Como se calcula a autonomia CLTC de um veículo elétrico

O CLTC-P é a versão para automóveis ligeiros de passageiros do ciclo chinês de ensaio de veículos ligeiros. É utilizado na China para medir a autonomia dos elétricos. A predominância de velocidades baixas ajuda a explicar por que razão a autonomia CLTC pode diferir bastante da obtida em autoestrada.

O ciclo de condução e o procedimento de ensaio

A norma GB/T 38146.1-2019 define o perfil de velocidade, ou seja, a velocidade que o veículo tem de seguir segundo a segundo. A GB/T 18386.1-2021 define as condições de ensaio dos elétricos, os métodos de descarga da bateria, as medições de energia e os cálculos. O aviso chinês de aplicação das regras de admissão de veículos introduziu campos distintos para declarar o consumo e a autonomia CLTC. China National Standard GB/T 38146.1-2019: China automotive test cycle for light-duty vehicles China National Standard GB/T 18386.1-2021: EV energy consumption and range test methods China MIIT Equipment Industry Development Center: Implementation notice for EV national standards

O CLTC-P aplica-se aos ligeiros de passageiros M1. O CLTC-C é um ciclo distinto para comerciais ligeiros N1 e veículos M2 com massa máxima de projeto até 3 500 kg. Este artigo aborda os resultados CLTC-P dos ligeiros de passageiros.

O CLTC-P tem três fases:

• Velocidade baixa: 674 segundos e cerca de 2,45 km.
• Velocidade média: 693 segundos e cerca de 5,91 km.
• Velocidade elevada: 433 segundos e cerca de 6,12 km.

No total, são 1 800 segundos e cerca de 14,48 km, com uma velocidade máxima de 114 km/h. A média, incluindo paragens, ronda os 29 km/h e o veículo está parado durante cerca de 22 % do ciclo. Estes valores descrevem um ciclo. A medição da autonomia exige também a descarga da bateria segundo o procedimento de ensaio. China National Standard GB/T 38146.1-2019: China automotive test cycle for light-duty vehicles

Comparado com o WLTC europeu de quatro fases para ligeiros de passageiros, o CLTC-P cobre menos distância no mesmo tempo e dá mais peso à circulação a baixa velocidade. How WLTP range and consumption are measured descreve o ciclo europeu e o respetivo ensaio de bateria.

Preparação do veículo e reprodução da resistência ao avanço

O veículo de ensaio representa uma configuração específica. A massa, as jantes e os pneus influenciam a resistência a vencer e a energia necessária para seguir o perfil de velocidade. O procedimento também regula o modo de condução e a preparação da bateria.

No ensaio à temperatura normal, o laboratório é regulado para 23 °C, com um desvio admissível de ±5 °C. A zona de estabilização térmica é regulada para 23 °C com um desvio de ±3 °C. Antes do ensaio de condução, a bateria é preparada e carregada por completo segundo o procedimento prescrito. China National Standard GB/T 18386.1-2021: EV energy consumption and range test methods

Resistência ao avanço no banco de rolos

O perfil de velocidade indica ao condutor a velocidade a manter. A resistência ao avanço traduz a força que o veículo tem de vencer a essa velocidade.

Para medir a resistência e regular o banco, a norma GB/T 18386.1-2021 remete para o anexo CC da GB 18352.6-2016, com adaptações próprias deste ensaio. Se o fabricante fornecer a curva de resistência, a entidade de ensaio tem de confirmar a documentação de suporte. China National Standard GB/T 18386.1-2021: EV energy consumption and range test methods

A curva de resistência pode exprimir-se assim:

F(v) = f0 + f1 × v + f2 × v²

F é a força de resistência em newtons e v a velocidade em km/h. Os três coeficientes são ajustados à resistência total do veículo numa gama de velocidades. Os termos de menor grau representam grande parte da resistência ao rolamento e da resistência mecânica. No termo quadrático predomina a resistência aerodinâmica.

