Qual é a forma energeticamente mais eficiente de mantermos o calor? Numa altura em que os custos de aquecimento das nossas casas aumentam, esta é uma questão cada vez mais presente na mente de muitas pessoas.
Os engenheiros da Ford foram encarregados de responder a esta mesma pergunta no âmbito de um projeto para melhorar a autonomia dos veículos elétricos (VE).
Quando se trata do aquecimento do habitáculo em VE, o ar quente pode ser ventilado no interior com recurso ao sistema de ar condicionado. A alternativa passa por recorrer a superfícies aquecidas. Estas podem ser superfícies com as quais os ocupantes entram em contacto direto, ou podem ser painéis que irradiam calor para o condutor e passageiros.
Ambos os processos requerem energia proveniente da bateria, mas os engenheiros descobriram que, recorrendo a superfícies aquecidas, o consumo de energia para aquecimento do habitáculo poderá ver-se reduzido em 13 por cento, em comparação com o de um sistema de ar condicionado tradicional, podendo aumentar a autonomia do VE em 5 por cento com uma carga normal.
Trata-se de uma diferença que pode proporcionar centenas de quilómetros adicionais por ano.
“Todos sabemos que se as portas ou janelas forem abertas quando está mais frio no exterior, a temperatura no interior de um veículo desce. Isto é especialmente importante nos veículos de entregas, uma vez que os condutores entram e saem frequentemente dos veículos para efetuar as suas entregas, fazendo com que o calor gerado pelo ar condicionado seja perdido mais rapidamente, enquanto as superfícies aquecidas permanecem quentes”, declarou Markus Espig, Engenheiro de Sistemas no Departamento de Engenharia de Sistemas de Propulsão do Centro de Pesquisa e Inovação, Ford Europa. “A redução do consumo de energia não só melhora a autonomia, como também reduz os custos e contribui para uma utilização mais sustentável dos nossos veículos”.
A investigação foi realizada no âmbito do projeto Connected Electric Vehicle Optimised for Life, Value, Efficiency and Range project (CEVOLVER) da Comissão Europeia, tendo decorrido entre os meses de outubro de 2018 e outubro de 2022. 2 A iniciativa foi concebida para dar a conhecer a forma como são construídos os novos VE e ajudar na criação de atualizações de software para VE já em utilização nas estradas. Os resultados dos testes de gestão de calor foram integrados no desenvolvimento dos futuros veículos da Ford.
Até 2026, a Ford planeia vender, anualmente, 600.000 VE na Europa, apoiando o objetivo global de produção anual superior a dois milhões de VE, a alcançar também até 2026.
Como funcionou o teste
Os engenheiros equiparam uma Ford E-Transit 100% elétrica com sistemas de aquecimento nos apoios de braços, tapetes, painéis de portas, palas de sol e num painel colocado sob o volante. 3 Os testes envolveram entregas de encomendas e entregas de mercadorias especiais, bem como um dia de trabalho de um artesão com uma deslocação de 350 km, percorrendo estradas no interior e em redor de Colónia, na Alemanha. Os testes decorreram no inverno e no verão, em estradas secas e molhadas, com chuva e ventos fortes, explorando a experiência inigualável que a Ford possui no que respeita às necessidades dos clientes de furgões comerciais.
A investigação demonstrou, também, que as alterações nas condições meteorológicas, de trânsito e das estradas podem afetar a autonomia. A incorporação destes dados no calculador de autonomia poderá contribuir para uma previsão mais precisa da autonomia em tempo real.
Para os veículos comerciais, estes dados de utilização agregados poderão ser utilizados como um “sistema de previsão da autonomia da frota”, permitindo elaborar estimativas das necessidades de energia para uma rota específica. Os engenheiros da Ford também testaram outras tecnologias que poderão proporcionar melhorias significativas em termos de poupança de energia e de tempo, tais como:
• Um permutador de calor, que retira o desperdício de calor da unidade de propulsão elétrica, utilizando-o para aquecer o habitáculo e/ou o conjunto de baterias;
• Um sistema de arrefecimento da bateria, que permite um arrefecimento eficiente e o pré-condicionamento do pack de baterias;
• Um sistema de Rotas Ecológicas (Eco-routing) combinado com carregamento assegurado, para cálculo da melhor rota, incluindo paragens para carregamento, de modo a obter o máximo rendimento da autonomia do veículo;
• Carregamento rápido inteligente, para pré-arrefecimento ou pré-aquecimento da bateria antes do próximo evento de carregamento rápido;
• Função de condicionamento mecânico, para manter os componentes da unidade de acionamento elétrico a uma temperatura ótima em termos de energia.
A investigação CEVOLVER também recorreu a testes da Ford sobre como os consumos de energia podem ser reduzidos em VE, tais como pela utilização de iluminação interior para tornar a cabina mais fresca ou mais quente. A avançada tecnologia de poupança de energia que está a chegar aos futuros veículos elétricos Ford inclui a bomba de calor com injeção de vapor na nova Ford E-Transit Custom totalmente eléctrica.
Para além de desenvolver futuras tecnologias que permitam um incremento em termos de autonomia, a Ford já oferece uma série de caraterísticas úteis para maximizar a eficiência dos seus atuais VE. O Mustang Mach E e a E-Transit oferecem Pré-Condicionamento Programado que permite otimizar, remotamente, a temperatura do habitáculo e da bateria enquanto os modelos ainda se encontram em carregamento antes da saída para a estrada. Os veículos fazem uma avaliação das condições meteorológicas, para decidir a quantidade de energia necessária para os levar à temperatura antes da hora de partida que seja pré-definida pelo proprietário. A Ford estima que uma E-Transit com meia carga a bordo, sob uma temperatura exterior de 0° Celsius reterá 75% da sua autonomia se estiver pré-condicionado, em comparação com os 66% se for utilizado sem a prévia ativação dessa função. Os VE da Ford também oferecem modos de condução 5 selecionáveis para reduzir as necessidades de energia para uma maior autonomia, bemcomo a capacidade de captação de energia durante os processo de travagem.
PR
