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terça-feira, 15 de novembro de 2016

GM Já Começou a Produção do VE Chevy Bolt nos EUA


Quem é de casa, já sabe, mas, para quem está chegando agora, não custa nada repetir o conto, para contextualizar melhor toda a situação: antes dessa nova onda de demanda de carros elétricos, lá na segunda metade dos anos 90, a GM já havia se queimado junto ao mercado, principalmente junto aos maiores entusiastas da mobilidade elétrica.  Isso foi explicado aqui numa postagem antiga titulada Quem Matou o Carro Elétrico?

Muita gente quer esquecer aquela história triste e, eu mesmo, creio que já é hora de relevá-la completamente na hora de olhar para as boas novas que vêm se tornando realidade: agora a GM está de volta e pronta para ir a luta pela concorrência com a Tesla e com a Nissan. De fato, a GM conseguiu criar uma situação de cronologia (timing) tal, que isso pode significar para ela a boa dianteira de tempo necessária para ela desenvolver, até mesmo, um grande domínio sobre uma larga fatia do mercado de VEs.

Carros elétricos de longo alcance (longa autonomia) são aqueles que permitem superar a insegurança induzida nas mentes dos motoristas para os VEs de curto alcance, como o que ocorre quando os possíveis usuários de VE avaliam mais seriamente a eventual aquisição de, por exemplo, um Focus Electric, que apresenta, apenas, 76 milhas (122 km) de autonomia, ou um Volkswagen e-Golf com 83 milhas (134 km) de autonomia, ou mesmo um Nissan LEAF atual, de 84 milhas (135 km).

É exatamente nisso que a GM, agora, está surpreendendo: O Chevy Bolt EV (que já está sendo produzido para ser entregue) está chegando, comparativamente, bem mais cedo do que eventuais concorrentes dele, fazendo da GM a primeira fabricante de VEs a oferecer um produto com mais de 200 milhas de autonomia (mais precisamente, estimado pela EPA em 238 milhas (ou 383 km de autonomia: está bom para você?), a um preço inicial inferior a US $ 40.000 (US $ 37.495, antes de créditos tributários).

O VE Chevy Bolt EV na Linha de Montagem da Planta de Orion da GM (zona norte de Detroit, estado de Michigan)

Para atingir esse patamar de autonomia (autonomia > 200 milhas, que passa, forçosamente, a ser o novo paradigma em autonomia para todos os fabricantes de VEs) o Chevy Bolt está indo ao mercado com um pacote de baterias com capacidade de 60 kW.h. Além do mais, a GM terá o período de tempo de um ano de dianteira pela frente, antes que seus concorrentes mais aguardados possam lhe fazer frente, ou seja, antes da Tesla começar a entregar o Model 3 ao mercado, e a Nissan começar a entregar qualquer LEAF geração 2.

Pacote de Baterias do Bolt EV - com capacidade de energia de 60 kW.h,
é composto por 288 células de íons de lítio, arranjadas em 96 grupos de
3 células cada. Dotada de arrefecimento líquido, pesa 435 kg 
Por falar em Nissan, eu me pergunto: Já que, agora, ela também prometeu uma geração 2 do LEAF (alegadamente também com bateria de 60 kW.h, conforme apresentamos numa recente postagem anterior), será que, ao menos a Nissan, não poderia ter se adiantado em um ano com relação a isso?

Outra coisa (também muito importante) é que o Chevy Bolt também está equipado com um Carregador Embarcado com Potência Nominal de 7,2 kW. Um carregador embarcado é o dispositivo que permite que o pacote de baterias do VE seja recarregado de energia em ambiente doméstico (carregamento feito com um equipamento de baixo custo, instalado nas garagens das residências, dito do tipo Nível 2). 

Por causa do carregador embarcado do Chevy Bolt ser de potência nominal de 7,2 kW, isso lhe permite realizar um recarregamento em tempo consideravelmente curto (em poucas horas diárias, apesar do maior porte (60 kW.h) da capacidade da bateria dele (que é o que propicia a autonomia maior), comparativamente, por exemplo à bateria de maior porte no caso de Nissan LEAF atual, que tem bateria com capacidade de, apenas, 30 kW.h (ou seja, metade da capacidade).

Neste caso, o carregamento pode ser realizado enquanto o carro está em "repouso" na própria garagem do motorista, alimentando a partir da rede elétrica de CA (Corrente Alternada) de 220 / 240 Volts via uma EVSE (estação de recarga doméstica de baixo custo).

Design do Chevy Bolt EV 2016-2017 - um hatchback compacto com características de desenho de utilitário

Notem que a GM tem declarado que, ao contrário do que tem feito a Tesla Motors nos últimos anos, ela não tem nenhum grande interesse em investir em infraestrutura de recarregadores públicos, que são equipamentos alimentadores de recarga de maior porte e de custo bem mais alto, que alimentam o processo de recarga em CC - Corrente Contínua (SAE Combo DC Fast Charger), propiciam uma forma de carregamento cujo processo é ainda muito mais rápido do que o doméstico, e realizado por uma via que é diferente daquela do sistema dito de Nível 2 , pois, alimentando em CC, não precisa que o carregador embarcado do carro atue, fazendo a retificação, que só é necessária quando a recarga é alimentada a partir de CA. 

Desse modo, quanto ao recarregamento rápido em estradas, a GM deixa o mercado (os motoristas) por conta própria, ou seja, sem acesso, por exemplo, a uma rede (mundial) de 4600 estações Supercharger própria, como os usuários de VEs da Tesla Motors têm.

Todavia, note que, atualmente, também a política da Tesla está mudando (ou seja, agora inicia uma maior preocupação com os custos da rede de Superchargers) e, os novos clientes delas deverão passar a pagar pelo uso deles (para recarregar acima de 1000 milhas anuais). Assim, pegar a estrada naturalmente, para viajar distâncias bem longas, acima da autonomia (agora, acima de 380 km), de uma vez, num único dia, as coisas tendem a se manter ainda complicadas.

Contudo, como é, deveras, raro para os motoristas excederem distâncias  100 milhas (160 km) diárias em uma viagem, então Chevy Bolt EV está definido, em sua versão básica, apenas para carregamento doméstico e, dotá-lo de capacidade de carregamento rápido ira custar algo extra (US $ 750), como uma opção no Chevy Bolt, que torna disponível capacidade de carregamento rápido CC, que permite recarregar bateria para rodar mais 90 milhas (145 km) em cerca de 30 minutos de tempo de carga. 

Como VEs plug-in (veículos elétricos puros ou híbridos recarregáveis por cabo elétrico) está em expansão no mundo e, principalmente, nos EUA, há uma necessidade crescente de estações de carregamento de acesso público amplamente distribuídas, que estão disponíveis desde EVSEs do tipo residenciais (CA), até os que suportam carregamento mais rápido em maiores tensões e correntes (CC).

Exemplos de Estações Públicas de Recarga de VEs que compõem a rede já existente nos EUA

Muitas estações de carregamento são instalações em estradas, prestados por empresas de energia elétrica ou localizados em centros comerciais de varejo e operados por muitas empresas privadas. Estas estações de carregamento fornecem apenas um tipo, ou uma série de tipos mais conectores especiais que estejam em conformidade com a variedade de padrões de conector de carga elétrica.

Exemplos de Estações Públicas de Recarga de VEs que compõem a rede já existente nos EUA

Além de estar em contínuo crescimento, a rede de estações de carregamento público nos EUA já é, atualmente, de uma amplitude bastante considerável, como pode ser visto em diversos mapas disponíveis na Internet, como, por exemplo, esse que é fornecido pela PlugShare. Não obstante, o carregamento em ambiente domestico, além de muito importante, é, também muito simples para quem já tem o equipamento instalado em sua garagem.

Basta que o motorista crie o hábito pouco trabalhoso de conectar o cabo sempre que estacionar o seu carro em sua garagem e tudo o mais pode se dar automaticamente, com a recarga, inclusive,podendo ser programada para iniciar nos horários predefinidos mais convenientes, para evitar eventuais problemas de sobrecarga ao sistema elétrico que o abastece, evitando os horários de picos de consumo.

O Chevy Bolt EV conectado a uma EVSE - Estação de Carregamento Doméstica. Pode fazer uso do total, ou apenas parcial da potência nominal de 7,2 kW do carregador embarcado dele, pode recarregar completamente uma bateria vazia em cerca de 7 horas.

Algumas estimativas conservadoras dão conta de que a GM irá vender cerca de 30.000 unidades do Bolt EV no primeiro ano, o que, se por um lado não acrescenta muito para os cerca de 235.000 VEs puros agora existentes nas ruas e estradas dos EUA, por outro ele, de fato, se torna um divisor de águas que está a estabelecer novos paradigmas de autonomia para os padrões dos VEs e, além do mais, a GM tem uma grande vantagem sobre a Tesla, que (ainda) não tem uma rede de centros de serviço tão ampla, em cada estado norte-americano.

