Automóveis (mais ou menos) Híbridos
A conclusão é agora praticamente unânime: o automóvel do futuro (próximo) vai ser elétrico. Até porque muito dificilmente a indústria automóvel irá conseguir cumprir as cada vez mais rigorosas metas de emissões de gases poluentes sem recorrer a algum tipo de eletrificação. Mas a esperada democratização dos carros eléctricos tem ainda pela frente alguns desafios importantes, desde as dificuldades relacionadas com a mudança de paradigma que isso representa e as limitações práticas para a sua adoção plena pelos consumidores como é o caso da autonomia e da rede de carregamento eléctrico, até à decisiva questão do preço: de facto, a opção por um veículo eléctrico pode significar ainda um investimento inicial superior ao de um veículo equivalente com motorização tradicional, além da sua produção em larga escala continuar a ser muito dispendiosa para os industriais. Daí os híbridos...
É exatamente por isso que o mercado aposta forte nas soluções intermédias, isto é na hibridização dos automóveis, um conceito que junta os benefícios e atualidade da propulsão eléctrica ao lado prático de um motor a gasolina ou gasóleo. Não admira, pois, que a eletrificação do automóvel passe obrigatoriamente pelas soluções híbridas. Sim, soluções, no plural, porque na realidade não existe um único conceito de veículo híbrido, antes várias configurações de hibridização, cada uma delas concebida como solução para diferentes tipos e graus de necessidade. Vamos então descobrir, neste pequeno e resumido guia prático, os diferentes tipos de automóveis mais ou menos híbridos que hoje conhecemos... Mas comecemos pelo princípio: afinal, o que é um carro híbrido?... Híbrido designa um veículo automóvel que utiliza dois tipos distintos de propulsão, geralmente um motor de combustão interna associado a uma bateria elétrica, combinando (de modo automático e/ou por opção do condutor) as duas fontes de energia de modo a conseguir otimizar (reduzir ao máximo) emissões e consumo, que é afinal o grande objetivo do recurso a esta tecnologia. Contudo, para se chegar a esse objetivo existem hoje disponíveis, na realidade, não uma mas sim várias tecnologias e diferentes tipos e configurações de automóvel híbrido. E desde veículos híbridos puros até automóveis híbridos que na verdade não são "100% híbridos". Híbrido: ligar ou não à tomada... Genericamente, e como já todos sabem, um veículo híbrido combina as vantagens (como a potência e as vantagens práticas, por ser ainda uma tecnologia de ampla utilização e alcance) de um motor de combustão interna (a gasolina ou gasóleo) com a economia de um motor elétrico.
A designação PHEV (de 'Plug-in Hybrid Electric Vehicle') refere um veículo híbrido elétrico cujas baterias podem ser recarregadas através de ligação a tomada da rede elétrica.
E os automóveis verdadeiramente híbridos dividem-se em dois grandes grupos: os HEV e os PHEV. Os HEV (do inglês 'Hybrid Electric Vehicle') foram os precursores da tecnologia híbrida e caracterizam-se pelo carregamento automático, ou 'self charging hybrid' como promove o construtor Toyota (a quem geralmente mais se associa esta tecnologia, bem presente nos híbridos das marcas Toyota e Lexus): o sistema combina motor a gasolina e motor elétrico, carregando a bateria de modo automático através da travagem regenerativa e alternando entre os dois de forma impercetível enquanto se conduz de modo a proporcionar uma redução no consumo de combustível e nas emissões CO2; geralmente, no arranque, na condução a uma velocidade reduzida e em situações de trânsito (para-arranca) o motor elétrico assume as despesas, otimizando o consumo e proporcionando zero emissões; à medida que se começa a acelerar, o motor de combustão entra em ação e as duas fontes de energia podem trabalhar em conjunto; ao reduzir a velocidade e ao travar, é o motor elétrico que faz quase todo o trabalho de travagem ao funcionar em sentido inverso, atuando como um gerador e começando a recarregar a bateria; a bateria recarrega-se assim eficazmente a si própria durante a condução. Já a designação PHEV (de 'Plug-in Hybrid Electric Vehicle') refere um veículo híbrido elétrico cujas baterias ou outro dispositivo de armazenamento de energia podem ser recarregadas através de ligação a tomada da rede elétrica. Nesta tecnologia alternativa, atualmente divulgada entre a maioria dos fabricantes com opções híbridas no seu catálogo, o motor convencional é geralmente apoiado por um motor elétrico, podendo os dois funcionar isoladamente ou em conjunto em função da tecnologia do sistema e também do tipo de utilização (se em cidade ou estrada, se em condução mais económica ou se é necessário mais potência...); neste caso, a capacidade de armazenamento de energia é geralmente maior, com recurso a baterias de iões de lítio que podem ser recarregadas (além de parcialmente através do sistema regenerativo, que faz com que a energia cinética – energia que o veículo possui devido ao seu movimento – seja transformada em energia elétrica) em pontos de carga específicos (rede pública ou privada de carregamento elétrico) ou numa vulgar tomada doméstica. Existem ainda sistemas híbridos que preveem um pequeno motor de combustão como recurso para carregar a bateria elétrica, de modo a permitir estender a autonomia do veículo.
