Tecnologias

Desde o final da década de 1990 estamos a assistir a uma mudança tecnológica no setor automóvel, que tem vindo a passar de um domínio do veículo a combustão interna para uma mobilidade elétrica. Essa transição tem sido caracterizada pelo desenvolvimento de tecnologias intermédias, o veículo híbrido, sendo que atualmente uma parte da mobilidade começa já a ser assegurada por tecnologias de propulsão 100% elétrica, para além das tecnologias híbrido plug-in e o veículo elétrico com extensor de autonomia. Espera-se que num futuro próximo os veículos elétricos a pilhas de combustível tenham um papel crescente no contexto da mobilidade elétrica.

Híbrido

Os veículos híbridos (também conhecidos pela designação HEV, do inglês Hybrid Electric Vehicles) dispõem de motorização por combustão interna (mais frequentemente a gasolina, mas também a gasóleo) e de motorização elétrica, como parte de um sistema propulsor da tração das rodas capaz de funcionar de diversas formas:

  • Em série, em que as rodas se movimentam apenas por ação direta do motor elétrico,
  • Em paralelo, em o motor elétrico e o motor de combustão podem acionar em simultâneo a tração das rodas, ou
  • Em série e paralelo, em que tanto o motor elétrico como o motor de combustão podem acionar diretamente, de forma independente ou simultânea, a tração das rodas.

Estes veículos não dispõem de um sistema que permita carregar a bateria através de ligação a uma fonte externa de energia, como a rede elétrica. A bateria pode ser recarregada apenas através da travagem regenerativa ou da geração de eletricidade pelo motor de combustão interna.

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Híbrido plug-in

O veículo híbrido plug-in (também conhecido pela designação PHEV, do inglês Plug-in Hybrid Electric Vehicle) é muito semelhante a um veículo híbrido com a grande diferença da bateria elétrica poder ser carregada através de uma ligação à rede elétrica. Esta característica faz com que já seja considerado um veículo elétrico. Além disso a capacidade de armazenamento de energia da bateria é substancialmente maior permitindo, em geral, uma autonomia de condução em modo 100% elétrico (isto é, sem qualquer intervenção do motor de combustão) até 50 quilómetros. Essa é a distância média percorrida diariamente por um automobilista europeu, que será assim suficiente para as deslocações diárias de grande parte dos automobilistas, que recorrerão ao motor de combustão interna apenas em alturas mais pontuais de grandes viagens.

A presença do motor de combustão interna dá uma vantagem ao condutor, em relação aos veículos puramente elétricos, tendo em conta a atual rede de carregamento de veículos elétricos, que ainda não está completamente disseminada por todo o território nacional. Desta forma, se o condutor não tiver onde carregar a bateria elétrica, pode utilizar o motor de combustão interna a gasolina ou gasóleo, garantindo que chegará ao seu destino.

100% elétrico

Veículo propulsionado por um ou mais motores elétricos alimentados por baterias recarregáveis através de ligação à rede elétrica, não utilizando qualquer tipo de combustível, isto é, sendo 100% elétrico (também conhecido com a designação EV, do inglês Electric Vehicle).

É expectável que a configuração dos veículos 100% elétricos venha a evoluir no sentido de incorporar motores elétricos relativamente pequenos em todas as rodas, associados a componentes eletrónicos que façam a gestão integrada da potência fornecida a cada roda.

Além disso, a tecnologia da própria bateria elétrica continuará a evoluir, trazendo certamente designs com maior capacidade de armazenamento e mais económicos do que o atual paradigma dominado pelas baterias de iões de lítio.

Atualmente, as baterias eletroquímicas de iões de lítio constituem a única forma viável de armazenamento de energia para os veículos elétricos. No entanto novas tecnologias estão a ser testadas para aumentar a autonomia dos veículos elétricos, reduzir a sua dimensão e reduzir também o peso ambiental que a produção de baterias elétricas tem atualmente.

Outro objetivo é a diminuição do custo das baterias, atualmente acima de 200€/kWh, para um valor expectável de cerca de 100€/kWh no futuro próximo, o que tornará o preço de aquisição de um veículo 100% elétrico competitivo relativamente aos veículos convencionais.

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100% elétrico com extensor de autonomia

Este tipo de veículo elétrico (também conhecido pela designação E-REV, do inglês Extended-Range Electric Vehicle) é idêntico a um veículo 100% elétrico (ver abaixo) mas com a diferença de possuir um gerador constituído por um motor de combustão interna de baixa cilindrada, com a única função de carregar a bateria elétrica, e deste modo aumentar a autonomia. A bateria não precisa por isso de ter tanta capacidade de armazenamento como no caso de um veículo 100% elétrico. Mesmo assim tem mais capacidade que a bateria de um veículo híbrido plug-in. O veículo 100% elétrico com extensor de autonomia é propulsionado unicamente pelo motor elétrico, numa configuração semelhante à de um veículo híbrido em série.

No fundo, a motivação por detrás do desenvolvimento quer dos veículos híbridos plug-in quer dos veículos elétricos com extensor de autonomia, é a mesma, e pretende vir ao encontro das limitações atuais das baterias elétricas, assegurando um complemento à sua capacidade, aumentando a autonomia dos veículos.

Elétrico a pilha de combustível

Um veículo elétrico a pilha de combustível (também designado como FCEV, do inglês Fuel Cell Electric Vehicle) inclui um sistema, a pilha de combustível, capaz de gerar eletricidade a partir da combinação de hidrogénio armazenado no veículo, com o oxigénio da atmosfera, tendo como subprodutos calor e vapor de água. A eletricidade produzida é utilizada para alimentar o motor elétrico, o qual, à semelhança de um veículo 100% elétrico, efetua a tração das rodas.

O excedente de eletricidade gerado pela pilha de combustível e a eletricidade produzida pelo sistema de travagem regenerativo vão carregar uma bateria elétrica de baixa capacidade, que alimenta também o motor.

Apesar das muitas semelhanças com um veículo 100% elétrico, o nível de autonomia e o processo de abastecimento de combustível destes veículos é mais parecido com o de um veículo convencional.

Existem outras opções tecnológicas que permitem o uso de diferentes combustíveis, como a gasolina, metanol ou etanol, que são convertidos em hidrogénio, que vai alimentar a pilha de combustível, mas estas soluções continuam a ter associadas a emissão de poluentes, incluindo de dióxido de carbono. Assim, a opção ambientalmente mais favorável consiste na instalação de centrais de produção de hidrogénio a partir de água utilizando energias renováveis e de redes de armazenamento e distribuição de hidrogénio.

Em Portugal existem já planos para os primeiros dois postos públicos de abastecimento de hidrogénio, em Lisboa e no Porto.

Síntese das características dos diversos tipos de tecnologias de veículos elétricos.
QUADRO COMPARATIVO

LEGENDA