Então, a General Motors Co está aumentando, mas cautelosamente, a produção do Bolt EV (um hatchback compacto com características de desenho de utilitário) em sua fábrica no norte de Detroit (planta de Orion) e está em vias de iniciar a entregas desses, como prometido, antes de terminar esse ano corrente de 2016, mas, por enquanto, os primeiros proprietários serão apenas os felizardos funcionários da própria empresa.

A GM também está tentando proteger suas apostas sobre as metas de produção, pois, as vendas de carros elétricos puros e híbridos ainda representam apenas 1 por cento do mercado de veículos leves dos EUA, apesar dos esforços do governo para promover carros mais limpos.

Assim, a planta de Orion está trabalhando em um turno, construindo carros a um ritmo de cerca de 90.000 carros por ano, porém, o Bolt EV está saindo de uma mesma linha de montagem que pode produzir, também, o Sonic (um carro a combustível nas versões sedã e hatchback). A linha de montagem e os trabalhadores estão preparados para construir tanto o Bolt EV, quanto o Sonics, e pode deslocar a produção, dependendo da demanda.


A má notícia, no entanto, segundo a Carro Online (Motorpress Carro), é que o Bolt não está nos planos da Chevrolet para o Brasil. De acordo com o executivos da marca, em Detroit, mesmo com as isenções fiscais, o preço pouco competitivo e baixo volume de vendas não compensariam o investimento.

Não obstante, minha total congratulação à GM - Chevrolet por ela ser a primeira a jogar para um patamar superior o paradigma da autonomia em VEs, fazendo, não vingança, mas, JUSTIÇA a eles.

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quinta-feira, 10 de novembro de 2016

Veículos Autônomos


Um carro autônomo (ou, carro sem motorista; carro de auto-condução; ou, ainda carro robótico, veículo terrestre não tripulado) é um veículo "terrestre", destinado a mobilidade humana, ou não, que é capaz de sentir seu ambiente e transitar sem a intervenção humana.

Carros autônomos detectam o ambiente pelo qual eles estão a transitar usando uma combinação diversificada de técnicas que são baseadas em sistemas de controle avançados, tais como:
  • Radar: um sistema de detecção de objetos (outros veículos e do terreno) que usa ondas de rádio para determinar suas distâncias, posições e velocidades;
  • LIDAR: um método de mapeamento com base em varredura a laser e digitalização 3D, neste caso, com características específicas para a aplicação terrestre móvel, com dois ou mais scanners ligados ao veículo em movimento para recolher dados ao longo de um caminho, criando modelos 3D realistas em um tempo relativamente mais curto quando comparado a outras tecnologia;
  • GNSS (um acrônimo para Global Navigation Satellite Systemcomumente confundido como GPS, que é um termo que designa o sistema GNSS especifico e proprietário dos EUA: Sistema de Navegação Global por Satélite permite que pequenos transceptores eletrônicos (dispositivos que operam tanto como receptores, quanto como transmissores) determinem sua localização (longitude, latitude e altitude / elevação), em alta precisão (com desvio de poucos metros, ou até menos de 1 metro para aplicações militares) usando sinais de rádio precisamente distribuídos como Sinais de Tempo específicos (sinal GNSS), em uma grande parte do globo terrestre, transmitidos ao longo da linha de cobertura por rádio de satélites, medindo ou a distância radial, ou a direção, do sinal recebido a partir de dois ou três pontos diferentes. O sistema pode ser usado tanto para navegação (orientação em trânsito), quanto para rastrear a posição de qualquer equipamento dotado com o transceptor;
  • Odometria: conjunto de técnicas de utilização de dados originados por Sensores de Movimento de diversos tipos (ultrassônicos, infravermelhos, microondas, etc), combinados, ou não (em geral, combinados, redundantes e com dados fundidos) para estimar a mudança de posição ao longo do tempo, estimando a sua posição em relação a uma posição inicial; Transdutores eletromecânicos são instalados junto a rodas e a motores como sensores para medir velocidade, enquanto as leituras desses sensores podem ser acessíveis através do barramento CAN (Controller Area Network) do veículo. Uma vez que a baixa frequência da leitura da velocidade resulta numa indesejável incapacidade de capturar mudanças rápidas de velocidade e, assim, a integral da velocidade ao longo do tempo afeta a a precisão da distância percorrida. Devido a isso, para veículos autônomos, a odometria deve ser fornecida em alta freqüência.
  • Visão computacional: Um caso particular de odometria (odometria visual) que é possibilitada pela integração de câmeras de vídeo com sistemas computacionais dotados de softwares dedicados a aquisição, processamento, analise e "compreensão" de imagens digitais, lidando com a extração de dados de elevada dimensionalidade do mundo real, a fim de produzir informações numéricas ou simbólica nas formas de decisões. Algorítmo de odometria visual estéreo em tempo real é particularmente bem adaptado para aplicações de veículos terrestres 
A NHTSA (órgão federal de segurança no trânsito dos EUA), classifica a autonomia veicular em alguns níveis, que variam de 0 a 5:

Nível 0: ausência de autonomia, ou melhor, o sistema automatizado não tem controle algum do veículo, mas, apoia a direção do motorista emitindo alertas e avisos para ajudar a tornar a condução mais segura;
Nível 1: autonomia em uma ou mais funções específicas, mas o motorista deve estar pronto para assumir o controle a qualquer momento. O sistema automatizado pode incluir recursos como Adaptive Cruise Control (ACC)1, Assistência de Estacionamento2 (com direção automatizada especificamente para esse tipo e evento), e Lane Keeping Assistance (LKA) Tipo II em qualquer combinação;
Nível 2: autonomia em pelo menos duas funções primárias que agem em conjunto (ACC + LKAS, por exemplo), enquanto o sistema automatizado pode desativar, de modo imediato e eventual a sua ação, com a detecção da retomada da condução pelo condutor;
Nível 3: autonomia completa na maior parte do tempo, mas exigindo a presença de um motorista; Dentro ambientes de tráfego limitados, conhecidos e suportados pelo sistema (tais como em auto estradas), o motorista pode seguramente voltar sua atenção para longe de tarefas de condução (o que pode remeter a uma questão de legitimidade sobre multas eventualmente aplicadas devido ao uso do telefone celular em carros de auto-condução / autônomos). Esse nível de automatização se encontra, atualmente, próximo de atingir o estado da arte em engenharia;
Nível 4: autonomia completa na maior parte do tempo e em todos os ambientes, exceto quando sob condições adversas, como em chuva forte, neve, exigindo a presença de um motorista;
Nível 5: Autonomia completa, dispensando completamente a necessidade de um motorista (o sonho atual da engenharia). Além de poder configurar o destino e iniciar o sistema, sem que intervenção humana seja necessária, o sistema automático pode dirigir a qualquer local onde é legal o trânsito de um veículo daquele tipo / espécie, não automatizado.

Notas:

  1. Adaptive Cruise Control (Controle Adaptativo de Cruzeiro), também chamado de Autonomous Cruise Control (Controle Autônomo de Cruzeiro), com ambos termos, em Inglês, compartilhando o mesmo acrônimo ACC: é um sistema de controle de cruzeiro opcional, para ser empregado quando o veículo trafega por uma estrada, que ajusta automaticamente a velocidade do veículo, a fim de manter uma distância segura a partir da posição do(s) veículo(s) à frente. Não requer o uso de sinais de satélite, nem de infraestrutura de beira de estrada, e tão pouco requer o apoio cooperativo de outros veículos (o veículo a frente não precisa emitir sinal algum), de modo que o controle é imposto apenas com base em informações de sensores a partir dos sensores embarcados (sensores instalados no próprio veículo). Os dispositivos empregados como sensores em ACC podem ser radar, LIDAR ou câmera, sendo o radar o de emprego mais difundido, por ser o que permite o controle sobre uma maior distância, principalmente em rodovias de velocidades mais altas, usualmente operando a 77 GHz mas, também, a 24 GHz. Em alguns casos múltiplos sensores são empregados, mesmo de tipos diferente combinados (radar + câmara, por exemplo) principalmente para aumentar o desempenho e aspectos de segurança.
  2. Assistência de Estacionamento (ou, simplesmente, estacionamento automático): O algoritmo de estacionamento automático, em geral, em seu estado da arte, localiza uma vaga de estacionamento ao longo da via, com espaço suficiente, atinge um local de início conveniente para o carro, e realiza uma manobra de estacionamento que move o veículo a partir da faixa de tráfego para o local de estacionamento, que pode envolver movimento paralelo, perpendicular ou em ângulo. O sistema de estacionamento automático visa melhorar o conforto e segurança de condução em ambientes restritos, onde muita atenção e experiência é necessária para conduzir a manobra. A manobra de estacionamento é conseguido por meio de controle coordenado do ângulo da direção e da velocidade, que leva em conta a situação real no ambiente para garantir o movimento livre de colisão dentro do espaço disponível. Também assiste a remoção do veículo a partir do local de estacionamento para a faixa de rodagem.          

