Carros elétricos a 800 Volts com mais autonomia e potência

Investigadores e indústria automóvel de carros elétricos avança com sistemas baseados em baterias de 800 Volts, em vez dos 400 Volts atuais. A alta voltagem leva a motores mais leves, menor perda de energia, carregamentos mais rápidos e maior alcance.

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Carros elétricos a 800 Volts com mais autonomia e potência
Carros elétricos a 800 Volts com mais autonomia e potência. Foto: DR

Os resultados mais recentes da investigação em veículos elétricos mostram que o uso de baterias de 800 volts exige motores mais pequenos, mais leves e mais ecológicos. Os carros com estas baterias necessitam de menos tempo para carga e possuem maior autonomia para longas distâncias com uma única carga.

As vendas de veículos elétricos estão lentamente a ganhar força na Europa, à medida que as principais marcas como Volkswagen, BMW, Fiat, Opel e Hyundai começam a lançar modelos suportados apenas em baterias.

Mas, apesar da pressão de muitos Governos ameaçando proibir as vendas de novos carros a gasolina e a diesel nas próximas duas décadas, a favor de veículos totalmente elétricos, a tecnologia existente em veículos a bateria restringe aventuras dado o elevado tempo necessário para recarregar a bateria, em comparação com os tempos de reabastecimento nos carros com motores de combustão. Este é grande constrangimento que continua a prejudicar as hipóteses dos carros elétricos se tornarem populares, em breve.

Para muitos observadores da indústria os veículos elétricos com bateria a 800 volts, ao contrário dos 400 volts atuais, podem finalmente levar os veículos elétricos para um novo nível de competição e poderem substituir os veículos de combustão. Uma transição necessária à medida que a Europa se esforça para combater as alterações climáticas.

Peter Wells, do Centro de Investigação da Indústria Automóvel da Universidade de Cardiff, referiu: “Como geralmente é o caso com opções de tecnologia ‘premium‘ na indústria automóvel, podemos esperar uma transferência rápida para o mercado decorrente de pressões competitivas. Em alguns casos, os fabricantes têm projetado a capacidade de migrar de 400 volts para 800 volts, à medida que os custos diminuem e a competitividade passa a exigir esses sistemas.”

Entre as empresas que já adotaram a tecnologia de 800 Volts está a marca de carros desportivos Porsche, do Grupo Volkswagen, que instalou bateria de 800 volts no carro desportivo Taycan, totalmente elétrico, que foi lançado em 2021. Para Otmar Bitsche, diretor de e-mobilidade da unidade de investigação e desenvolvimento do fabricante, os motivos para optar pela unidade de maior potência são claros: “Menor peso, maior eficiência e carregamento mais rápido” são os principais benefícios dos sistemas de 800 Volts.

O tempo de carregamento pode ser bastante reduzido com o uso de carregadores rápidos, capazes de operar até 270 Kilowatts. “Se o carregador fornecer 800 volts e um mínimo de 300 Amperes, o Taycan pode carregar de 5% a 80% em 22,5 minutos. Os carregadores de 400 Volts normalmente fornecem apenas 50 Kilowatts. A mesma capacidade de carga precisaria de 90 minutos”, explicou Otmar Bitsche.

O veículo desportivo baseado em 800 Volts tem um alcance de 420 quilómetros entre cargas. Embora não tenha uma autonomia muito maior que os sistemas de 400 volts como o I-Pace da Jaguar, que pode cobrir 354 quilômetros com uma única carga, o uso de um sistema de 800 volts aumenta consideravelmente as possibilidades de aumentar essa autonomia em veículos elétricos.

Uma das vantagens é que os sistemas elétricos de 800 volts permitem uma maior retenção de energia, que normalmente é perdida pelo calor gerado durante o processo de carregamento. Um sistema de alta tensão permite que seja usada uma corrente mais baixa no carregamento da bateria, bem como reduz o superaquecimento e melhora a retenção de energia no sistema.

Os sistemas de maior tensão também oferecem uma série de vantagens importantes de economia de peso e massa. Os motores elétricos são muito mais simples do que os motores de combustão em construção. Os motores têm um rotor, que gira em resposta a um campo magnético giratório criado pela eletricidade da bateria. Para conseguir isso, os sistemas elétricos costumam usar até quatro vezes a quantidade de cobre que se encontra nos motores de combustão. O uso de sistemas de alta tensão pode fazer com que a quantidade de cobre usada nos motores seja significativamente reduzida.

Michael Burghardt, gestor sénior de projeto da AVL, uma empresa alemã que desenvolve e testa tecnologia de força para carros e caminhões, referiu: “Tensões mais altas significam menos corrente e menos corrente significa menos cobre no carro. Menos cobre significa menos peso, e essa é a meta que procuramos”.

O especialista está a colaborar com o projeto de investigação da União Europeia, Drivemode, que procura desenvolver um sistema de transmissão modular compacto e altamente eficiente para carros totalmente elétricos, que usa a energia armazenada do veículo de forma mais eficiente por meio de um sistema elétrico de alta tensão.

Além de reduzir o peso dos motores, um sistema de 800 volts tem a vantagem adicional de reduzir também a sua massa. Como a voltagem mais alta permite que os motores funcionem a velocidades de 20.000 rpm, o que é mais do dobro dos de 400 volts, têm melhor densidade de potência.

“Em geral, o tamanho do motor é definido pela capacidade de torque”, esclareceu Otmar Bitsche, o que significa ao remover o torque da equação permite que os motores sejam de muito menor dimensão. Motores menores de alta velocidade podem pesar menos de 25 quilos, e assim, reduzem o peso total do veículo, permitindo que se desloque a maiores distâncias com uma única carga.

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