O recarregamento sem fio de carros elétricos deixou de ser ficção científica e já surge no horizonte como realidade. Pesquisadores do Oak Ridge National Laboratory (ORNL), nos Estados Unidos, desenvolveram uma tecnologia automotiva de recarregamento sem fio para veículos elétricos (EV) em parceria com a Hevo, empresa dedicada ao desenvolvimento de soluções de carregamento automotivo sem fio.
Por sua vez, a Qualcomm, provedora de semicondutores, softwares e serviços relacionados à tecnologia wireless, já testa dispositivos de carregamento sem fio em etapas da Formula E.
Montadoras como Volvo e BMW embarcam nesse movimento e dão seus primeiros passos para adotar a tecnologia.
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Como funciona o recarregamento sem fio dos carros elétricos
Se você comprou um smartphone de última geração nos últimos meses, é possível que esteja familiarizado com o carregamento sem fio. É uma maneira simples de recarregar o celular sem a necessidade de cabos – e a tecnologia da Qualcomm, denominada Halo, é essencialmente uma versão ampliada disso.
Ele se baseia na indução magnética ressonante para transferir energia entre uma placa instalada no solo e outra sob o piso de um EV compatível. O bloco de carregamento tem cerca de um metro quadrado, enquanto o bloco de recepção do carro é colocado em um dispositivo bem menor (do tamanho de um prato de jantar) sob o carro. Uma vez que os dois estejam alinhados, o carregamento pode ocorrer em velocidades de 3,3 kWh, 6,6 kWh ou 20 kWh.
Atualmente, duas versões da tecnologia Halo da Qualcomm estão instaladas no Safety Car e no carro médico da Fórmula E: uma em fase desenvolvimento no primeiro e a versão beta inicial no último.
O sistema de carregamento sem fio em desenvolvimento pela Qualcomm será bem simples para o usuário. Um aplicativo de smartphone completo, com gráficos intuitivos, facilita o alinhamento das duas placas, o que é necessário para que o sistema funcione. Após a conclusão do alinhamento, o carregamento começa assim que a ignição é desligada.
A tecnologia Halo também vem com alguns recursos de segurança integrados, portanto, se algum objeto estranho estiver localizado entre as placas de carregamento, o sistema é desligado automaticamente. Caso isso ocorra, o proprietário do veículo seria contatado para restabelecer a conexão.
A tecnologia da Hevo parte do mesmo princípio. A empresa também desenvolve uma solução pela qual uma infraestrutura contínua seria instalada ao longo das rodovias, possibilitando o recarregamento em movimento.
Velocidade de recarregamento
Hoje, veículos elétricos comerciais possuem baterias que variam entre 30 kWh e 60 kWh e precisam de 15 a 20 minutos para carregar em uma fonte de 300 kW. Para reduzir esse tempo para 5 a 10 minutos, a potência teria de ser aumentada para meio megawatt ou mais, tornando sua fabricação inviável.
Com o sistema de recarregamento sem fio da Hevo, seria possível a eletrificação dinâmica em tempo real. Isso reduz o tamanho das baterias internas, deixa a estrutura mais leve e aumenta a autonomia, criando veículos que podem trafegar por vários quilômetros sem parada para recarga.
Aumento da autonomia
O alcance do veículo elétrico e, mais especificamente, o tamanho da bateria, tornou-se objeto de uma corrida para os fabricantes de automóveis, com novos carros elétricos chegando rápidos e com motorizações atualizadas. O carregamento ultrarrápido já começou a entrar em cena, mas o que se busca, agora, é o aumento da autonomia. E a solução pode estar justamente no carregamento sem fio.
Enquanto o mercado espera por melhorias das células de energia e pelas promessas da tecnologia de estado sólido, empresas como a Qualcomm acreditam que o carregamento sem fio é a soluções para as preocupações com a autonomia dos elétricos.
Em vez de recarregar rapidamente e com menos frequência, a Qualcomm aposta que o carregamento do EV se tornará um processo constante, com a opção wireless estabelecendo-se como a maneira ideal de fazê-lo.