       3. Lane Keeping Assistance (System) (LKA(S), ou Sistema para Manter a Faixa de Rolagem): tem como finalidade ajudar o motorista a manter o carro dentro da mesma faixa de rolagem em que ele se encontra. Caso o veículo comece a se mover para fora da sua faixa de rolagem / pista, sem que o sinal de seta tenha sido ativado para indicar a intenção de conversão para aquele sentido, o sistema detecta essa anomalia operacional, por meio de seu(s) sensor(es) que detectam as marcações de faixa pintadas na pista. Os sensores podem ser uma câmera alojada entre o para brisa e o espelho retrovisor central; sensores laser (montado na parte frontal do veículo); sensores infravermelhos (montados por trás do pára-brisa ou sob o veículo). Se o sistema apenas avisar o motorista (sem realizar qualquer outra ação) ele é, de fato, denominado LDW - Land Departure Warning (Aviso de Mudança de Faixa), todavia, o LKAS (nível II) pode tomar a ação de corrigir automaticamente o curso do veículo, voltando-o ao centro da pista, onde ele é mantido. A ação do sistema é inibida caso o sinal de seta esteja ligado para aquele sentido, ou se for detectada a aplicação de um torque contrário aplicado ao volante (que indica a intenção do motorista em forçar a manobra), ou, ainda, se as marcações da pista não forem satisfatoriamente detectadas.


A foto a seguir, publicada pelo Website da Revista Fortune em Maio/2016, que é de um Chevy BOLT EV dotado de um radar no teto circulando pelas ruas de São francisco - CA, EUA, sendo conduzido pelo co-fundador de uma Startup em Veículos Autônomos que a General Motors adquiriu recentemente, me parece ser uma prova suficiente de que a montadora GM também está testando a tecnologia de carro de auto-condução. 


A Startup que as GM adquiriu, alegadamente por US $ 1 Bi, se chama Cruise Automation. O site da empresa passou, depois, a se gabar abertamente que estava testando a tecnologia autônoma sobre o Chevy Bolt EV, em San Francisco, e a colocar anúncios de vagas de empregos sob o lema "Junte-se à Revolução Driverless". 

Depois a Automation Cruise abriu instalações novas em Phoenix, Arizona, e expandiu os testes da tecnologia do carro de auto-condução para Scottsdale, Arizona.

Entretanto, obviamente, por enquanto, isso é apenas "muito auê", típico das Startups. O Chevy Bolt EV entrou em produção, efetivamente, nos primeiros dias de Novembro/2016, mas ele não está saindo (ainda) com automação alguma que o classifique sequer em Nível 2. Sorte de quem irá comprá-lo pelo preço de (apenas) US $ 34.495 (antes de recálculo pelos descontos).

O nível atual de automação do Chevy Bolt EV é nível 1, de modo que ele já oferece um sistema ACC básico, a fim de manter uma distância segura a partir da posição do(s) veículo(s) logo à frente, e para evitar colisões em manobras, com radar e com câmera em torno do veículo, por enquanto combinado com nada mais.


Além do mais, a própria GM faz questão de alertar: "Torna a condução mais segura, mas, essas características de segurança são nenhum substituto para a responsabilidade do motorista para operar o veículo de forma segura. 

E prossegue: "O condutor deve permanecer atento ao trânsito, ambiente e condições de estrada em todos os momentos. Leia o manual do proprietário do veículo para limitações de recursos e informações importantes."

Tudo leva a crer que, se depender da GM, a política de desenvolvimento da tecnologia de Veículos Autônomos irá seguir uma rota diferente daquela buscada pela Tesla Motors, ou seja, será conduzida de modo mais cauteloso, responsável, e passo a passo. 

Na visão de Elon Musk, de acordo com os seus comentários sobre o assunto no ano passado, lançar rapidamente uma capacidade mais avançada auto-condução não é imprudente, mas, sim, é eticamente responsável, mesmo, enquanto retardar o progresso é essencialmente matar as pessoas.

Em suma, a GM planeja implantar os futuros carros de auto condução usando apenas empresas prestadores de serviço, e não visar vender veículos totalmente autônomos a particulares como pretende Musk, apesar que ambas empresas alegam a mesma motivação para seguir no desenvolvimento: a busca por maior segurança e reduzir os acidentes de trânsito e mortes.



...

Em construção ...

Eu ainda não estou bem certo por qual caminho evoluirei este artigo (mas seu que eu o farei "com pés no chão"). Desse modo, por enquanto, eu apenas sugiro que vocês leiam (e reflitam) sobre um outro artigo (em inglês): Top misconceptions of autonomous cars and self-driving vehicles.

AO PAPAI NOEL: Eu quero um Veículo Autônomo (nível 5 ... ou 4) ... mas, pode ser um Veículo Elétrico com Carregador Embarcado Sem Fio, mesmo!

Sem querer decepcionar ou desanimar ninguém, peço, ainda, a todos os ansiosos por disponibilização de inovações tecnológicas no mercado ao consumidor que reflitam sobre: Por quanto tempo nós já temos falado sobre Recarregamento Sem Fio de Veículos Elétricos? Todavia, não obstante, até agora, isso ainda é "apenas um futuro para onde estamos caminhando".

Fui ... fazer o simples (que eu ganho mais)! Até breve!

terça-feira, 8 de novembro de 2016

Nissan LEAF 2018 (2ª Geração) Terá Capacidade da Bateria e Autonomia Muito Maiores


Que o Nissan LEAF tem se mantido como o Veículo Elétrico Popular de Referência Mundial, creio que todos saibam e concordem, mas, que esse produto já estava irritando o mercado pela grande demora em integrar melhorias que já lhe eram, sabidamente, possíveis de serem implementadas, sem maiores dificuldades, isso também é um fato. Contudo, um fato que parece estar chegando ao fim ...

Desde o seu lançamento, em 2010, até meados de 2013, o Nissan LEAF tinha somente a opção de um Carregador Embarcado (o dispositivo que permite o carregamento do pacote de bateria em ambiente doméstico via uma EVSE, uma fonte de CA (uma tomada de Corrente Alternada) de 220 Volts externa), e que é o elemento preponderante para determinar quanto tempo decorre no processo mais simples de recarga completa da bateria, que era de uma Potência Nominal tão baixa quanto apenas 3,3 kW

Contudo, naquele ano (2013), esse item apresentou um grande salto evolutivo, passando, de uma única vez, para a Potência Nominal de 6,6 kW (ou seja, o dobro da potência nominal anterior), se bem que isso é, até os dias de hoje, o carregador embarcado de maior potência é oferecido na hora da venda do VE apenas como um "item opcional" (ainda há o carregador embarcado de menor potência, declarado, atualmente, como 3,6 kW), e não como uma melhoria evolutiva (natural) que com o tempo acaba por se tornar "gratuita" (de mesmo custo ou até de custo menor). 

Os pacotes de baterias dos Nissan LEAFs dotados de carregador embarcado de 3,3 kW podem ser totalmente recarregados (a partir de vazios) por um processo de recarga com duração de 8 horas. Já, os modelos com um carregador embarcado de 6,6 kW podem ser totalmente recarregada, a partir de vazios, em 4 horas (com o dobro de potência nominal do carregador embarcado o tempo de recarga pode se reduzir a metade).

Essa evolução foi tão ansiada (e comemorada, veja as NOTAS nessa postagem, publicada ainda em 2012, "Sobre Carregamento de Veículos Elétricos") que pouca gente se deu conta que naquela mesma época (ano de 2013), o Nissan LEAF obteve uma melhoria de 15% da sua economia de energia nas classificações combinadas (estrada e cidade) da EPA (US Environmental Protection Agency).

Se o TEMPO DE RECARGA de um VE é um item que tem uma importante prioridade na mente dos usuários de VEs para tomada de decisão, a AUTOMONIA (o deslocamento que é possível de ser realizado com o consumo de uma carga completa do pacote de bateria) o é ainda mais. É exatamente quanto a isso a tal "irritação" a qual eu me referi. A maior parte do (parco) crescimento da autonomia que o Nissan LEAF teve até agora foi obtido em decorrência de "economia de energia", muito pouco tendo evoluído a efetiva capacidade de energia disponível no pacote de bateria dele.

