O Fantasma do EV-1 Passado.
Em 1996, a General Motors lançou o EV-1 nos showrooms da Saturn na Califórnia e no Arizona. Era pura eletricidade. Emissões zero. Zero gás. Durante sete anos, mais de 1.000 desses sedãs elegantes foram alugados para os primeiros usuários que queriam escapar da bomba. Então a GM desligou a tomada. O consenso? A demanda do consumidor foi fraca. A tecnologia da bateria era primitiva. A maior parte da frota não acabou nas calçadas. Eles acabaram em caixas trituradoras.
Avancemos para o final dos anos 2000.
Os preços do gás dispararam. A densidade da bateria melhorou. E a GM está de volta ao jogo. Mas eles não estão repetindo a história. Eles estão mudando totalmente as regras com o Sistema de Propulsão E-Flex. Esta plataforma sustenta o Chevrolet Volt, um veículo elétrico híbrido plug-in (PHEV) previsto para chegar aos showrooms no final de 2010.
Зміст
Como o E-Flex difere dos híbridos tradicionais
A maioria das pessoas confunde o Volt com um híbrido padrão como o Toyota Prius. Eles não são iguais. A distinção é importante.
Com um híbrido padrão, o motor de combustão interna (ICE) está mecanicamente ligado às rodas. Ajuda a empurrar o carro, principalmente durante a aceleração. Sem o motor a gasolina, o motor elétrico não consegue fazer o trabalho pesado. É uma parceria.
“Nosso motor não está diretamente conectado às rodas e só liga quando a bateria está descarregada”, disse o porta-voz da GM, Dave Darovitz.
Os engenheiros da GM chamam a configuração do Volt de “giro revolucionário”. As rodas são acionadas exclusivamente por energia elétrica. Sempre. Mesmo quando o motor a gasolina está funcionando.
Aqui está o truque. O motor a gasolina atua como um extensor de autonomia. É um gerador estacionário de bordo. Assim que a bateria se esgota, o ICE gira. Não dirige o carro. Ele gera eletricidade para recarregar a bateria, que então alimenta o motor elétrico. Sem ligação mecânica. Sem embreagem. Apenas pura propulsão elétrica, apoiada por um gerador a gás.
A regra das 40 milhas
Por que essa configuração é importante para seu deslocamento diário?
Depois de ser conectado a qualquer tomada doméstica padrão durante a noite, o Volt oferece até 40 milhas (64 quilômetros) de autonomia totalmente elétrica. Isso é suficiente para a maioria dos deslocamentos diários. Você não queima gás. Você paga pela eletricidade.
Depois que esses 40 milhas terminam, o extensor de alcance entra em ação. O carro continua se movendo com energia elétrica. A bateria mantém a carga. Você nunca sente uma mudança na entrega de potência porque o sistema de transmissão nunca muda. É apenas um carro elétrico com um suprimento infinito de eletricidade.
Mas o que está alimentando essa bateria? E quanto isso realmente custará em comparação com um bebedor de gasolina?
A bateria E-Flex
Precisamos olhar sob o capô. Especificamente, no centro da plataforma E-Flex.
A bateria: levantamento pesado, perfil discreto
Estamos falando de um pedaço de química de íons de lítio de 400 libras aqui. 181 quilogramas de pura densidade de energia. Ele gera até 16 quilowatts-hora de eletricidade. Esse é o coração do sistema E-Flex.
Por que isso importa? Porque as tentativas anteriores de veículos elétricos estavam inchadas. Pegue o GM EV-1. Ele usou um pacote de chumbo-ácido. A potência era aproximadamente semelhante à que o E-Flex oferece hoje, mas o peso? A bateria EV-1 pesava cerca de 2.200 libras. Isso é quase uma tonelada a mais de peso morto.
A geometria das células faz a diferença. A maioria dos EVs daquela época usava células cilíndricas de íons de lítio. E-Flex fica plano. As células planas ocupam menos volume espacial. Você acumula mais energia na mesma pegada. O resfriamento também se torna trivial. O fluido flui através de uma superfície plana sem combater a turbulência.
Não é apenas um componente. É estrutural.
A bateria é muito grande para o compartimento do motor. Está embutido no chassi. Um trilho em forma de T vai do eixo dianteiro ao traseiro. A parte superior do T fica sob o banco traseiro do passageiro. Este posicionamento protege o pacote em caso de colisão. Também diminui o centro de gravidade.
Tony Posawatz, que mais tarde dirigiu a linha Chevrolet Volt, foi direto: “O coração e a alma da [plataforma E-Flex] é a bateria, com um veículo no topo”.
Os engenheiros sabem como aparafusar um motor. Eles sabem como ajustar uma transmissão. Mas integrar uma enorme bateria? Gerenciando o aquecimento, o resfriamento, os materiais exóticos? Esse era um território desconhecido.
