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domingo, 19 de outubro de 2014

Máquina Combinando Motor Elétrico de Tração com Compressor de Ar-Condicionado Provê Maior Autonomia para os VEs


Universidade Tecnológica de Nanyang - Singapura
Cientistas da Universidade Tecnológica de Nanyang (NTU – Nanyang Technological University, em Cingapura) e do Centro Aeroespacial Alemão (DLR – Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt) elaboraram um novo designe de motor que, está sendo chamado de Motor Elétrico 2-em-1, o qual integra, numa mesma máquina elétrica (numa mesma carcaça), as funções de máquina elétrica(1)
de propulsão (motor / gerador) do sistema de transmissão (tração / frenagem) de um VE (Veículo Elétrico), e a de compressor de ar, para o sistema de ar-condicionado do VE. Esta integração, resulta tanto em maior eficiência energética, quanto numa  economizando de espaço e peso.

O que isso tem de inovador é que, em projetos até agora ainda tradicionais, o motor elétrico e o compressor do ar-condicionado são concebidos, normalmente, como duas unidades separadas.

Este designe combinado resulta em uma economia de espaço, permitindo, por exemplo, o emprego de pacotes de bateria maiores, o que pode aumentar a autonomia dos VEs, para estimadamente algo em torno 15% a 20%.

Explicando o invento, o Prof. Subodh Mhaisalkar, Diretor Executivo do Instituto de Pesquisas Energéticas da NTU afirmou: "O maior desafio com carros elétricos em megacidades tropicais é a autonomia de rodagem que os VEs podem realizar com uma carga (de bateria) completa, porque as baterias são necessárias para alimentar tanto o motor (do sistema de tração), quanto o ar-condicionado. Em países tropicais, como Cingapura, até a metade da capacidade da bateria é usada para alimentar o sistema de ar-condicionado."

Motor elétrico 2-em-1 - Vista em Corte

O novo design 2-em-1 permite que o motor elétrico seja mais eficientes na tração de rodas do carro, enquanto que o seu compressor de ar-condicionado, que é integrado, consome menos energia devido à sinergia entre o motor e o compressor, enquanto que o compressor também pode aproveitar, diretamente, a energia que é regenerada pela frenagem da máquina elétrica do carro, evitando ter que proceder a devolução dela para a bateria, para depois ser aproveitada.

Devido o esse potencial aumento de autonomia de rodagem, através maximização da eficiência do uso da energia, a invenção ganhou, recentemente, o prêmio de Melhor Originalidade no Concurso Internacional Tecnologia Verde (TECO), realizado em Taiwan, que neste ano recebeu 19 inscrições de universidades, incluindo a Universidade de Boston e da Universidade da Califórnia (UCLA). A equipe está se candidatando a uma bolsa Proof-of-Concept (POC) em Cingapura.

O motor elétrico pode assumir os fatores de forma tanto axial, quanto radial, para atender a qualquer tipo de topologia de sistema de transmissão de VE atual, inclusive ser usado para impulsionar o veículo integrado diretamente às rodas. A equipe da parceria NTU / DLR pretende desenvolver novos protótipos, depois dos quais a DLR realizará mais testes, melhorias e refinamentos para o novo motor em suas instalações na Alemanha, com o objetivo de eventual comercialização.

Motor 2-2m-1: Solução integrada de design para ar-condicionado veicular

Prof. Mhaisalkar disse que o novo motor elétrico não só ajudará a aumentar o alcance, mas também vai custar menos para produzir, já que exige menos material do que suas contrapartes (produzidas separadas). O resultado é que tanto o peso, quanto o tamanho da máquina combinada é reduzida. Como o projeto integrado combina as duas das partes atuadoras mais importantes de um VE, reduzindo sua complexidade, volume e peso, em uma solução energética altamente eficiente, esta inovação pavimentará o caminho para o alargamento da autonomia dos VEs.