No banco, o veículo mantém-se no mesmo lugar enquanto as rodas fazem girar os rolos. Como os pneus e o equipamento já oferecem alguma resistência, o banco acrescenta a carga necessária para reproduzir o valor de estrada. Conforme o método, o laboratório verifica a regulação medindo a desaceleração dos rolos em roda livre ou o binário nas rodas. Um ventilador fornece ar de arrefecimento e os rolos reproduzem a resistência calibrada. GB 18352.6-2016, Annex CC: Road-load measurement and dynamometer settings

Dois automóveis podem assim seguir o mesmo perfil CLTC-P e exigir potências diferentes nas rodas. A massa de ensaio e a curva de resistência de cada um também contam.

Ensaios separados a frio e a quente

A norma permite aos fabricantes recorrer aos ensaios dos apêndices A e B quando precisam de valores de consumo e autonomia em condições de frio ou calor. A alteração n.º 1, em vigor desde 1 de agosto de 2025, revê estes procedimentos, incluindo a regulação da climatização do habitáculo e o ensaio abreviado. Os resultados correspondem a condições diferentes das do ensaio à temperatura normal aqui descrito. SAMR: Amendment No. 1 to GB/T 18386.1-2021 China National Standard GB/T 18386.1-2021: EV energy consumption and range test methods

Descarga da bateria

À temperatura normal, o método convencional aplica-se aos veículos cuja autonomia não ultrapassa oito ciclos aplicáveis. Para autonomias superiores utiliza-se o método abreviado. Oito ciclos CLTC-P correspondem a cerca de 116 km. Nos ensaios de arbitragem aplica-se o método convencional. China National Standard GB/T 18386.1-2021: EV energy consumption and range test methods

No método convencional, o veículo parte com a bateria totalmente carregada e repete o ciclo até atingir o critério de paragem. A energia fornecida pela bateria e a distância são registadas durante todo o ensaio.

O método abreviado poupa tempo de laboratório ao introduzir troços mais rápidos a velocidade constante entre os segmentos de ciclo medidos e após o último:

1. Começa-se com o veículo preparado e totalmente carregado.
2. Percorre-se o primeiro segmento dinâmico, com dois ciclos CLTC-P completos.
3. Percorre-se o troço intermédio a velocidade constante para acelerar a descarga.
4. Percorre-se o segundo segmento dinâmico, também com dois ciclos CLTC-P completos.
5. Mantém-se a velocidade constante no troço final até se atingir o critério de paragem.
6. Recarrega-se o veículo e mede-se a energia fornecida.

Nos ligeiros de passageiros M1, recomenda-se uma velocidade constante de 100 km/h. A velocidade é a mesma nos dois troços. Pode ser superior se o fabricante o recomendar e a entidade de ensaio o confirmar. Se a velocidade máxima que o veículo consegue manter durante 30 minutos for inferior à recomendada, utiliza-se o valor mais baixo. China National Standard GB/T 18386.1-2021: EV energy consumption and range test methods

Os quatro ciclos dinâmicos determinam o consumo CLTC-P a diferentes níveis de carga. Os troços a velocidade constante contribuem para a descarga medida, mas a sua distância não é simplesmente somada à autonomia CLTC declarada.

Quando termina o ensaio?

No método abreviado, o ensaio termina quando o veículo fica abaixo do limite inferior de velocidade durante quatro segundos consecutivos no último troço a velocidade constante. O método convencional também define critérios de seguimento do perfil e disposições para veículos cuja velocidade máxima declarada é inferior à máxima do ciclo. China National Standard GB/T 18386.1-2021: EV energy consumption and range test methods

A medição vai da carga completa até ao ponto de paragem do ensaio. Se o indicador chegar a 0 % e o automóvel ainda conseguir seguir o perfil, continua a contar-se a energia que fornece. Se a velocidade baixar do limite exigido, pode ainda haver energia para circular mais devagar.

A EVKX define a capacidade líquida como toda a energia acessível ao condutor desde os 100 % indicados até cessar a propulsão, incluindo qualquer reserva acessível abaixo do zero indicado. Battery buffer and usable capacity explica a diferença entre essa reserva e as margens de proteção inacessíveis.

Medição da energia da bateria e da recarga

O laboratório regista a tensão (V) e a corrente (I) da bateria. No apêndice E, a corrente é negativa na descarga e positiva quando a travagem regenerativa devolve energia à bateria.

