Ampliar a autonomia dos veículos elétricos é um dos desafios mais cruciais para a indústria automobilística global, uma vez que os sistemas de climatização desses carros consomem parte significativa de sua energia.
De acordo com o Optemus, projeto de pesquisa financiado pela União Europeia (UE), uma bomba de calor compacta que utiliza apenas 50 gramas de propano (R-290) como fluido refrigerante deve ajudar o setor a superar esse obstáculo.
O protótipo do equipamento foi testado num Fiat 500e. Os pesquisadores compararam seu desempenho usando um carro semelhante rodando com um sistema de ar condicionado com o hidrofluorcarbono (HFC) R-134a, fluido refrigerante de alto impacto climático ainda utilizado na maioria dos automóveis.
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Os pesquisadores estabeleceram 140 quilômetros como a distância de referência a ser percorrida pelos veículos. Quando o ar-condicionado foi ligado, o carro com R-134a percorreu 115 km no teste, uma distância 18% menor que a linha de base. Com o aquecedor funcionando, a autonomia foi reduzida para 90 km, ou seja, 36% menor que a distância de referência.
Já o carro com R-290 registrou um aumento de autonomia de pelo menos 44 km (38%) com o ar-condicionado ligado e de 63 km (70%) com o aquecedor funcionando, segundo o site do projeto.
“A avaliação combinada de protótipos virtuais e reais e de desempenho do veículo com R-290 mostrou redução de 32% no consumo de energia para resfriamento de componentes e economia de 60% para conforto do passageiro, além de 15% adicionais disponíveis para tração”, revela a pesquisa.
Sistema inovador
A nova unidade de refrigeração compacta (CRU, em inglês) para veículos elétricos possui o tamanho de uma bateria de 105 Ah e foi projetada para gerenciar o aquecimento e arrefecimento dos veículos, incluindo sua bateria.
A CRU é a parte central da bomba de calor. Ela é formada por um compressor elétrico com um deslocamento de 34 centímetros cúbicos, dois trocadores de calor de água-refrigerante de alumínio (condensador e evaporador) e uma válvula de expansão termostática (TXV).
De acordo com o Optemus, o protótipo foi testado e avaliado em uma bancada de testes, o que comprovou o desempenho e a eficiência do sistema, além do menor nível de ruído.
Um cientista ligado ao projeto destaca que a carga de 50 g de R-290 está abaixo dos limites internacionais e, portanto, permite uso seguro da substância.
O refrigerante inflamável (A3) de baixo potencial de aquecimento global (GWP) também tem boa compatibilidade com os componentes e a carga baixa permite o uso de pequenos trocadores de calor e extensões de tubulação, diz o Optemus.
O projeto também propõe a adoção de rotas ecológicas, aconselhando os motoristas a utilizar caminhos mais eficientes em termos de energia em seu dia a dia.
Acelerar e frear são levados em conta, para que o carro use o mínimo de energia possível, aumentando ainda mais a autonomia dos veículo elétricos.
Juntas, as ações propostas podem aumentá-la em 14% em condições normais de uso com o ar-condicionado e o aquecedor desligados.