Com mais de 185.000 unidades vendidas em todo mundo, o Nissan LEAF ano modelo 2016 já tem opção com pacote de bateria de 30 kW.h, com autonomia de 172 km (EPA) ou 200 km (NEDC)

Desde o seu lançamento até o ano modelo 2015 a capacidade de energia do pacote de bateria do Nissan LEAF foi, nominalmente, dos mesmos 24 kW.h, apesar de ter havido, sim, uma "pequena" mudança na química da bateria1, que ajudou, de certo modo, numa elevação da autonomia, ela foi atribuída, muito mais, como uma necessidade de dotar a bateria do LEAF de um melhor desempenho quando o VE é operado em regiões de climas mais quentes e úmidos. Nos falamos disso, aqui neste blog, em 2014, na postagem A Nova Química da "Bateria Lagarto" do Nissan LEAF e a Nissan no Brasil.

Assim, graças a tais fatores, nesse relativamente longo período (2010 ~2015) a autonomia do Nissan LEAF evoluiu um pouco:
  • Desde 117 km (73 milhas) passando para 135 km (84 milhas) na classificação EPA (norte-americana), ou seja, um aumento de meros 15,4%, ou;
  • Desde 175 km (109 milhas) passando para 200 km (120 milhas) na classificação NEDC (New European Driving Cycle), ou seja, um aumento de meros 12,5%. 
Todavia, desde o ano modelo 2016, o Nissan LEAF já passou a ter opção com bateria de capacidade nominal 30 kW.h (Nissan LEAF modelos SL e SV)2, ainda que tenha sido mantida a venda também a opção com bateria de capacidade nominal antiga, de 24 kW.h (Nissan LEAF modelo S). Com a nova capacidade de 30 kW.h, a autonomia saltou, por exemplo, para 172 km (107 milhas) na classificação EPA, um salto de 27,4% de uma vez.

Essa foi, evidentemente, uma evolução nada desprezível. Porém, a evolução da capacidade de energia do pacote de bateria que está por vir para o Nissan LEAF, muito provavelmente começando na produção da segunda metade do próximo ano, será ainda maior: está confirmada, desde anúncio feito em Junho/2016, a opção com emprego de uma bateria de 60 kW.h para o Nissan LEAF, o que propiciará que essa "segunda geração" do LEAF tenha uma autonomia de, no mínimo, 200 milhas (322 km).

Novo Pacote de Baterias para o Nissan LEAF, com Capacidade de 60 kW.h (ao fundo, à direita) alguns componentes 
Como pode ser observado na foto acima, não apenas a química das novas células está sendo alterada em relação às células empregadas anteriormente, mas, também a estruturação do pacote de baterias está sendo alterada (compare com o que publicamos aqui, em 2012). De fato, o arranjo já mudou desde o pacote de bateria de 30 kW.h do ano modelo 2016, quando passou de 48 módulos, com cada módulo contendo 4 células (totalizando de 192 células) para 24 módulos, com cada módulo contendo 8 (novas) células (totalizando as mesmas 192 células).

Eu, particularmente, confesso que não esperava tanto: um aumento da capacidade do pacote de bateria para 60 kW.h, de uma vez. Eu esperava (se bem que eu penso que eu esperei bastante tempo) por aumento para, no máximo, uns 40 ~ 48 kW.h (se bem que falar em declarações / classificações de Valores Nominais sobre especificações de produtos industriais, hoje dia, está ficando cada vez mais complicado, pois, bastante frequentemente, tais valores tem sido estabelecidos com "variáveis políticas" embutidas neles, sempre os distanciando, seja para mais, ou para menos, dos respectivos valores efetivos).

Além do mais, o fato da Nissan colocar no mercado LEAF com bateria de 60 kW.h, não significa que toda a oferta de LEAFs será apenas com essa bateria. Acredito que, por conta da necessidade de poder atender a um público de poder aquisitivo menor, deverá haver opções de mais baixo custo e, a ideia de se ver pacotes de baterias menores (de 40 ~ 48 kW.h, como eu sugeri), é algo muitíssimo provável.

Entretanto, note: Não havendo desvios muito consideráveis entre "o nominal" e "o efetivo", com 60 kW.h podemos esperar uma autonomia chegando próxima de 300 milhas.

Assim, comemore, pois, o que mais importa é que, agora, com o anúncio feito pelo chefe de desenvolvimento dos VEs da Nissan, Kazuo Yajima, que foi quem primeiro confirmou o pacote de bateria de maior capacidade, consequentemente, deve acabar a maior das desculpas dos motoristas, pois, até mesmo um VE do tipo popular (tal como o Nissan LEAF) já pode oferecer uma autonomia bastante satisfatória.

Os pacotes de baterias de 30 kW.h e de 60 kW.h, lado a lado.

Outro dado bastante animador e digno de nota que eu encontrei sobre os pacotes de baterias do LEAF vem de cerca de um ano e meio atrás, e foi publicado pela CleanTechnica, dando conta de que, na época, dos cerca de 35000 unidades desse VE vendidos na Europa, 99,99% dos pacotes de baterias continuavam em operação, ou seja, apenas 0,01% deles haviam, então, falhados, até ali.

Devemos agradecer a Nissan? ... Domo arigato gozaimashita

Mas, nem tanto! ... repare que no mercado do EUA a Nissan não se fez de rogada em aumentar o preço do (popular?) LEAF, a partir de US $ 29.010 para US $ $32.450, devido ao custo extra para oferecê-lo com um pacote de bateria de 30 kW.h (em vez de 24 kW.h). Portanto, devemos agradecer, sim, mas a gratidão maior deve ser prestada à existência, a nível mundial, de um Mercado de Concorrência QUASE Perfeita em Veículos Elétricos. 

Fato é que, se a Nissan não tomasse essa tal providência (de partir para bateria e autonomia maiores), o Nissan LEAF não teria como concorrer, principalmente, com o novato Chevrolet Bolt EV (com seus alegados 60 kW.h e 238 milhas de autonomia) e com o ainda vindouro Tesla Model 3, e ela, que foi uma pioneira no renascimento dos VEs, emplacando de cara um carro mundialmente popular, mas, que já vinha tendo suas vendas prejudicadas por antecipação, corria o sério risco de ser posta para fora do mercado, num futuro bem breve.

Simples assim! A concorrência determinou os novos patamares para o "padrão de especificações técnicas". Resta saber: QUEM PODE FAZER POR MENO$$$.

Porém, parece que as novidades do Nissan LEAF dessa 2ª geração não devem parar ai, pois, tudo leva a crer que ele deve vir algo bastante consistente que permitirá uma condução mais segura. Isso é sobre a condução autônoma, mas, eu não falo muito nela porque eu mesmo não a vejo com bons olhos, mas, um sistema que possa assumir, autonomamente, certas atitudes emergenciais que vissem a compensar eventuais falhas humanas, sim. Já, quanto ao corpo do carro, também haverá novidades com, muito provavelmente, o início do do emprego de 100% fibra de carbono (CFRP - Carbon Fiber Reinforced Polymer (Plastic)).

Nissan Leaf Será Fabricado no Brasil em 2017?


Não apenas eu torço para que sim, como, de acordo com o Jornal do Carro (Estadão), sim, o VE Nissan LEAF será fabricado no Brasil a partir de 2017. A intenção de fabricar o hatch médio de emissão zero já havia sido vislumbrava em um acordo de entendimento com o governo fluminense desde 2013 (conforme tratamos em Nissan Construirá Nova Fábrica em Resende - RJ - Enfim, o Carro Elétrico?).

No entanto, o impulso veio com a recente aprovação, na Comissão de Meio Ambiente do Senado, de um projeto de lei que isenta de IPI carros elétricos e derivados de fabricação nacional, assim como isenção de imposto de importação para peças e componentes sem similar nacional.

Assim, a Nissan vê condições favoráveis para a fabricação do LEAF (sim, tudo em maiúsculo, pois, LEAF não significa "folha", tal como a tradução a partir da língua inglesa sugere, mas, sim, segundo a própria Nissan é um acrônimo para "Leading, Environmentally Friendly, Affordable Family Vehicle") no Brasil, que se dará em uma parte da planta de Resende - RJ, inicialmente em CKD (Completely Knocked Down, os subconjuntos são enviados desmontados por outra fábrica no exterior para reduzir o frete cobrado com base no espaço (volume) ocupado pelos itens, para ser montado no Brasil).



Obviamente que a nacionalização virá (e, de fato, está prevista para ocorrer a partir de 2020), mas, com o dólar ainda alto, a fabricante japonesa não arrisca uma previsão de preço e ou volume de produção. Entretanto, com o IPI zerado, ele deverá ter redução entre 25% e 30% no preço final.

