Técnica &Serviço TECNOLOGIA MILD HYBRID HIBRIDAÇÃO SUAVE DE 48 voLT A EVOLUÇÃO DAS NORMAS ANTIPOLUENTES TEM OBRIGADO FABRICANTES DE VEÍCULOS E DE COMPONENTES A DESENVOLVER TECNOLOGIAS QUE FACILITEM O CUMPRIMENTO DAS REGULAMENTAÇÕES AMBIENTAIS DESDE O APARECIMENTO DOS PRIMEIROS SISTEMAS ANTIPOLUIÇÃO, NOS ANOS 90. A SOLUÇÃO MILD HYBRID É DOS ÚLTIMOS AVANÇOS NESTA ÁREA 60 Abril I 2020 www.jornal<strong>das</strong>oficinas.com
Colaboração Centro CESVIMAP www.cesvimap.com Para se conseguirem reduzir as emissões poluentes foi necessário um grande esforço por parte dos fabricantes e fornecedores de componentes, que desenvolveram tecnologias capazes de fazer com que os gases emitidos pelos veículos que circulam nas estra<strong>das</strong> sejam cada vez mais “limpos”, chegando mesmo a limites que eram inimagináveis há apenas uma década. Permitindo uma atmosfera o mais limpa possível (um dos grandes desafios que a sociedade enfrenta na atualidade). A nova norma antipoluição Euro VII, que entrou em vigor este ano, obriga os fabricantes a conseguirem uma média de emissões de CO 2 de 95 g/km em toda a sua oferta de modelos, com as suas diferentes motorizações, bem como a aplicar o novo ciclo de homologação WLTP (Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Procedure - Procedimento de Ensaio Harmonizado a Nível Mundial para Veículos Ligeiros). Este ciclo é mais realista com os consumos e, portanto, com as emissões. Por isso, desde há algum tempo, tem sido estimulado o aparecimento quer de veículos híbridos plug-in com ligação à rede elétrica, quer de veículos elétricos para se poder cumprir este objetivo. Estas soluções são, economicamente, mais dispendiosas comparativamente aos automóveis “convencionais”, pelo que os fabricantes desenvolveram a tecnologia Mild Hybrid de 48 Volt, que permite contribuir para que os seus modelos reduzam as emissões de CO 2 com recurso a uma solução muito mais económica. Assistência elétrica A tecnologia Mild Hybrid consiste em integrar um pequeno motor elétrico, Honda PCX com hibridação suave de corrente alterna, com uma potência de 9 a 12 kW, numa bateria adicional, com capacidade entre 0,5 e 1 kW, de modo a ajudar o motor de combustão interna nos momentos mais desfavoráveis do seu funcionamento e a contribuir para a recuperação de energia nas fases de desaceleração ou travagem. Esta solução pode ser considerada como uma hibridação em paralelo. O objetivo principal da tecnologia Mild Hybrid de 48 Volt (ou hibridação suave) é reduzir as emissões de CO 2 através <strong>das</strong> funções de recuperação de energia nas fases de desaceleração ou travagem do veículo, bem como do sistema de arranque e paragem (start/stop). Para além disto, a utilização da tecnologia de 48 Volt proporciona um binário adicional em certos momentos da condução, o que permite um rendimento superior do veículo. Nalguns casos, pode mesmo manter, durante algum tempo, a velocidade de cruzeiro ou desligar o motor de combustão interna a velocidades compreendi<strong>das</strong> Bateria de 48 Volt de polímero de lítio do Hyundai Tucson, situada na bagageira entre 10 e 15 km/h (a chamada função “sailing”, também conhecida por velejar ou andar à vela). Além disso, a introdução da solução de 48 Volt permite uma instalação paralela de alimentação para certos sistemas, como direções elétricas e sistemas de sobrealimentação (como compressores ou turbocompressores, por exemplo), que requerem muito consumo de eletricidade, conseguindo libertar carga do motor de combustão interna e, deste modo, reduzir consumos e emissões. Uma vantagem adicional é que a mesma potência requer apenas uma quarta parte da corrente comparativamente a um sistema convencional. O resultado leva a que a cablagem possa ser mais fina e, portanto, mais leve, o que contribui, de forma indireta, para a eficiência. Componentes do sistema A tecnologia Mild Hybrid de 48 Volt é formada pelos seguintes elementos: • Motor-gerador: motor elétrico com uma potência entre 9 e 12 kW. Auxilia o motor de combustão interna em certas fases de funcionamento, aumentando, de forma imediata, o seu binário através de um impulso elétrico. Ao mesmo tempo, tem a função de gerador de energia em fases de desaceleração ou travagem. Dependendo da configuração que a hibridação apresente (será abordada mais adiante), se estiver unido à cambota do veículo realiza as funções de arranque do motor de forma muito mais rápida e silenciosa. A sua refrigeração, consoante o fabricante e a potência do motor, pode ser através de ar ou líquida; • inversor: para fornecer a energia necessária para o funcionamento do motor elétrico, o inversor transforma a tensão de corrente contínua fornecida pela bateria de 48 Volt em tensão alterna trifásica. Durante as fases de regeneração ou carga, o inversor transforma a tensão alterna gerada pelo motor-gerador elétrico em corrente contínua; • Conversor contínua/contínua: caso o motor-gerador de 48 Volt tenha como função carregar a bateria de 12 Volt e alimentar o sistema convencional do veículo, reduz a tensão de 48 Volt para 12 Volt; • Bateria: a bateria de 48 Volt é, geralmente, de iões de lítio (Li-ion) ou de polímero de lítio (Li-Pol), de pequena capacidade, podendo oscilar entre 0,5 e 1 kW. Armazena a energia <strong>das</strong> fases de desaceleração ou travagem e a proporcionada pelo motor e/ ou alternador. Outra vantagem apresentada pela hibridação de 48 Volt é que, ao dispor de uma tensão inferior a 60 Volt, não é considerada alta tensão, dispensando, assim, o cumprimento dos requisitos de segurança que afetam os veículos híbridos e elétricos no que toca a instalação elétrica, conectores, sistemas de segurança e isolamentos, entre outros, tornando o sistema menos dispendioso. De igual modo, ao não ser de alta tensão, dispensa qualquer tipo de acreditação para a sua manipulação. Dentro da tecnologia de 48 Volt, consoante os fabricantes, como Bosch, Continental, Delphi, Schaeffler ou Valeo, podem encontrar-se diferentes configurações de alojamento da máquina elétrica. A saber: • Nível 0: o motor elétrico está unido à cambota do motor de combustão interna através de uma transmissão por correia. Com este motor/alternador, é possível recuperar grande parte da energia cinética que se perde ao travar. Utiliza-se, também, para o arranque do motor. Atualmente, é o sistema mais difundido; • Nível 1: a disposição do motor elétrico de 48 Volt também consiste numa união à cambota, mas sem correia de acoplamento. Comparativamente aos geradores de arranque acionados por correia, o motor montado na cambota proporciona uma potência de saída mais elevada e gera mais energia, o que contribui para melhor eficiência. Também permite o arranque do motor. Nas motorizações em “V”, é o sistema mais difundido; • Nível 2: neste nível, o motor elétrico www.jornal<strong>das</strong>oficinas.com Abril I 2020 61
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