Desde pisos de garagem que carregam seu carro sem você mover um dedo, até rodovias que podem alimentar seu carro e impulsioná-lo ao mesmo tempo, o carregamento sem fio abre uma abordagem totalmente nova para o gerenciamento de energia.
Quando a tecnologia chega
A Qualcomm está usando a Fórmula E para desenvolver e sua tecnologia de carregamento sem fio, mas levará alguns anos até que vejamos o Halo na ficha técnica dos carros. Mas quem acompanha o desenvolvimento tem a espectativa de que a tecnologia deva entrar no mercado em cerca de 18 a 24 meses.
A BMW está prestes a incluir seus primeiros sistemas de carregamento indutivo – que devem fazer parte dos próximos modelos híbridos plug-in (PHEVs) da empresa. Ele consistirá em duas partes – um Groundpad e um Carpad, no jargão da BMW – com o primeiro implantado no chão abaixo do seu híbrido plug-in e o último conectado à espinha dorsal elétrica do carro. A BMW afirma que uma recarga de três horas é possível com uma taxa de carga de até 3,2 kW, com cerca de 85% de eficiência entre a placa de indução e o carro.
A Volvo e o recarregamento sem fio para carros elétricos
Neste ano, a Volvo iniciou o projeto de eletroposto sem fio em Gotemburgo, na Suécia. Ao longo de três anos, a Cabonline, maior operadora de táxi da Escandinávia,vai utilizar uma pequena frota de XC40 Recharge para testar o carregamento de carros elétricos por indução.
A potência de carregamento do XC40 Recharge será acima de 40 kW, fazendo com que a velocidade de recarga dessas estações seja cerca de quatro vezes mais rápida que os carregadores domésticos AC (corrente alternada) de 11 kW e quase tão rápida como os carregadores DC (corrente contínua) de 50 kW.
Durante o teste, os veículos serão usados 12 horas por dia e vão rodar mais de 100 mil quilômetros por ano, o que coloca a prova também a durabilidade dos carros totalmente elétricos.
Cidade britânica recebe subsídio
A cidade de Nottingham ganhou recentemente um subsídio do governo de 3,4 milhões de libras (quase R$ 21 milhões, na cotação atual) para um esquema semelhante que testaria o carregamento sem fio de carros para os táxis da cidade.
Placas de indução serão instaladas em pontos de táxi selecionados de Nottingham, com a ideia de que os taxistas possam recarregar enquanto esperam por sua próxima corrida, aproveitando ao máximo seu tempo de atividade. Para começar, apenas 10 veículos serão equipados com o hardware, mas o teste pode ser estendido se for considerado bem-sucedido.
A prefeitura da cidade espera que isso ajude a reduzir as emissões de poluentes, acelerando a mudança para a eletrificação. Nottingham pretende ser neutra em carbono até 2028.
Próximos passos para o carregamento sem fio
Embora o carregamento sem fio estático seja o principal objetivo, a Qualcomm já está procurando desenvolver ainda mais a tecnologia para veículos em movimento. Tal como a Hevo, a empresa busca o carregamento dinâmico, ou carregamento em movimento. A Qualcomm entende que isso pode mudar para sempre a forma como vemos as baterias para EVs.
Se uma infraestrutura de carregamento sem fio for capaz de fornecer um fluxo constante de energia para um EV, uma bateria grande não será necessária para a maioria das viagens – apenas uma pequena, para rodar em infraestruturas mais irregulares.
A Qualcomm acredita que o carregamento rápido ainda possa ser usado, e o futuro provavelmente verá uma combinação de carregamento rápido com e sem fio para proprietários de veículos elétricos.
A tecnologia de carregamento sem fio dinâmico provavelmente seria mais fácil de implementar primeiro em áreas urbanas. Assim, os EVs precisariam apenas de baterias para viagens intermunicipais – onde já estão planejadas estações de carregamento rápido maiores.