"Com a população mundial de VEs se define para crescer rapidamente para 20 milhões em 2020, a a combinação mais eficiente do motor elétrico com compressor de ar-condicionado, permitirá que os carros rodem por maiores distâncias, com uma única carga (de bateria)", acrescentou o Prof. Mhaisalkar. "Esta eficiência energética, reduz as emissões globais de efeito estufa e promove soluções de transporte sustentáveis."

"Esta solução integrada de design para ar-condicionado encurtará o caminho em direção (a meta de) de se reduzir a ansiedade por autonomia dos motoristas (de VEs), (além de) reduzir os custos de manutenção, economizando tempo e dinheiro para os motoristas." Para os fabricantes de automóveis, o novo motor elétrico também vai custar menos para produzir, já que exigirá menos material do que suas contrapartes. Tanto o peso e tamanho do motor elétrico são reduzidos, disponibilizando mais espaço para outros componentes, tais como (módulos) de bateria extra.

Pesquisador acadêmico Sr. Satheesh Kumar
e as partes do novo motor elétrico 2-em-1
Dr Michael Schier, do Instituto de Conceitos de Veículos do DLR, disse: "Para os VEs, (em muitas regiões em que eles são e serão empregados), o ar-condicionado utiliza uma grande quantidade de energia elétrica, (tomando carga da bateria), reduzindo assim a autonomia dos VEs, em até 50%, para aumentar a eficiência energética e a autonomia dos VEs, o gerenciamento térmico e a integração de funções adicionais nos componentes existentes no sistema de transmissão desempenhar um papel importante".

"Ao integrar o compressor do sistema de refrigeração (de ambiente) diretamente ao motor elétrico, poupamos componentes, peso e custos. Simultaneamente, boa parte da energia cinética da frenagem regenerativa é transmitida diretamente para o compressor de refrigeração e, portanto, eficiência adicional e acrescentada.", acrescenta o Dr Michael Schier.

O acadêmico de pesquisa, Satheesh Kumar do Instituto de Pesquisas Energéticas do NTU disse o motor elétrico integrado (ao compressor) desafia o projeto convencional que remonta para a década de 1960, quando o ar-condicionado se tornou popular (nos veículos automotores). "Naquela época, ar-condicionado era algo novo, que era uma característica extra para um carro de motor de combustão", disse o pesquisador de 29 anos de idade, de Cingapura.

"Uma vez que estamos agora projetando VEs a partir do zero, não vejo nenhuma razão por que devemos manter as duas unidades separadas", disse o Sr. Satheesh Kumar. "Assim, comprovamos que a combinação dos dois nos dá sinergia: uma utilização mais eficiente da energia elétrica, e também melhora o freio motor, que para o carro mais rápido, com menor desgaste das pastilhas de freio."

Notas:

  1. Pela definição clássica, o termo "Máquina Elétrica" é sinônimo de ambos, tanto de “Motor Elétrico” quanto de “Gerador Elétrico”, os quais são conversores de energia eletromecânicos, capazes de realizar tanto a conversão de energia elétrica para energia mecânica (motor elétrico) ou de energia mecânica para energia elétrica (gerador elétrico). O movimento envolvido na energia mecânica pode ser linear ou rotativo. Nas aplicações em sistemas de propulsão de veículos automotores, em geral, emprega-se máquinas rotativas. Na grande maioria das aplicações das máquinas elétricas, incluindo, entre elas, a aplicação em que um “motor” é destinado para ao sistema de propulsão de Veículos Elétricos (VEs), é muito mais correto se manter o uso do termo “máquina elétrica”, principalmente pelo fato de que ela (a máquina elétrica) estará, eventualmente, operando em ambos os modos: tanto no “modo motor” como no “modo gerador”, dependendo do regime de movimento da máquina elétrica. O modo que a máquina elétrica opera depende do modo como o próprio veículo está sendo conduzido. Se o veículo é conduzido em “modo de tração” (onde existe aceleração ou manutenção da velocidade do VE), a máquina elétrica opera, efetivamente, como um motor. Todavia, se o veículo é conduzido em “modo de frenagem” (em que ocorre desaceleração do mesmo), a máquina elétrica que (erroneamente) chamamos de motor, na verdade, operará como um gerador elétrico. Saiba mais em: 

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sexta-feira, 17 de outubro de 2014

Híbrido Toyota Prius será fabricado em São Bernardo do Campo - SP?


