores têm de carregar os seus veículos com menor frequência. “Dependendo do design da aplicação do veículo, os fabricantes também podem utilizar a economia de energia para tornar a bateria menor e, assim, o veículo mais económico”, reforça a mesma fonte.
Soluções de rolamentos
Todos os veículos precisam de rolamentos – e os elétricos não são exceção. Nesse sentido, uma das principais formas de aumentar a autonomia destes modelos é reduzir as perdas por fricção – onde a energia que, de outra forma, seria utilizada para alimentar o veículo, é perdida sob a forma de calor através da fricção dos rolamentos.
“A Schaeffler desenvolveu soluções para contrariar esta situação. Um conjunto de rolamentos de transmissão altamente eficientes da Schaeffler pode reduzir, significativamente, o atrito, poupando cerca de 50 Watt de energia em comparação com soluções de rolamentos convencionais. Isso se traduz, diretamente, em alcance extra”, explica a empresa.
“Em alternativa, no inverno, esses 50 Watt adicionais podem ser utilizados para aquecer os retrovisores exteriores ou o volante, sem qualquer perda de autonomia. Igualmente importante, os rolamentos de transmissão EV da Schaeffler são especialmente adaptados às altas velocidades de rotação dos eixos de entrada da transmissão elétrica e, portanto, garantem uma acomodação ideal da carga”, acrescenta.
Para uma autonomia ainda maior, a Schaeffler oferece rolamentos de roda TriFinity. “Os rolamentos das rodas fazem parte do chassis do veículo elétrico. São eles que guiam e apoiam os eixos de transmissão, garantindo que as rodas possam girar com resistência mínima, mesmo sob alta carga mecânica. Os rolamentos das rodas estão sujeitos a forças imensas durante a operação normal de condução. E estão em constante movimento, girando cerca de 100 milhões de vezes a cada 180 mil km percorridos”, frisa.
“Os rolamentos de roda TriFinity da Schaeffler reduzem as perdas por atrito em impressionantes 67% em comparação com os rolamentos convencionais. O que representa uma poupança de mais de 200 Watt, equivalendo a cerca de 20 km de autonomia adicional num SUV elétrico totalmente carregado com uma bateria de 120 kWh”, adianta a Schaeffler, em comunicado.
“Em alternativa”, acrescenta, “no inverno, esses 200 Watt adicionais podem ser utilizados para aquecer os bancos do condutor e do passageiro – sem perda de autonomia”. Os sistemas de aquecimento dos bancos consomem cerca de 100 Watt por assento durante a fase de aquecimento intensivo, enquanto o rolamento da roda TriFinity proporciona poupanças permanentes.
“Além disso, o rolamento de roda TriFinity de três filas oferece uma economia de peso de cerca de 10% em relação aos rolamentos de esferas de duas filas padrão – para as mesmas dimensões. Também oferece uma vida útil mais longa. Dispõe ainda de uma rigidez 20% superior, pelo que pode transferir maiores cargas por eixo, o que é uma vantagem fundamental, especialmente em veículos elétricos mais pesados”, salienta.
Superar a ansiedade
A gestão térmica oferece um grande potencial para melhoria da gama – e é uma área em que a Schaeffler tem vindo a desenvolver soluções há cerca de 15 anos. Desde 2011, a Schaeffler fornece soluções de gestão térmica a OEM.
“Especialmente em veículos elétricos, a gestão térmica tem uma influência decisiva em muitas características relevantes para o cliente, tais como autonomia e conforto, estando, portanto, a tornar-se cada vez mais um fator competitivo chave para os fabricantes de automóveis”, afirma Jochen Schröder, responsável da Divisão de Mobilidade Elétrica da Schaeffler.
Refira-se que o fabricante está a desenvolver uma série de soluções para isso, que vão desde componentes versáteis e multiaplicações até sistemas de gestão térmica altamente integrados, até eixos elétricos “4 em 1” que combinam motor, transmissão, eletrónica de potência e gestão térmica numa única unidade otimizada.
“O eixo eletrónico ‘4 em 1’ elimina as mangueiras e cabos adicionais exigidos pelos sistemas de gestão térmica descentralizados, portanto, menos energia é perdida. E, por ter menos peças, pesa menos e é mais fácil de instalar pelos fabricantes de veículos. Esta solução totalmente integrada também proporciona aumentos adicionais na autonomia e na velocidade de carregamento porque mantém o powertrain, incluindo a bateria, na temperatura certa”, pode ler-se no mesmo documento.
“Mantém os ocupantes do veículo confortáveis e, também, à temperatura certa”, sublinha. “Graças exclusivamente à interação otimizada entre os seus quatro subsistemas, o e-axle ‘4 em 1’ pode poupar a um carro elétrico compacto com uma bateria de 75 kWh cerca de 1 kWh de energia por 100 km de viagem. Isso representa, aproximadamente, 7% a mais de autonomia, ou cerca de 36 km”, revela a Schaeffler.
A Schaeffler também está a desenvolver um novo tipo de bomba de calor para utilização tanto no eixo elétrico “4 em 1” como como componente autónomo. “A bomba de calor transforma a energia térmica do ar circundante e o calor residual do motor, da eletrónica de potência e da bateria em aquecimento utilizável”, diz.
“Tal economiza a energia da bateria, que é valiosa nos meses mais frios do inverno. Comparado com um automóvel compacto com bateria de 75 kWh e gestão térmica descentralizada, o mesmo veículo com eixo elétrico ‘4 em 1’ e sistema de bomba de calor utilizará cerca de 4 kWh menos energia por 100 km (medido em WLTC, com base numa temperatura exterior de -7°C)”, dá conta o comunicado.
O que equivale a um aumento de 17% na autonomia ou um ganho de 48 km. Alternativamente, essa poupança pode ser traduzida em maior conforto e segurança sob a forma de bancos e volante aquecidos, espelhos retrovisores exteriores aquecidos e um para-brisas traseiro aquecido (que, em conjunto, consomem cerca de 410 Watt de potência).
“Outra vantagem do sistema de bomba de calor Schaeffler é que utiliza o refrigerante natural dióxido de carbono (R744), que é muito menos prejudicial ao ambiente do que o refrigerante convencional”, conclui.
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