Células de combustível de hidrogênio? Esse é um problema futuro. Falta infraestrutura. Carregamento elétrico? A grade já está lá. Posawatz observou a matemática com clareza: a eletricidade custa um ou dois centavos por milha. A gasolina custa dez centavos. A economia funciona sem esperar por novos gasodutos.
Dinâmica de condução e carregamento
A bateria E-Flex alimenta um motor elétrico. Este motor aciona as rodas dianteiras. O silêncio é a primeira coisa que você nota. Nenhum ruído de combustão. Apenas rugido de pneu.
A produção fica em torno de 120 quilowatts. Isso se converte em cerca de 160 cavalos de potência. Os números parecem modestos até que você se lembre de como os motores elétricos se comportam. Os motores de combustão interna precisam acelerar para atingir os picos de torque. Os motores elétricos fornecem torque instantâneo. Zero a 60 mph acontece em menos de 9 segundos.
Não parece um carro econômico. Parece um sedã esportivo V-6 saindo de um semáforo. A aceleração é imediata. Implacável.
A frenagem regenerativa desempenha um papel importante aqui. Quando você pisa no acelerador ou pisa no freio, o motor inverte a função. Torna-se um gerador. Ele captura energia cinética. Ele alimenta essa energia de volta para a bateria. A posição de montagem baixa da bateria ajuda na estabilidade durante essas manobras de alto G.
Carregar é mundano. Ele usa a mesma química de íons de lítio do seu laptop ou telefone. Apenas ampliado.
Conecte-o a uma tomada doméstica padrão de 110 volts. Qualquer tomada de cozinha funciona. A GM espera que a maioria dos usuários carregue durante a noite em suas garagens. Isso leva cerca de seis horas. Se você tiver um circuito de 220 volts, reduza esse tempo pela metade. Três a quatro horas.
Andrew Farah, engenheiro-chefe do Volt, queria desmistificar o processo. Os componentes são complexos. A experiência não é. Manter o carro funcionando é tão simples quanto ligar uma lâmpada. Há um plugue na lateral do carro. Você o conecta na parede. É isso.
O extensor de alcance E-Flex
No momento em que a carga inicial da bateria diminui, o extensor de alcance assume o controle. A GM chama assim, mas funcionalmente, é apenas um motor de combustão interna colocado na frente do veículo. No conceito Chevrolet Volt, é um motor 1.0 litro de três cilindros. Não aciona as rodas diretamente. Ele gira um gerador para manter a bateria carregada. O tanque de combustível comporta 12 galões.
O engenheiro Andrew Farah coloca isso claramente. A maioria dos veículos elétricos é simples. Bateria. Motor. É isso. Ficar sem carga? Você está empurrando. Na plataforma E-Flex isso não acontece. O motor a gasolina elimina a “ansiedade de autonomia” que faz os motoristas olharem para os medidores, calculando se têm energia suficiente para voltar para casa.
Você ainda precisa de gasolina. O carro roda até 40 milhas apenas com bateria. Depois disso? O motor a gás é acionado. Não é opcional se você quiser continuar andando.
O discurso da GM é agressivo. Eles afirmam que o motorista médio economiza 500 galões de combustível por ano. Quase nenhuma visita a postos de gasolina. Não há cronogramas típicos de manutenção do motor. Eles querem que você conecte o máximo possível para manter a bateria condicionada.
Flexibilidade de Combustível e Planos de Hidrogênio
Os engenheiros já estão olhando além da gasolina. O objetivo é um extensor de autonomia que funcione com gasolina ou misturas de etanol E85. Na Europa, estão a testar o diesel. Há também uma variante de célula a combustível de hidrogênio em desenvolvimento.
“Você usaria a célula de combustível na maior parte do tempo e a bateria nem tanto.”
Nessa configuração, você remove totalmente o extensor de alcance e o gerador. As células de hidrogênio ocupam seu lugar. A bateria desempenha um papel secundário. É uma arquitetura diferente, mas a filosofia E-Flex permanece.
Zero Emissões para o deslocamento diário
A GM quer que esses carros sejam limpos. Realmente limpo. Nos primeiros 40 quilômetros de condução, as emissões são zero. O motor elétrico não emite produtos químicos. Sem poluentes. Sem escapamento.
Assim que o motor entra em ação, a eficiência aumenta. Os engenheiros da GM estimam cerca de 50 milhas por galão com o extensor de alcance ativo. O carro-conceito prometia mais de 600 milhas de alcance. A versão de produção oferece cerca de 360 milhas. Por que a queda? Tanque de gasolina menor. Menos peso.
Funcionários da GM argumentam que a redução faz sentido. Darovitz perguntou por que alguém carregaria combustível que talvez nunca usasse. A maioria dos americanos não dirige mais de 640 quilômetros sem parar. Na verdade, a GM estima que mais de 75% dos passageiros dos EUA dirigem menos de 64 quilômetros por dia.