Semi-híbridos, ou a revolução dos 48V... Mas, além dos híbridos propriamente ditos, há outras soluções intermédias de hibridização, mais económicas: os sistemas ditos "semi-híbridos"... Um automóvel "semi-híbrido" (também chamado "híbrido leve", "híbrido ligeiro", ou 'mild hybrid' do original inglês) é uma solução tecnológica que recorre a um motor/gerador elétrico (geralmente a 48 V) que entra em funcionamento em situações como as de 'stop/start' e aceleração em subida de modo a assistir o motor de combustão interna que propulsiona o automóvel, maximizando assim a eficiência do sistema e reduzindo o consumo e as emissões. Não se trata, realmente, de um automóvel híbrido, pois não tem um motor elétrico capaz de fornecer energia às rodas de forma exclusiva. O seu funcionamento baseia-se tipicamente na recuperação da energia normalmente desperdiçada na desaceleração, utilizando um motor de arranque/gerador acionado por correia e o armazenamento dessa energia numa bateria incorporada sob o piso do veículo. A alternativa representada pela tecnologia "semi-híbrida" das baterias de 48 volts, mesmo sem um verdadeiro motor-propulsor elétrico, ajuda a reduzir os consumos de combustível (e as emissões), poupando ainda o motor quando são ativados certos elementos do carro, que consumiriam demasiada energia em alguns casos. Estima-se que lá para 2025 pelo menos um em cada cinco automóveis vendidos em todo o mundo deverão estar equipados com esta solução tecnológica, que alia eficiência no desempenho energético à economia de custos face aos híbridos "integrais". Considerada por diversos construtores e seus parceiros industriais como um passo importante na estratégia de eletrificação dos sistemas de propulsão, esta nova tecnologia semi-híbrida associada aos sistemas elétricos a 48 volts anuncia-se como uma solução simples, eficiente e económica para ajudar a cumprir o objetivo de reduzir o consumo e as emissões, sendo previsível a sua progressiva aplicação a um número crescente de novos modelos de automóveis.
Um sistema "semi-híbrido" é uma solução tecnológica que recorre a um motor/gerador elétrico (geralmente a 48 V) que entra em funcionamento em determinadas situações de modo a assistir o motor de combustão interna.
Modos de assistência híbrida... As soluções e funcionalidades "semi-híbridas" que recorrem essencialmente ao pequeno motor elétrico integrado com tecnologia 48 V são já muitas e diversificadas, com um número crescente de marcas a apostarem nelas como modos de assistência híbrida para reduzir consumos/emissões e nalguns casos também para aumentar performances. Como é – por exemplo – o caso da Renault, com o sistema 'Hybrid Assist', tecnologia própria que assenta num motor-gerador elétrico e em duas baterias: uma bateria secundária de 12 V, para fornecer a energia necessária para o funcionamento de equipamentos como luzes, limpa-vidros e ABS; e uma bateria de tração, de 48 V, localizada sob o piso traseiro e que não requer manutenção, com capacidade de armazenar a energia recuperada durante as fases de desaceleração, energia essa que é utilizada pelo sistema híbrido para fornecer binário adicional ao motor, funcionando o sistema na prática como um "apoio elétrico" ao motor térmico e resultando isso diretamente numa melhoria de desempenho e redução de emissões e consumo. Ou – outro exemplo – da Mercedes-Benz, com a tecnologia de eletrificação designada 'EQ Boost', na qual o motor de arranque/alternador integrado ou acionado por correia – dependendo da versão do motor – é responsável por funções híbridas, como 'boost' ou recuperação de energia, enquanto permite economia de combustível, oferecendo isso sem que tenha de se recorrer a um mais complexo sistema elétrico de alta tensão. Os benefícios trazidos por estas tecnologias que também poderemos integrar entre as soluções do tipo "semi-híbridas" são evidentes... Para começar, e o mais importante, melhora o consumo de combustível, logo também o nível de emissões CO2, que é afinal o grande objetivo do recurso a sistemas semi-híbridos ou semi-eletrificados. E isso é conseguido justamente pelo menor esforço exigido ao motor de combustão graças à assistência trazida pelo sistema 48 V e compressor elétrico auxiliar integrado. Além de reduzir o consumo e as emissões CO2, estas soluções podem permitir ainda o reforço do conforto e do desempenho, potenciando as performances do motor convencional. Para uma melhor gestão do funcionamento do sistema e maximização da eficiência, estas soluções que adicionam um dispositivo elétrico do tipo 'Hybrid Assist' ao motor a gasolina/gasóleo podem prever também a possibilidade de regeneração de energia quando em desaceleração e na travagem.
E os micro-híbridos... Neste resumo do que são automóveis (mais ou menos) híbridos, consideremos ainda aquilo que se pode designar por solução "micro-híbrida". Este tipo de sistema híbrido recolhe e armazena a energia normalmente perdida durante a desaceleração do veículo e volta a aplicá-la de forma inteligente para auxiliar o motor. Veículos ditos "micro-híbridos" são assim aqueles que recorrem tipicamente a um sistema elétrico alimentado por bateria a 12 V para funcionalidades de assistência híbrida mais limitadas, como no para-arranca, poupando assim o motor térmico. Esta solução é, por assim dizer, o grau mais baixo na escala de hibridização de um automóvel, distinguindo-se dos semi-híbridos por não funcionar como auxiliar direto do motor na propulsão do veículo, e tem como principal vantagem, graças às suas características, melhorar a economia ao nível de consumo de combustível (estima-se essa economia em pelo menos 10%), bem como reduzir as emissões.