A melhor parte da notícia é que, diferente do que ocorreu com o Toyota Prius (um "elétrico" híbrido que, muito diferente do Toyota Prius Prime que há "la fora", no Brasil por não pode, até hoje, ser recarregado na tomada e, por isso, está mais próximo de apenas carro a gasolina muito econômico do que de um VE), o modelo de LEAF a ser feito aqui será o de segunda geração (que discutimos anteriormente ... mas, se não for, eu vou ser o primeiro a "buzinar" daqui), cuja autonomia do pacote de baterias será bem maior do que o dos táxis Nissan LEAF que estão em testes no Brasil já por vários anos.

Se você, como eu sabe das suas capacidades (e do seu potencial) e está buscando uma nova colocação / ou recolocação no mercado de trabalho (se está desempregado, como eu) tente a Nissan - Trabalhe Conosco.

Atualmente a própria Nissan produz, em parceria com a NEC,  desde as células até o conjunto completo de todos pacotes de bateria empregados no Nissan LEAF. Entretanto, muito provavelmente algo deverá mudar quanto a isso com o advento dos novos pacotes de bateria de 60 kW.h, e a parceria deverá ser com LG Chem (a Lucky GoldStar Chemical, a maior empresa de produtos químicos da Coreia do Sul, sediada em Seul). Veja, neste vídeo, como a produção dos pacotes de baterias é, atualmente, levado a cado na planta da Nissan de Baterias em Smyrna, Tennessee, EUA:


B-Roll: Nissan Battery Plant

Smyrna, Tenn.

Notas:


  1. Até o lançamento da nova química ("lagarto"), as célula de bateria da LEAF eram fabricadas pela NEC, sendo uma célula tipo prismática com elementos empilhados, um cátodo Espinela de Lítio Manganês (LMO) - LiMn2O4 (ou LiMnO2) da Nippon Denko, um ânodo de grafite da Hitachi Chemicals, um separador a seco Celgard PP, e um eletrólito complexo orgânico do tipo LiPF6 (Hexafluorofosfato de Lítio), Tomiyama. Até os dias de hoje eu mesmo não encontrei detalhes reveladores precisos e confiáveis sobre a "pequena" mudança na química da bateria do Nissan LEAF que lhe possibilitou ser dotada do atributo "lagarto". Muitas especulações dão conta de que a mudança se deu (principalmente) no eletrólito, com a inclusão de uma substância. Outras discussões sugerem que os separadores foram revestidos com cerâmica na nova química;
  2. Recentemente a Nissan renomeou estes mesmos modelos do LEAF (que vale para o ano modelo 2017), onde S = S24; SL = S30; enquanto o SV, a versão mais completa e cara, permanece SV (US $34.200, preço sugerido pelo fabricante).

Veja Também:


Tesla Model 3: Quem está comprando o novo carro de Elon Musk?

segunda-feira, 7 de novembro de 2016

Motocicleta Zero DS 2010 - Modificada e Emplacada com Certificado de Segurança Veicular (Parte 4/4)

Motor Revolt RV-160 Pro e Controlador Kelly KEB Aplicados à Atualização de uma Motocicleta Zero DS ano 2010


Prosseguindo do ponto em que nós paramos na postagem anterior, agora consideraremos sobre outras entradas de controle existentes no Controlador de Motor Kelly KEB a fim de aplicá-lo na atualização da Motocicleta erro DS 2010:
  • Throttle (Pino 5 do conector J2 do controlador Kelly KEB): É uma entrada analógica, do tipo de que recebe um sinal de tensão que pode variar ao logo do tempo entre 0 V ~ 5 V, cuja função associada é a do controlador responder com a variação da velocidade do motor de acordo de acordo com a magnitude do sinal analógico que entra.
Já, a origem do sinal analógico, é o potenciômetro (um resistor de resistência de valor variável) que se encontra alojado na manopla do acelerador da motocicleta (no diagrama de ligação do controlador Alltrax AXE mostrado anteriormente, isso é provido pelo potenciômetro que está representado ligado diretamente aos pinos 2 e 3 daquele controlador).

A resistência do potenciômetro (que, de fato, é um elemento sensor que detecta o ângulo de torção da manopla de aceleração) varia de acordo com a torção que é manualmente imposta à manopla do acelerador pelo motociclista. O valor nominal do potenciômetro é, tipicamente, de 5 kΩ (porém, o controlador Kelly KEB pode aceitar potenciômetros de valores nominais desde 2 kΩ até 20 kΩ).

Se o potenciômetro possui uma conexão a três fios (o que não é o caso do potenciômetro que se encontra na manopla de acelerador original da motocicleta Zero DS), o fio associado ao seu cursor (elemento central deslizante do potenciômetro) deve ser conectado ao pino 5 do conector J2 do controlador (sinal Throttle 0 ~ 5 V) do controlador Kelly KEB, enquanto a extremidade do potenciômetro em que cursor se aproxima quando o acelerado é solto (posição de repouso do acelerador) deve ser conectada ao GND (pino 2 ou pino 3 do conector J2 do controlador Kelly) enquanto a extremidade oposta é conectada à saída de alimentação +5 V (pino 7 do conector J2).

Contudo, o potenciômetro não precisa ter, necessariamente, ser empregado em uma conexão a três fios: um acelerador com potenciômetro de 5 kΩ, a apenas dois fios, também pode ser empregado (e, esse é o caso específico que encontramos na motocicleta Zero DS origial). Neste caso, conectado, apenas, entre o pino 5 e o pino 2 (ou pino 3) do conector J2 (respectivamente, entradas Throttle e GND desse controlador, não requerendo ligar a alimentação de +5 V).

A diferenciação entre os dois modos de ligação do potenciômetro anteriormente descritos deve ser confirmada com a definição adequada a ser feita na configuração do respectivo parâmetro do controlador que a ela é associado a ela, ou seja, no parâmetro relativo ao Tipo de Sensor de Acelerador (Throttle Sensor Type), conforme pode ser visto o documento que trata sobre Kelly KEB Controllers Configuration Program Online Demo/Help. Assim, se o potenciômetro é a dois fios, deve ser selecionado o tipo 0 ~ 5 k (em vez do tipo 0 ~ 5 V, como mostrado na figura a seguir).


A parametrização do controlador da Kelly prevê, ainda, a possibilidade do emprego de um acelerador com sensor de aceleração do tipo Hall ativo (um tipo de sensor de efeito Hall que tem resposta linear, de moro que ele é adequado para detecção de posição angular da manopla do acelerador). Nesse caso, o sensor opera, tipicamente, alimentado por 12 V, porém fornecendo um sinal de saída analógico de tensão variando na faixa de 1 ~ 4 Volts.

Sensores do tipo de efeito Hall, tanto os digitais (que fazem a função liga / desliga tal qual interruptores ou chaves) bem como os sensores do tipo de efeito Hall analógicos (também chamados de sensores de efeito Hall lineares, os quais podem fazer, por exemplo, a função que se assemelha a de potenciômetros) têm, ambos, apresentado uma empregabilidade cada vez maior nas aplicações de e-bikes, de modo geral, porque eles permitirem uma atuação do sensor que é livre de contatos físicos diretos (apenas pela aproximação ou afastamento de pequenas peças de ímãs, que são os elementos que fazem atuar os sensores de efeito Hall) e sem que haja partes mecânicas móveis, de modo que, consequentemente, eles são componentes com invólucros bem melhores selados (com um mais alto grau e proteção IP) e, portanto, menos suscetíveis a falhas e mais duráveis, mesmo debaixo de condições ambientais severas, as quais são tipicas da operação de uma motocicleta.

O Sinal Throtlle e o Main Motorcycle Control Module (ou Módulo MMB, a cilada do Controlador Dedicado da Motocicleta):

Há um pequeno entrevero com o qual nos deparamos para ligar o Potenciômetro de Aceleração ao Controlador do Motor, na motocicleta Zero DS 2010 ao modificá-la para o novo conjunto motor / controlador de motor:

Tal como está declarado no Manual do Usuário da Motocicleta Zero S / DS 2010 na página 6-6 sob o tópico “Safety Interlocks” o Controlador Dedicado da Motocicleta (que não deve ser confundido nem com o Controlador do Motor (Alltrax ou Kelly), e nem com o BMS (Batery Managment System)), é que ele se “intromete” no meio do Sinal do Acelerador (Sinal de Throtlle), de modo que o Controlador Dedicado tem prioridade para habilitar (ou não) a passagem do sinal Throttle (que se origina no potenciômetro do acelerador), antes que ele possa chegar chegar até o controlador de motor original (o Alltrax AXE 7245).

Isso significa dizer que o sinal Throttle não é ligado diretamente desde o potenciômetro do acelerador até controlador do motor, mas. sim, que ele é obrigado a passar pelo módulo MMB (ou Controlador Dedicado da Motocicleta) que, inclusive, pode modificar tal sinal, enquanto nós ficamos sem saber exatamente como ele é modificado, pois nós não temos nenhuma documentação detalhada acerca do MMB que nos informe como, exatamente, o sinal Throttle é tratado internamente a esse controlador.