Se os veículos E-Flex atingirem seus alvos, esses passageiros nunca usarão uma gota de gasolina. Sem emissões prejudiciais durante a rotina diária. O tanque menor pode ironicamente aumentar os números gerais de economia de combustível, mesmo que você raramente o utilize. Mas se você decidir pegar a estrada? Você ainda consegue aqueles 50 mpg.
Então, quando você pode realmente comprar o Chevy Volt? E o que mais está no roteiro do E-Flex? O próximo capítulo contém os detalhes de preços e disponibilidade.
A plataforma E-Flex e o roteiro ambicioso do Volt
O Chevrolet Volt chegou ao Salão Internacional do Automóvel Norte-Americano de 2007 (NAIAS) como o carro-chefe da nova plataforma E-Flex da GM. Não era o EV-1. Isso era uma estranheza de dois lugares e duas portas. Este era um sedã compacto de quatro portas. Quatro assentos. A cabine poderia acomodar um cara de 1,80 metro na parte de trás. No entanto, não há assento central. Esse espaço foi para a bateria no chão. Manter o teto baixo ajudou no fluxo de ar. A aerodinâmica não era opcional. A GM precisava dessa economia de combustível para funcionar.
Chegar lá foi a parte difícil. A linha do tempo do Chevrolet Volt foi brutal. Os engenheiros queriam que os carros estivessem nas estradas no final de 2010. Isso significava testes massivos. A bateria tinha que ficar fria. Tinha que ser seguro. Teve que sobreviver a estradas esburacadas. E tinha que ser produzido em massa. Você não pode simplesmente construir um protótipo manualmente e torcer pelo melhor quando busca volume.
O preço foi outra dor de cabeça. A GM inicialmente lançou US$ 30 mil. Então as negociações ficaram confusas. Darovitz, porta-voz da GM, foi direto.
“O preço do Chevrolet Volt ainda não foi determinado.”
Eles estavam olhando para créditos fiscais do governo. Benefícios para o cliente. Subsídios. Custo de eletricidade versus economia de gasolina. Volumes iniciais. O preço estaria vinculado aos preços do gás no lançamento. Faz sentido. Se a gasolina custa US$ 5 o galão, a proposta de valor muda.
Além do Sedan: Opel Flextreme e Cadillac Provoq
Meses após a revelação do Volt, a GM lançou o Opel Flextreme. É o primo europeu. Um elegante hatchback de cinco portas. Mesmo coração. A mesma tecnologia E-Flex. Mas o extensor de alcance era diferente. Um motor turbodiesel de 1,3 litros. Não é um motor a gás de combustão interna. A maioria dos carros movidos a diesel na Alemanha. O território da Opel. Isto tornou o Flextreme mais adequado para as estradas europeias.
Depois veio o Cadillac Provoq. Entre no circuito de shows em janeiro de 2008. Um SUV. Mas usou um sistema E-Flex emparelhado com células de combustível de hidrogênio. Sem emissões pelo escapamento. Apenas vapor de água.
Os números foram impressionantes. 280 milhas com hidrogênio. 20 milhas com energia de bateria elétrica. Tudo isso produzindo zero emissões prejudiciais.
Estes ainda eram conceitos. Mas Farah, o engenheiro-chefe, disse que os componentes foram projetados para uma ampla gama de veículos.
“Deveríamos ser capazes de ampliar a disponibilidade deste tipo de tecnologia, para colocá-la em todos os tipos de carros que as pessoas desejam.”
Como tudo se encaixa
A plataforma E-Flex não era apenas um carro. Foi uma abordagem modular para a propulsão. Quer se trate de um sedan compacto, de um hatchback europeu ou de um SUV a hidrogénio, a filosofia subjacente permaneceu a mesma. Eletrificação com extensor de autonomia de reserva.
Especificamente para o Volt, os desafios de engenharia foram imensos. Gerenciamento térmico da bateria. Segurança sob estresse. Eficiência aerodinâmica. Tudo isso teve que convergir antes do início da produção. O preço ainda estava no ar, ligado às condições de mercado e aos subsídios. Mas a tecnologia era real. E estava chegando.
Se o preço de US$ 30.000 foi mantido é outra história. O cronograma era ambicioso. Alguns chamaram isso de impossível. Mas as peças estavam lá. A bateria. O motor. A aerodinâmica. A plataforma.
O que acontecerá quando os subsídios acabarem? Ou quando os preços do gás caem? A matemática muda. O Volt foi construído para um momento específico. Um momento em que a eletricidade e a gasolina estavam em guerra. E a GM queria ser a pacificadora. Ou o vencedor. Depende de como você olha para isso.
