Os carros elétricos estão ficando famintos de energia?

Pouco antes, os motores de combustão interna que produziam 150-200 cv eram considerados veículos de alto desempenho, muitas vezes ostentando rótulos como GTi, TypeR e S.

No domínio ICE, os carros normalmente começam com números de potência modestos, e os aumentos para maior produção são geralmente incrementais. A ascensão dos veículos elétricos está prestes a mudar drasticamente essa dinâmica.

Embora os veículos elétricos ofereçam uma gama menor de modelos do que os carros ICE, as suas classificações de potência já estão a atingir níveis extraordinários. O que impulsiona essa tendência? Esse desempenho extremo é justificado? Vamos explorar.

O cenário EV

Os veículos elétricos básicos agora entregam entre 150 e 200 cavalos de potência. Estamos testemunhando sedãs voltados para a família, como o Tesla Model S Plaid e o Lucid Air, gerando níveis de potência que rivalizam com os de um carro de Fórmula 1. Mesmo o Tesla de menor potência, o Modelo 3, produz 325 cavalos de potência com valores de torque semelhantes a um motor V8 de aspiração natural de 4,2 litros.

Os veículos elétricos democratizaram com sucesso o torque, a potência e o desempenho geral. Em toda a história da indústria automóvel, este nível de capacidade nunca antes esteve acessível aos compradores de rendimento médio.

Quero destacar a importância do torque aqui. Embora no passado fosse possível encontrar saídas de alta potência a preços razoáveis, o alto torque sempre foi proibitivamente caro. A geração de torque substancial em um motor de combustão interna normalmente requer grande cilindrada, indução forçada ou uma combinação de ambos, recursos normalmente reservados para veículos de luxo fora do alcance da maioria dos consumidores.

No mundo dos veículos elétricos, o torque máximo é uma propriedade inerente ao motor. É abundante e, o que é crucial, está disponível imediatamente. Precisa de mais? Basta instalar um motor adicional no eixo oposto e o requisito será atendido.

Você precisa de mais torque em um ICE? Você precisa adicionar mais cilindros. Se você superar a barreira dos 4 cilindros, as coisas começam a ficar mais caras porque você precisa de mais de tudo. Num V6 normalmente são necessárias 4 árvores de cames, 24 válvulas, talvez dois turbos. Você entendeu.

Mas por que o torque é tão importante? Bem, o torque informa quanta potência você tem em qualquer RPM e isso é muito importante em uma aplicação de alto peso, como um carro, porque também informa sobre a elasticidade do motor e sua capacidade para aceleração intermediária, como 30-70 km/h, 60-100 km/h etc.

Para o motorista comum, o torque é a primeira coisa apreciada. Na tabela a seguir, ICE e EVs são comparados nas saídas de potência a 1.500 rpm. Explica facilmente a diferença real de aceleração entre os dois tipos de propulsão.

Quanta energia é necessária?

Não existe uma solução única e definitiva para esta investigação. No entanto, podemos estabelecer cenários específicos para avaliar a produção de energia necessária. Selecionamos três cálculos: a potência necessária para manter uma velocidade constante de 130 km/h, limite padrão da rodovia; a potência necessária para atingir a velocidade máxima de um veículo elétrico específico; e a potência máxima teórica derivada das capacidades de pico de produção do veículo.

A necessidade de energia a 130 km/h serve como um indicador chave da eficiência total do veículo, sendo o desempenho aerodinâmico um factor crítico nesta equação.

Embora a aerodinâmica também influencie a velocidade máxima, os dados subsequentes também ilustram o quão conservadoramente as velocidades máximas destes veículos são limitadas.

A tabela final é puramente um exercício conceitual. As velocidades máximas teóricas listadas assumem perfis aerodinâmicos inalterados, uma condição que pode não ser verdadeira em condições práticas. Além disso, na realidade, os motores eléctricos só conseguem sustentar a sua potência máxima durante uma questão de segundos.

O desafio da frenagem

Alta potência e torque são certamente desejáveis, especialmente quando vêm com um aumento modesto no custo (tanto na fabricação quanto no consumo de energia), mas o aspecto mais problemático da alta potência é o seu controle. Um objeto que acelera rapidamente também deve ser capaz de desacelerar rapidamente.

Os VEs combinam alta velocidade com massa substancial, criando um desafio significativo para os seus sistemas de travagem. Felizmente, os veículos elétricos estão equipados com dois mecanismos de travagem distintos.

A resposta inicial vem do próprio motor. Para taxas de desaceleração de até 0,3 G, os freios hidráulicos convencionais normalmente permanecem inativos. Quando é necessária uma maior desaceleração, os freios hidráulicos são acionados. A principal dificuldade – e a maior dor de cabeça – reside na combinação desses freios.

Alcançar o equilíbrio certo entre os dois sistemas de travagem exige uma afinação meticulosa para proporcionar o desempenho e a sensação de pedal que os condutores esperam. Em termos de desempenho, a tecnologia moderna permite a máxima potência de travagem através da utilização de materiais sintéticos de última geração, como rotores de carbono-cerâmica. Embora os veículos eléctricos pesados ​​beneficiassem claramente desta capacidade, o preço elevado continua a limitar a implementação ampla.

Observações finais

É evidente que os níveis de potência dos veículos elétricos convencionais aumentaram dramaticamente. O enorme binário que os motores elétricos geram a partir da paralisação confere aos veículos elétricos características de aceleração comparáveis ​​às dos supercarros, tanto em velocidades médias como a partir de velocidade zero.

Esses avanços resultam da arquitetura comparativamente simples de um motor elétrico versus um motor de combustão interna, bem como da relativa facilidade de aumentar a potência do motor. No entanto, os carros eléctricos tendem a pesar mais do que os seus equivalentes ICE, o que afecta negativamente o desempenho da travagem, particularmente em situações dinâmicas.

Os carros elétricos têm travagem regenerativa para auxiliar no esforço crucial de redução da velocidade do veículo, mas a sensação e o desempenho da travagem certamente poderiam ser melhorados.

As tabelas acima mostram claramente que a potência dos carros elétricos, tendo em consideração as suas velocidades máximas limitadas, é exagerada. Talvez nos próximos anos, quando os carros eléctricos se tornarem mais leves através de tecnologias avançadas de baterias, veremos uma redução na produção de energia dos veículos eléctricos. Afinal, quem precisa de 1000 cv em uma via pública?