As Inovações Ocultas e os Avanços em Veículos Elétricos

Os veículos elétricos não são mais uma opção de nicho para quem gosta de novidade; são o futuro da mobilidade. Os veículos elétricos já são um dos segmentos que mais crescem no mercado automobilístico, com as vendas mundiais dobrando em 2021^[1]. Essa taxa de crescimento rápido provavelmente continuará à medida que governos e fabricantes de automóveis estabelecerem metas ambiciosas para que os veículos elétricos representem 40%, 50% ou até 100% das vendas de carros novos nos próximos 10 a 15 anos.

A tecnologia básica dos veículos elétricos já está comprovada. Agora, as inovações que impulsionam a revolução do veículos elétricos são mais sutis, focando na redução de custos e no aumento da eficiência da manufatura, enquanto o desempenho continua a avançar. As prioridades incluem reduzir o tempo de carregamento e melhorar a capacidade da bateria e do motor para atender às necessidades dos motoristas em termos de torque, velocidade, autonomia e confiabilidade. Esses desafios exigem uma compreensão da arquitetura elétrica de um veículo para otimizar o movimento dos elétrons da estação de carregamento para a bateria e da bateria para o motor, bem como para todos os outros sistemas elétricos.

A TE Connectivity passou mais de duas décadas colaborando com fabricantes automotivos para criar componentes elétricos dedicados às demandas do mercado de veículos elétricos em constante evolução. Embora os projetos de veículos elétricos de cada fabricante sejam únicos, desenvolvemos uma abordagem que nos permite fornecer soluções de veículos elétricos personalizadas quando necessário, ao mesmo tempo que buscamos as metas do setor em termos de maior desempenho e custos mais baixos a fim de ajudar o mercado de veículos elétricos a atingir todo o seu potencial.

Os tempos de carregamento mais curtos são um importante facilitador para uma adoção mais ampla de veículos elétricos, inspirando o desenvolvimento de infraestruturas de carregamento de alta tensão e alta corrente. Os engenheiros da TE desenvolveram uma entrada de recarga de alto desempenho capaz de conduzir 350 quilowatts de eletricidade a 500 ampères. Agora estamos trabalhando em uma entrada de carregamento CC de alta potência capaz de fornecer 640 quilowatts de potência, o que carregará uma bateria o suficiente para proporcionar uma autonomia de 320 quilômetros em cerca de 10 minutos. Um carregamento mais rápido e seguro significa que os motoristas precisam passar menos tempo esperando na estação de recarga.

O desafio para os designers é garantir que seus veículos possam lidar com os desafios do carregamento ultrarrápido. Todos os componentes — desde a entrada de carregamento até os conectores, a fiação e os contatores da bateria — devem ser projetados para suportar as temperaturas mais altas resultantes do carregamento rápido em alta tensão. Cada fabricante de veículos elétricos tem suas técnicas preferidas para lidar com o gerenciamento térmico e, por isso, a TE oferece componentes para sistemas de resfriamento passivos e ativos que incluem tecnologias de resfriamento à base de fluidos e tecnologias sofisticadas de monitoramento de temperatura. 

A demanda por carregamento de alta velocidade também aumenta a probabilidade de desgaste nas entradas de carregamento — especialmente quando estações de recarga públicas mais expostas a sal, sujeira e outros elementos abrasivos são usadas. A degradação dos terminais elétricos pode causar redução da eficiência da transferência de energia, resultando em tempos de carregamento mais longos. Em resposta, os engenheiros da TE têm se concentrado em uma parte muitas vezes negligenciada da equação de carregamento veículos elétricos: tecnologia de revestimentos metálicos. 

A nova tecnologia de revestimento de superfície TENDUR da TE para entradas de carregamento veículos elétricos usa uma combinação inovadora de prata e grafite, fornecendo um forte desempenho de condutividade elétrica, além da lubrificação proporcionada por suas partículas de grafite incorporadas. Esse revestimento de contato de última geração proporciona resistência superior à abrasão e possibilita o carregamento contínuo de alto desempenho durante toda a vida útil do veículo. O TENDUR pode suportar até 50.000 ciclos de carregamento sem prejuízos ao desempenho — cinco vezes a vida útil de 10.000 ciclos de uma entrada de carregamento padrão com revestimentos tradicionais. 

O desempenho da bateria é um fator crítico na adoção mais ampla dos veículos elétricos. Os proprietários de veículos querem maximizar a distância de viagem entre recargas e garantir que as baterias durem o máximo possível antes de precisar de substituição. Cumprir esses requisitos exige outro nível de inovação que é, em sua maior parte, ocultado dos motoristas. 

A longevidade da bateria depende de vários subsistemas e componentes do veículo. Para garantir a uma vida útil mais longa, uma bateria deve ligar e desligar com segurança durante os modos operacionais normais do veículo e ser protegida contra condições anormais que podem danificá-la. Os contatores de alta tensão da TE são uma peça essencial deste sistema de segurança, criando uma maneira de alternar entre baterias ou desligar a bateria inteiramente no caso de um curto-circuito ou carga de corrente excessiva. Além disso, emparelhar esses contatores com terminações de baixa resistência para evitar perdas de energia e um sistema de gerenciamento de baterias para evitar que a bateria superaqueça pode ajudar a manter as baterias funcionando durante a vida útil do veículo. 

À medida que os fabricantes de veículos elétricos correm para desenvolver veículos mais potentes e eficientes, eles devem permanecer focados em outra grande consideração para os motoristas de veículos elétricos: a sustentabilidade ambiental. As preocupações com o consumo de água e energia e o uso extensivo de metais no processo de fabricação de veículos elétricos estão pressionando os fabricantes a pensar de forma holística sobre a sustentabilidade da indústria de veículos elétricos. 

A TE está desempenhando seu papel neste esforço com inovações como nossa tecnologia de superfície de contato GreenSilver para conectores veículos elétricos de alta tensão. Ao aplicar seletivamente prata em áreas limitadas da superfície de conexão, o GreenSilver usa menos metal precioso do que os conectores tradicionais e, ao mesmo tempo, oferece o mesmo desempenho elétrico e uma maior tolerância a vibrações e calor necessária para os trens de força veículos elétricos. Além disso, o processo proprietário de revestimento seco não galvânico não utiliza materiais perigosos e consegue uma redução de 35% nas emissões de CO2 e uma redução de 99% no consumo de água doce durante a produção.

A crescente demanda por veículos elétricos também significa que os fabricantes não têm tempo a perder trazendo novos modelos para o mercado. Desenvolver tudo, desde veículos de luxo até caminhões e modelos de entrada, pode exigir pequenos ajustes dentro da arquitetura elétrica. É por isso que a TE projeta nossas soluções de mobilidade elétrica como uma plataforma que permite a personalização quando necessária dentro do mesmo modelo de design padrão, acelerando o processo de desenvolvimento. Também oferecemos uma tecnologia de simulação de produtos que permite que os clientes testem e avaliem virtualmente produtos potenciais em diferentes condições, ajudando a confirmar que os projetos serão eficientes e confiáveis antes de serem colocados em produção. 

Manter esse ritmo de inovação é essencial para que a indústria de veículos elétricos atinja uma escala de mercado em massa. A TE está comprometida em ajudar os fabricantes a entregar os avanços em desempenho, eficiência e confiabilidade necessários para conceber plenamente a idade do veículo elétrico.