Tão interessante quanto anunciar que o VE híbrido  deverá passar a ser fabricado em São Bernardo do Campo - SP, é a origem desta notícia. Estranhamente, ela não se origina da empresa montadora veículos automotores Toyota mas, sim, do Sindicato dos Metalúrgicos do ABC.

E a notícia nem é de agora, como todos estão anunciando mas, ela já vem desde 13/06/2014, quando o próprio sindicato em questão anunciou que Metalúrgicos aguardam abertura de 300 vagas na Toyota para produção do VE híbrido Toyota Prius.

Na ocasião do comunicado, foi colocado que  a montadora aguardava um pacote federal de incentivos ao setor, para fabricar o modelo híbrido Prius na fábrica de São Bernardo, ou seja, para iniciar as 300 contratações e a linha de produção.

Ainda naquele comunicado, o sindicato explicava, por meio do seu presidente, Rafael Marques, que a montadora havia firmado um acordo com o sindicato, prevendo reajustes salariais, PLR (Participação nos Lucros ou Resultados) e benefícios até 2016, e detalhava: “O acordo com a montadora prevê este carro em São Bernardo, atrelado a investimentos e contratações."

Marques afirmou ainda que "A Toyota é uma das empresas que mais investem em treinamento dos funcionários. Portanto, boa parte deles já está apta a atuar na produção deste carro. Para implantar a nova linha, a fábrica precisará de espaço e, por isso, estuda mudanças internas”. Segundo o sindicato, a estimativa é de que sejam fabricadas, inicialmente, 3 mil unidades por ano a partir de 2016.
Metalúrgicos votam em assembleia condição para produzir o carro elétrico

O estranho é que, importantes órgãos de imprensa, como o jornal O Estado de São Paulo, esperou por quase quatro meses para fazer eco àquele comunicado do sindicato. Ainda assim, em sua recente postagem, OESP declarou que "A Toyota não confirma, mas o Sindicato dos Metalúrgicos do ABC sim.", de modo que, ainda mais estranho, é o fato da montadora relutar em confirmar uma notícia que, se verdadeira, lhe servirá como propaganda de grande impulso junto ao mercado.

Ainda que seja notório que, desde quando os fabricantes de veículos associados à Anfavea apresentaram ao governo, em Julho/2013, uma proposta de consenso sobre incentivos a carros com propulsão híbrida e elétrica, as montadoras fujam de compromissos em proposta para VEs híbridos e puramente elétricos, é muito estranho que a Toyota, em função disso, deixe de capitalizar, confirmando uma notícia que tende a inferir a seu favor diante da opinião pública.

No mesmo concurso de estranheza, encontramos o montante que está sendo destinado ao projeto, apregoado no mesmo anúncio do OESP: R$ 60 mil (menos da metade do preço de venda de uma única unidade do VE híbrido Toyota Prius importado). Mesmo que, inicialmente, seja apenas uma produção de carros na modalidade montagem de kits importados do Japão, essa quantia me parece ser algo bem surreal para o projeto, e deve ter sido um erro de edição no artigo de OESP.

Já, segundo o site especializado Automotive Business, em postagem recente, citando como fonte o mesmo presidente do Sindicato dos Metalúrgicos do ABC, Rafael Marques, a montadora investirá R$ 60 milhões (e não R$ 60 mil) em uma linha de montagem para montar parcialmente o carro no País. Mas a expectativa, agora, já é a de que a fabricação gere 500 novos empregos (e não mais apenas 300).

Todavia, o OESP alerta que, de parte da Toyota, a única informação que há é de que o Prius importado do Japão vai ter o preço reduzido nos próximos dias, em razão da medida de incentivo anunciada pelo governo federal no mês passado (Setembro/2014). O Imposto de Importação do Toyota modelo Prius caiu de 35% para 4% e, isso deve, sim, aumentar as vendas do Toyota Prius, desde que possibilite a via de diminuição do preço ao consumidor, que hoje é vendido a R$ 120,8 mil.