Essa dependência do sinal Throttle com relação ao módulo MMB (Controlador Dedicado da Motocicleta), além de ser declarada no manual do usuário, foi descrita, também, em um site de Internet de discussão sobre atualização da motocicleta Zero S / DS 2010 usando a seguinte figura ilustrativa:


Duas coisas são importantes para se extrair da figura acima:
  • O Potenciômetro do Acelerador original da Motocicleta Zero S / DS 2010 é de resistência nominal 5 kΩ (o que o torna apto a permanecer operando, sem problemas, no sistema com o novo controlador Kelly KEB);
  • Ele é do tipo “conectado a dois fios”, tanto pelo lado do cabo elétrico que o liga do potenciômetro do acelerador para o módulo MMB, quanto pelo lado do cabo elétrico que o liga do MMB para o controlador Alltrax AXE.
Outra coisa certa é que, olhando para mais de um documento de cabeamento do controlador Alltrax AXE (todos obtidos no site da Alltrax) fica claro que esse controlador possui apenas 2 terminais para receber o sinal Throttle (pinos 2 e 3 no painel do Alltrax AXE). O controlador de motor original (Alltrax) recebe tal sinal (Throttlle), a dois fios, somente após ele passar pelo MMB.

A causa pela qual o MMB precisa fazer a função de habitar / inibir o sinal Throttle, que passa por ele antes de seguir para o controlador do motor, é baseada em motivos de segurança da operação da motocicleta que são bastante justos. Tratam-se de monitoramentos de certas condições críticas relativas a operação, as quais somente a operação conjunta dos módulos MMB e BMS pode prover (e os controladores de motores, seja o Alltrax AXE ou o Kelly KEB, por si sós, não poderiam fazer).

São quatro condições em que não se pode permitir que a motocicleta seja acelerada, a saber:
  1. Se o Cabo do Carregador Embarcado se encontra conectado à rede (o carregador embarcado QUIQ avisa o BMS que por sua vez avisa o MMB para inibir a aceleração do motor);
  2. Se o Pacote de Bateria está plenamente descarregado (com energia armazenada no pacote abaixo de um limiar mínimo de energia aceitável);
  3. Se a Temperatura Interna do Pacote de Bateria está muito alta (o BMS avisa o MMB quanto a isso);
  4. Se algum dos módulos do pacote de bateria está com acarga de suas células relativamente desbalanceada, em demasia, com relação aos demais módulos do pacote (isto é, se algumas células de Li-íon estão muito mais descarregadas do que as outras, também o BMS avisa o MMB quanto a isso).
Como se vê, estes são motivos importantes que justificam se pretender inibir a aceleração da motocicleta e, portanto, é bom que isso seja mantido assim, ou seja, é bom que haja a intervenção do MMB sobre o sinal Throttle, uma vez que não existe nos controladores de motor (seja no Alltrax AXE ou no Kelly KEB), uma outra entrada de controle qualquer que esteja disponível, por meio da qual o BMS pudesse intervir, diretamente, nesses controladores, bloqueando que eles entreguem energia ao motor, por algum motivo de segurança da bateria.

Apesar de não haver disponibilidade de documento algum fornecido por parte do fabricante da motocicleta que permita entender, exatamente, qual o tipo da modificação que o MMB faz sobre o sinal Throttle que ele recebe (e depois repassa para o controlador do motor), me parece bastante óbvio deduzir que ele fornece em sua saída um sinal padrão 0 ~ 5 kΩ, por ser empregada uma ligação a apenas 2 fios.

Para comprovar a acercar disso bastou eu tomar o controlador de motor Alltrax AXE que antes estava instalado na motocicleta, e olhar para o LED sinalizador multicolorido que há no seu painel (próximo aos terminais de controle desse controlador) no momento em que esse controlador é energizado (logo quando surge tensão de alimentação Key Switch (KSI) Voltage no pino 1 desse controlador). O número de piscadas consecutivas do LED na cor verde indica, especificamente, o tipo de sensor analógico de aceleração que está configurado na parametrização do controlador.

Segundo o Manual de Operação Alltrax Model AXE Series, existem 7 eventuais modelos de sensores de Throttle que podem ser configuráveis para operar com tal controlador, sendo, os três primeiros deles: 1 piscada na cor verde = 0 ~ 5 kΩ (potenciômetro em que a resistência aumenta a medida que se acelera); 2 piscadas verdes = 5 ~ 0 kΩ (potenciômetro em que a resistência diminui a medida que se acelera); 3 piscadas verdes = 0 ~ 5 V. Assim, confirmando a ocorrência de apenas uma piscada na cor verde, ao se energizar a alimentação do controlador Alltrax, esta confirmado o modo que o MMB deve fornecer sinal Throttle, que realmente é do tipo de padrão 0 ~ 5 kΩ (tal como um potenciômetro em que a resistência aumenta a medida que se acelera).

Todavia, note que não é absolutamente necessário que o sinal Throttle (sinal originário do potenciômetro do acelerador) passe primeiro pelo MMB para, só depois, seguir para o controlador do motor (no caso, o novo controlador Kelly KEB72121E que está sendo introduzido para controlar o novo motor Revolt RV-160 PRO), pois, se o objetivo disso é para que o do MMB possa inibir o controlador do motor de causar a aceleração do motor quanto há a eventualidade de uma condição de falha, o MMB pode continuar cumprindo essa mesma função, simplesmente porque ele a opera de modo redundante, ou seja, ele o faz, também, por uma outra via.

Essa outra via (redundante) existe, pois, é por meio do MMB que o tensão de alimentação (Key Switch (KSI) Voltage) é fornecida para o controlador do motor, que também é controlada, ou seja, sob as mesmas condições de falha alistadas anteriormente, simplesmente o MMB não permitira passar a alimentação para o controlador Kelly.

Assim, o ideal, mesmo, é que o sinal Throttle vindo do potenciômetro seja enviado diretamente para o controlador do motor Kelly KEB, enquanto que, por sua vez, o MMB seja “enganado” recebendo em sua entrada um sinal de acelerador falso, via um resistor fixo de valor R qualquer de resistência menor do que 5 kΩ (mas que seja > 0 Ω). No caso, optou-se por empregar um resistor fixo de 330 Ω para realizar isso.

Assim, essa é mais uma modificação a ser feita: incluir um resistor fixo de 330 Ω entre os pinos 2 e 3 do Conector J11 do Painel Elétrico Principal (conector de 12 pinos fêmeas alojado na tampa desse painel elétrico), desviando a fiação original pre-existente, que vem do potenciômetro do acelerador, para seguir diretamente para os pinos 5 e 2 do Conector J2 do controlador Kelly KEB.
  • Brake_SW (Pino 10 do conector J2 do controlador Kelly KEB): É uma entrada digital que detecta o início do acionamento da(s) alavanca(s) de freio que, tal como as demais entradas digitais existentes nesse controlador (Reverse_SW e Micro_SW) é ativada quando levada para nível lógico 0, ou seja, quando ela é conetada para o GND (ou RTN, pino 2 ou pino 3 do conector J2 do controlador Kelly KEB).
O emprego dessa chave é fundamental para que se possa avisar ao controlador que ele deve cortar a energia que ele envia ao motor, imediatamente, porque o freio foi acionado. Contudo a ativação dela é empregada, também, para dar início à função regeneração, quando este é o caso, no modo Brake Switch Regen, que significa que a função regeneração é iniciada tão logo que o interruptor do freio é ativado (desde que o acelerador já esteja libertado e tenha retornado, pela força de sua mola, a posição zero de aceleração).

Algumas Partes do Sistema da Motocicleta Zero DS 2010 (que são externas à caixa do Pacote de Baterias / Painel Elétrico)

Para prover isto basta que cada uma das alavancas de freios tenham como sensor um simples interruptor elétrico que informa início do acionamento delas (mesmo que se puxe bem pouco a alavanca de freio este sensor deve atuar). Esse tipo ativação para a Função Regen (Brake Switch Regenpode até não ser o melhor dos modos de controle da Frenagem Regenerativa, mas, já é um bastante satisfatório (bem melhor do que o modo Throttle Release Regen que, se empregado, não permite transitar em roda livre por declives).

Porém, vale lembrar que ainda existe uma outra (e última) maneira possível de ativar a Função Regen, que me parece ser ainda mais apropriada em todos os aspectos para a aplicação de motocicleta, denominada 0 ~ 5V Analog Signal Variable Regen, como veremos mais adiante (no próximo sub-tópico).