Energia líquida fornecida nos terminais da bateria = −∫ V × I dt

O sinal negativo faz com que a energia que sai da bateria seja somada ao total. A energia recuperada na travagem reduz esse total. China National Standard GB/T 18386.1-2021: EV energy consumption and range test methods

A recarga inicia-se nas duas horas seguintes ao ensaio pelo método prescrito. Em corrente alternada (CA), o contador fica entre o equipamento de alimentação e a ficha do veículo, pelo que inclui as perdas do carregador de bordo. Pode utilizar-se corrente contínua (CC) se o veículo só aceitar CC ou se o fabricante a recomendar e a entidade de ensaio concordar. Nesse caso, o contador fica entre a rede e o carregador externo e inclui as perdas de conversão deste. China National Standard GB/T 18386.1-2021: EV energy consumption and range test methods

O contador mede toda a eletricidade consumida naquele ponto, incluindo as perdas de carregamento. Usar esta leitura como energia da bateria sobrestimaria a energia disponível para conduzir. Charging Loss explica como a posição do contador determina o que entra na medição.

Cálculo do consumo e da autonomia

Ambos os métodos calculam a autonomia a partir da energia medida na bateria e do consumo ponderado do ciclo do lado da bateria. O convencional utiliza os ciclos repetidos e o abreviado os quatro ciclos dos dois segmentos dinâmicos. Cada método tem regras de ponderação próprias. O convencional também contabiliza a energia fornecida num último ciclo incompleto. China National Standard GB/T 18386.1-2021: EV energy consumption and range test methods

Para um consumo em kWh/100 km, a relação é a seguinte:

Autonomia (km) = energia da bateria medida no ensaio (kWh) ÷ consumo ponderado do lado da bateria (kWh/100 km) × 100

Por exemplo, com 75 kWh de energia medida e um consumo ponderado de 12,5 kWh/100 km:

75 ÷ 12,5 × 100 = 600 km

Os dois valores provêm do lado da bateria. O consumo que o fabricante declara para certificação tem por base a eletricidade utilizada na recarga.

Consumo com recarga (kWh/100 km) = energia externa de recarga (kWh) ÷ autonomia (km) × 100

Multiplicar a autonomia de ensaio sem arredondamento pelo consumo com recarga em kWh/100 km e dividir por 100 dá a eletricidade utilizada para recarregar o automóvel.

Os valores certificados podem diferir das medições do laboratório. A norma aceita a declaração do fabricante se a autonomia medida for pelo menos 98 % da declarada e o consumo medido não exceder 102 % do declarado. Se houver repetição dos ensaios, estes limites aplicam-se à média. A autonomia publicada é ainda arredondada ao quilómetro mais próximo, pelo que o cálculo inverso pode dar uma energia de recarga diferente. China National Standard GB/T 18386.1-2021: EV energy consumption and range test methods

Comparação de veículos com base na autonomia CLTC

A velocidades mais baixas, é preciso menos energia por quilómetro para vencer a resistência aerodinâmica. A travagem regenerativa recupera parte da energia nas desacelerações. Assim, a comparação de veículos num ciclo com muita circulação lenta pode dar um resultado diferente do obtido em condução prolongada em autoestrada.

O CLTC-P atinge brevemente os 114 km/h, mas a fase rápida também inclui velocidades inferiores. O resultado combinado não descreve uma viagem inteira a essa velocidade. O ensaio à temperatura normal também difere da condução com a bateria fria e o aquecimento do habitáculo em funcionamento contínuo.

Ao comparar valores, verifique:

• Se é um resultado certificado ou uma meta preliminar do fabricante.
• Se corresponde ao CLTC-P, a outro ciclo ou a um procedimento antigo baseado no NEDC.
• A configuração da bateria, do sistema de propulsão, das jantes e dos pneus.
• Se o consumo se refere ao lado da bateria ou inclui a recarga.

Não existe uma percentagem fixa de conversão entre CLTC, WLTP, EPA e a autonomia num percurso concreto. How EPA EV range and efficiency are calculated explica como o sistema norte-americano ajusta os resultados urbanos e de estrada. Para estimar uma viagem, use um consumo medido a velocidade e em condições próximas das previstas, juntamente com a energia disponível no intervalo de carga que tenciona utilizar. Understanding EV Range apresenta o cálculo.