Vale lembrar que, desde janeiro de 2013, quando o Prius começou a ser importado, foram vendidas apenas 386 unidades (o que é desalentador) mas, o novo valor do preço de venda ao consumidor ainda está em estudo, segundo Ricardo Bastos, gerente-geral de assuntos governamentais da Toyota. Outro modelo híbrido da Toyota, também beneficiado pela redução da alíquota de imposto, e que deverá ter, em consonancia, o preço reduzido é o Lexus CT 200h, hoje vendido a partir de R$ 134 mil. Os dois veículos híbridos são movidos por uma combinação de gasolina e de eletricidade (como é característico dos VEs híbridos).


Vale lembrar, ainda, quer esta medida vem por, praticamente, em pé de igualdade, os incentivos aos híbridos da Toyota, em relação a outro híbrido, também já vendido no Brasil, o Fusion da Ford, que por ser importado do México, não recolhe imposto de importação, em razão do acordo de comércio no âmbito automotivo entre os dois países.

Uma vez que redução de impostos de importação não incentiva a produção nacional, resta esperar, que os termos do acordo conseguido pelo Sindicato dos Metalúrgicos do ABC realmente resulte em fatos, pois, caso isso aconteça, ao longo do tempo, quando a escala de produção aumentar, diversos componentes poderão ser nacionalizados.

No site da Automotive Business, de acordo com o dirigente do sindicato, a direção da fábrica vem definindo o assunto com o conselho administrativo da montadora e o anúncio deve ser feito em novembro, mas pode-se arriscar que ocorrerá no fim de outubro, durante as entrevistas coletivas na abertura do Salão do Automóvel.

Quanto aos detalhes da redução de imposto de importação, em uma reunião realizada em 18/09/2014, pelo conselho de ministros da Câmara de Comércio Exterior, a Camex, presidida pelo Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior (MDIC), a partir da inclusão de novos produtos na Lista Brasileira de Exceções à Tarifa Externa Comum, Letec, o governo decidiu reduzir de 35% para até para zero, 2%, 4%, 5% e 7%, dependendo do ex-tarifário a ser enquadrado, o imposto de importação de veículos híbridos até 31 de dezembro de 2015.

A medida beneficia  com a redução da alíquota os automóveis sem tecnologia de recarga externa, de cilindrada entre 1.0 e 1.5, enquanto veículos híbridos com cilindrada superior a 1.5 e inferior a 3.0, também foram incluídos nas mesmas condições. A medida reflete a aceitação de um pleito da Anfavea, associação das montadoras instaladas no País, que em julho de 2013 entregou ao governo um pedido de isenções imediatas de impostos para alavancar no Brasil as tecnologias alternativas de propulsão, com foco na redução de emissões

Já, quanto ao pacote do governo federal era esperado, a princípio (desde junho/2014), pelo sindicato, era anunciado que ele previa incentivos fiscais para montadoras com fábricas instaladas no país, que investissem em pesquisa e desenvolvimento para a produção de veículos que consumam menos combustível e que emitam menos poluentes. As metas estariam embutidas no Programa Inovar-Auto, que visa a aumentar a competitividade do setor automotivo e melhorar em, no mínimo, 12% a eficiência energética dos veículos.

Os detalhes ainda não foram divulgados pelo governo federal, mas Marques afirmou haver entregue, nas época, um relatório com sugestões de ações para serem acrescentadas ao pacote à presidenta Dilma Rousseff, enquanto afirmou: “A região (ABC) é a mais preparada para atender ao novo desafio. Temos profissionais preparados, e diversas instituições de ensino. Somos o berço do setor automotivo no país e por isso temos uma bagagem de conhecimento e estrutura”.

O híbrido Toyota Prius  é um VE equipado com dois motores, um a gasolina de 1.8 litro e outro elétrico, com potência total combinada de 138 C.V.. Rodando a uma velocidade de até 50 km/h, apenas o motor elétrico funciona. Quando essa velocidade é ultrapassada, os motores trabalham em conjunto, o que garante um consumo médio de 25,5 km/l, de acordo com a montadora.