Algumas questões importantes a serem levantadas aqui, são: Será que ambos, tanto a alavanca de freio dianteiro, quanto o pedal de freio traseiro da motocicleta Zero DS ano 2010 possuem um interruptor como sensor de freio? Este sensor de freio (se houver) é adequado para ser empregado para avisar o controlador Kelly KEB para desativar o fluxo de energia do controlador para o motor (e, se for o caso configurada como habilitada) ativar a Função Regen?

É certo que toda motocicleta precisa possuir uma sinalização luminosa adequada para avisar aos demais veículos em trânsito quando ela está freando (a luz de freio) e que tal sinalização só é ativada quando, efetivamente, se aciona um das alavancas do freio (dianteiro e / ou traseiro). Assim, é óbvio que a motocicleta Zero DS 2010 precisa possuir (e, de fato, possui) uma micro-chave associada ao seu manete de freio e, também, uma outra chave elétrica que é hidraulicamente pilotada, empregadas, respectivamente, como sensores dos freio dianteiro e traseiro.

Entretanto, eu penso que, a princípio, se deva levantar alguma suspeição sobre se estas chaves realmente se adequam para emprego como sensor de freio a fim de comandar o inicio da função REGEN durante a operação do motor.

Uma notificação publicada pela NHTSA (National Highway Traffic Safety Administration's Vehicle Safety) na data de 02 de Julho de 2012, que eu encontrei na Internet da conta da ocorrência de um RECALL do fabricante Zero para as motocicletas Zero S e DS (além de outros modelos de 2010 a 2012) para correção do seguinte alegado problema original de fábrica: “o interruptor da luz de freio, na alavanca do freio dianteiro, pode não ativar até que um movimento bastante significativo da alavanca de freio seja realizado”.

Então, a boa notícia é que existe, sim, nas alavancas de freios, chaves elétricas associadas as a elas, as quais nós podemos tomar sinais de modo a poder ativar a entrada entrada Brake_SW do controlador do motor Kelly KEB,mas, a má notícia é que tais chaves além de poderem não ser adequadas para o emprego nessa aplicação, pois, é necessário que o tal interruptor atue seguramente, bem cedo, assim que se começa a mover a alavanca de freio, para que o controlador corte de imediato a energia que é enviada ao motor, tão logo quando se aciona o freio, também é preciso notar que elas estão comprometidas com a função original delas que é a de acionar as luzes de sinalização de freio, que operam sob o sistema de alimentação de 12V motocicleta.

Fato é que o controlador original da motocicleta, o Alltrax Model AXE tem uma quantidade bem menor recursos por meio de entradas de controle, comparativamente ao Kelly KEB. Deveras, o Alltrax não possui sequer um conector específico para sinais de controle diversos, tal como o Kelly KEB tem o seu conector J2 e, por isso, para efeito de controle do motor ele não usa (não requer) ser informado por um sinal de sensor de freio algum (nem ao menos um sinal digital, tal como o sinal Brake_SW, e menos ainda um sensor analógico de freio, que é algo discutiremos mais adiante). A verdade é que o controlador Alltrax AXE não realiza função regeneração durante frenagens, mas, ele apenas bloqueia o motor em função da informação do potenciômetro do acelerador indicar uma resistência próxima a 0 Ω.

Já, o controlador Kelly KEB, por sua vez, tem uma entrada específica para esse tipo de sensor (entrada Brake_SW), não obstante o fato que o efetivo emprego dela seja opcional, ele é mandatário quando ao sistema se aplica o emprego da Função Regen. Em outras palavras, o controlador Kelly pode atender, de certo modo, a uma aplicação de máquina que requeira Operação em 4 Quadrantes para excitação do motor elétrico, onde temos 4 situações distintas, as quais, de modo resumido, são as seguintes:
  • No 1º Quadrante: Aceleração, ou manutenção da velocidade estável do veículo, com locomoção em Sentido Avante (Modo Tração em locomoção para avante). Assim, as variáveis: Velocidade e Torque do Motor, assumem por convenção, ambas valores positivos. O motor está absorvendo energia da bateria (a energia vai da bateria para o motor) e este converte em energia mecânica (cinética) tracionando as rodas, movendo a Carga do veículo;
  • No 2º Quadrante: Frenagem do veículo, com locomoção em Sentido Avante. Caracteriza-se pela situação de Frenagem do Motor e, pela natureza operacional do sistema, ocorre sempre que a Referência de Velocidade (sinal Throttle) imposta pelo motorista ao Controlador do Motor (informada pelo Potenciômetro do Acelerador) passa a solicitar uma velocidade de valor inferior do que o valor da velocidade atual (nREF < nATUAL).
Em outras palavras, bastaria que se alivie a torção do acelerador para que entremos no Modo Frenagem (Modo Freagem Regenerativa). Em oposição ao que ocorre no 1º Quadrante, não estamos tomando energia da bateria (ou de qualquer outra fonte), mas, sim, procuramos um caminho para consumir a energia que já estava acumulada antes na máquina (e que agora causa o movimento de inércia dela).

A regeneração tem forte efeito de frenagem, mas, como nem sempre existem efetivas condições que garantam a realização da regeneração (nem sempre a bateria pode assimilar uma carga extra), o consumo feito por via mecânica (freios) é sempre requerido.

Como o veículo (e toda a massa contida nele) continua se movendo para avante, a variável Velocidade, tal qual no 1º Quadrante, ainda tem sinal positivo mas, a variável Torque, que precisará, agora, agir contra o movimento de inércia, por conta disso passa a ter sinal negativo;
  • No 3º Quadrante: Aceleração ou manutenção da velocidade estável, com consumo da energia da bateria e com tração da carga (portanto, também é Modo Tração), tal como no 1º quadrante, só que agora a locomoção é no sentido reverso, ou seja, isso ocorre quando estivermos acelerando ou mantendo velocidade, com o veículo em Marcha a Ré. Agora, neste caso, ambas as variáveis, Velocidade e Conjugado têm o mesmo sinal, ambos sinais são negativos. Todavia, em geral, operação em marcha a ré não se aplica ao caso da operação de motocicletas;
  • No 4º Quadrante: Modo Frenagem do veículo, só que agora no sentido reverso, ou seja, de desaceleração em Marcha a Ré. Obvio, então, que a Velocidade é de sinal negativo e, o torque da máquina elétrica, que se opõe ao movimento de inércia, é de sinal positivo.
A motocicleta Zero DS 2010 requer operar apenas nos 1º e 2 º quadrantes (para tracionar, deslocando-se avante, e para frenar avante, com frenagem regenerativa). Note que, apesar da frenagem regenerativa ajudar a motocicleta a parar mais rapidamente, um outro objetivo do emprego dela, tão ou mais importante, é o de recuperar energia, recarregando o pacote de bateria. 

Ao contrário da sua linha de motocicleta de trilha Zero modelos X e MX (atualmente FX), que usam atuadores manuais de estilo bicicleta, com transmissão do freio por cabo de aço, tanto para o freio dianteiro, quanto para o traseiro, os modelos S e DS do ano 2010 empregam um atuador de freio dianteiro acionado pela mão direita e uma alavanca com retorno por mola interna para o freio traseiro, acionado pelo pé direito, em ambos os casos com a atuação do freio por transmissão do tipo hidráulica.

A freio dianteiro é realizado por um único disco rotor de aço inoxidável (com botões de montagem que permitem flutuação), premido por uma pinça de pistão duplo, enquanto o disco rotor (também flutuante) traseiro é premido por uma pinça de pistão simples. A luz de freio também acende quando o pedal do freio traseiro é aplicado, o que indica a existência de um sensor de freio específico que informa a atuação do freio traseiro. O manete de freio dianteiro atua diretamente no Cilindro Mestre (anexo ao reservatório de fluido de freio dianteiro), o que torna uma eventual troca do manete de freio dianteiro, além de uma operação custosa, também complicada.

Contudo, qualquer esforço em se tentar adaptar sensores de freio mais adequados para a motocicleta Zero S / DS 2010 pode ser algo muito importante para ser considerado, pois, uma característica ruim do projeto original dessa motocicleta é, justamente, quanto a um grande cuidado que se deve tomar para operá-la, a fim de coibir um hábito inadequado que é comum aos motociclistas que aprenderam a dirigir a partir de motocicletas com motores a combustão.

Segundo consta em vários pontos do manual do proprietário da motocicleta Xero S / DS 2010, ao frear, o acelerador já deverá estar retornado na posição neutra, enquanto também se deve usar apenas o freio (em geral, o traseiro) quando se está parado em um aclive, sendo altamente recomendável não se segurar a motocicleta usando aceleração parcial, pois esse hábito de condução é conhecido por causar as avarias mais comuns do motor elétrico (o motor Agni 95-R controlado pelo Alltrax AXE, causando (bastante frequentemente) a queima do coletor desse motor escovado original da motocicleta.

Com a adaptação de sensores de freio adequados em ambos, dianteiro e traseiro, com seus contatos atuando em uma associação em paralelo (perfazendo uma função lógica “ou”), então informa-se ao controlador Kelly KEB, tanto da ocorrência do acionamento do freio dianteiro, quanto do freio traseiro, a fim de que o controlador tome de imediato a ação correta: o interruptor do sensor de freio é usado para iniciar a Função Regen.

Mesmo que a Função Regen esteja desabilitada na configuração de parâmetros do controlador, ele ainda assim precisa ser informado sobre a ocorrência de frenagem a fim parar de enviar energia ao motor. Entretanto, por não poder aumentar custos, no caso, optou-se por aproveitar os sensores de freio originais da motocicleta Zero DS 2010 (mesmo eles não sendo os mais adequados).

Desse modo, criamos uma derivação a partir do mesmo sinal (de 12 V) que comanda o acendimento da luz de freio para acionar, também, um relé extra. O ponto da derivação a ser feita pode ser encontrado seguindo-se a fiação a partir do ponto imediatamente após o Fusível D, até localizar o ponto que fica imediatamente após a associação paralela dos Brake Switchs dianteiro e traseiro. Assim, a derivação a ser feita conduzira o sinal da Luz de Freio para acionar a bobina do relê que está sendo adicionado ao sistema. Obviamente que o relé extra precisa ter a bobina para ser acionado com tensão nominal de 12 V e, por sua vez, um contato normalmente aberto desse relê é que servirá para produzir o sinal Brake_SW para o controlador de motor Kelly KEB.

Assim, quando algum (ou ambos) dos freios é acionado, a associação paralela dos brake switchs produz o sinal de Luz de Freio, o qual aciona a bobina do relé extra de 12 V que, por meio der seu contato N.A., liga a entrada Brake_SW do controlador para GND (RTN).

Apenas para comentar, antes de concluir esse sub-tópico, adaptar sensores de freio adequados, e de preferência fazê-lo de modo que não que requeira a troca das alavancas do sistema atual (por conta do sistema ser hidráulico), deve se tornar uma operação extra, mandatária para uma mais perfeita atualização da motocicleta Zero S / DS 2010, a fim de empregar de uma maneira ótima o novo conjunto motor / controlador.

Sensor de freio (Brake Switch) do tipo Hall com conector e cablagem padrão Bafang – Para adaptação em alavancas de sistemas de freios hidráulicos

Isso poderá ser feito, em um novo retrabalho, a ser realizado futuramente, porém, por enquanto, simplesmente aproveitaremos os sensores de freio que já hão no sistema (e incluiremos o relé extra). Não obstante o fato de já termos decidido por isso, ainda precisamos falar de uma outra maneira (ainda mais adequada e refinada) para comandar a função regen.
  • Brake_AN (Pino 6 do conector J2 do controlador Kelly KEB): Como o próprio nome já diz, é uma entrada do tipo Analógica (AN) para receber o sinal de um outro sensor de freio, diferente e além do sensor de freio do tipo interruptor (digital) que se conecta para a entrada Brake_SW. O sensor que se conecta a entrada Brake_AN deve ser um sensor que apresente uma resposta linear, variando em tensão, de 0 ~ 5 V, em função da quantidade de frenagem mecânica que é empregada pelo motociclista. O emprego desse sensor é mandatário para que se possa desfrutar do modo de ativação da função regen denominado 0 ~ 5V Analog Signal Variable Regen (o modo mais inteligente de se comandar a função regen em uma motocicleta).
Este sensor pode ser um elemento do tipo potenciômetro, no que ele se assemelha ao sensor Potenciômetro Throtlle, só que a função dele é informar ao controlador em a quantos graus está sendo puxada da alavanca de freio. Há a possibilidade do emprego, também, de alavancas de freio com sensor do tipo Hall ativo, um tipo de sensor de efeito Hall que tem resposta linear, adequado para detecção de variação de posição angular ou da posição linear, conforme o tipo de instalação, se na alavanca ou no cabo, quando a transmissão do freio é por cabo de aço.

A função dessa entrada é a de, exclusivamente, dosar a função regeneração, ou seja, controlar a intensidade da frenagem regenerativa, controlando, consequentemente, a corrente com a qual o pacote de bateria da motocicleta é recarregado durante a atividade da função regen.

Desse modo, quanto mais premida é uma alavanca de freio, maior deve ser a intensidade associada a função regen (exceto se, por já estar, de antemão, muito carregada, a bateria não puder receber de volta sobre si a corrente de regeneração). Salvo a exceção mencionada, o sinal analógico de tensão 0 ~ 5 V que chega a entrada Brake_AN do controlador do motor Kelly KEB é empregado para controlar uma corrente de regeneração que é variável de acordo com a intensidade de frenagem aplicada pelo piloto da motocicleta.

Apesar de que este é o tipo de controle de regeneração não foi o empregado nesse retrabalho da motocicleta Zero DS 2010 (pois ele iria requerer uma complicada e custosa troca / adaptação de sensores às alavancas de freio), é importante lembrar que ele é tanto o mais adequado para o sistema, quanto o mais suave para o motociclista, dentre todos os três possíveis métodos de controle da regeneração previstos para o controlador de motor Kelly KEB, principalmente para uma motocicleta tal como é a Zero DS.

Assim, somando tudo o que vimos até aqui, então sabemos que são três os possíveis métodos de controle da regeneração previstos pela configuração de parâmetros do controlador de motor Kelly KEB são:
  • Regeneração a partir do comando do interruptor de freio (que é o método sugerido para ser empregado nesse retrabalho da motocicleta, por ele não requerer nem a troca, nem uma adaptação mais complicada de nenhuma das alavancas de freio originais da motocicleta);
  • Regeneração a partir da liberação do acelerador;
  • Regeneração por corrente variável a partir de sinal analógico 0 ~ 5 V.


Algo Mais Sobre Frenagens em Motocicletas e a Função Regen:


Não apenas o manual do usuário da motocicleta S/ DS 2010, mas, vários outros artigos que falam sobre frenagem em motocicletas recomendam os freios dianteiro e traseiro devam ser aplicados em conjunto, com uma pequena quantidade a mais de frenagem na parte da frente.

A Honda, por exemplo, sugere diferentes posturas de frenagem em função dos cenários:
  • Em uma frenagem branda, a potência de frenagem do freio dianteiro será de aproximadamente 60% e do freio traseiro será de 40%;
  • Já, em uma frenagem de emergência, esta porcentagem será de 80% para o freio dianteiro e 20% para o traseiro.
Fato é que, se você acionar os freios bruscamente, as rodas tentem a travar (deixando de girar de repente) e, com isso, os pneus escorregarão sobre a superfície. Fato é que quando o pneu escorrega, o atrito entre ele e a pista se torna menor do que quando o pneu ainda está rodando, enquanto a velocidade é reduzida.

Assim, o atrito é algo que possibilita tanto a movimentação, como a frenagem da motocicleta, de modo que, na frenagem, se a moto derrapar, caracterizando perda de aderência do pneu na pista, não apenas a frenagem é prejudicada, mas, também, o equilíbrio do motociclista sobre a moto.

Contudo, o fato é que, seja o sistema de transmissão do freio por cabo ou hidráulico, a eficácia da ação anti bloqueio da roda fica por conta do controle exercido totalmente pela habilidade das mãos e pés do motociclista, algo bastante difícil de ser realizado.

Já, quando o sistema opera a frenagem regenerativa, não significa apenas que estamos salvando parte da energia cinética do conjunto moto mais motociclista para convertê-la em energia elétrica de volta a bateria, mas, também, melhorando muito a performance de frenagem, reduzindo a distância total de parada, por conta da adição da assistência do freio motor, como ela ajuda, também, na função ABS (anti bloqueio da roda) aumentando a segurança, quando o sinal Brake_AN é empregado para controlar a corrente variável de regeneração de acordo com a intensidade de frenagem aplicada pelo motociclista.

Contudo, a realização da frenagem regenerativa pode, eventualmente, falhar caso ocorra da bateria já estar com plenamente carregada (não aceitando mais receber corrente de carga). Nos veículos que são dotados da função regeneração, o BMS (e, de modo redundante, também o Carregador Embarcado) provê o bloqueio do carregamento da bateria a fim de poupar as células de Li-íon de uma eventual sobrecarga.

Veja Também:




Motocicleta Zero DS 2010 - Modificada e Emplacada com Certificado de Segurança Veicular (Parte 3/4)



O Chevy Volt, O Chevy Bolt e ... Oopsss ... O Chevy Jolt ??



Unidade de Acionamento de E-Bikes Pedelec e Potência sob Demanda - Parte 3/3


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