Já, quanto aos modelos puramente elétricos, como o Nissan LEAF, o BMWi3 e o Mitsubishi i-MiEV, entre outros, eles não estão incluídos no plano de benefícios de redução de alíquota de imposto de importação, o que continua, então, a ser esperado para um futuro próximo.

A restrição aos VEs Plug-in, que é claramente expressa medida do governo (contemplando, apenas, automóveis sem tecnologia de recarga externa), além de postergar decisões sobre implementação de rede de abastecimento para VEs no país, permite, ainda, às montadoras, despejar no Brasil excedentes de produção de carros com uma tecnologia anterior, menos eficiente e ultrapassada.

As discussões sobre a eficiência e o custo dos VEs já vinha ocorrendo, tanto no setor automotivo, quanto no energético, envolvendo, naturalmente, também o governo. Mas com esta recente redução do imposto de importação para híbridos não plug-in (sem capacidade de recarga externa), o assunto deve ganhar mais força, já que o segmento dos VEs puramente elétricos ficou fora do benefício.

Em Julho/2012, este blog fez referência ao Início dos Testes do Nissan LEAF no Brasil, que começaram efetivamente em 11/06/2012, a partir da entrada em operação de duas unidades do LEAF na frota de táxis de São Paulo. Os veículos faziam parte de um acordo fechado entre a Prefeitura de São Paulo, a AES Eletropaulo e a aliança Renaut-Nissan no Brasil, que previu a entrega de um total de 10 unidades do VE, o que se cumpriu com Segunda Fase do Projeto Táxi Elétrico em São Paulo, ainda no final de 2012.

Hoje, transcorridos dois anos, a maioria desses táxis Nissan LEAF já rodou na faixa dos 70.000 km e são considerados ótimos, modernos e sem luxos desnecessários para um táxi. Apesar de a autonomia declarada ser maior, na prática, eles estão rodando 130 km com uma carga completa, o que, para um particular, é mais do que suficiente para ir e voltar do trabalho. A manutenção, também, tem sido mínima, porque o veículo não tendo um motor a combustão, não exige óleo, correias, velas, etc. Apenas pneus e baterias comuns foram trocados na maioria dos veículos.


Os passageiros, sejam paulistanos ou aqueles apenas de passagem por São paulo, têm reparado e aprovado a modernidade, principalmente pelo silêncio. Parado ou rodando, o carro elétrico não faz barulho. E com referência à economia do VE puro, como foi demonstrado aqui, neste blog, na série de postagens titulada Como Comparar Custos de Consumo entre Veículos a Combustão e Veículos Elétricos, chega a ser 2,68 vezes mais econômico do que a de um VCI (Veículo a Combustao Interna), enquanto que, na prática, os taxistas estão alegando ser de até quatro vezes mais barato que a gasolina.

A maior queixa dos profissionais que operam estes taxis tem sido a ainda reduzida infrestrutura para o carregamento, pois, devido a dinâmica da operação, o carregamento dos táxis tem precisado ser, prioritariamente, rápida: são apenas cinco pontos de carregamento rápido espalhados nos quatro cantos da cidade e um no centro. Mesmo assim, as frotas de táxis aprovaram o veículo. Há mais de um ano, outras 116 unidades do Toyota Prius, também rodam como táxis nas empresas paulistanas.

Última Atualização:


Em meio aos "disse que me disse", vem um BALDE DE ÁGUA FRIA: ESPERAR 3 ANOS!?! ... Toyota Prius será produzido no Brasil em 2018, afirma jornal japonês. Mas quando vier, tudo indica que irá trazer alguma exclusividade, como a adoção de um "Motor Flex em conjunto com o Bloco Elétrico", uma combinação ainda inédita no mercado mundial.

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Este trabalho de André Luis Lenz, foi licenciado com uma Licença Creative Commons - Atribuição - NãoComercial - CompartilhaIgual 3.0 Não Adaptada.