Compreender a autonomia

A autonomia dos veículos elétricos é tipicamente indicada como uma autonomia WLTP (Procedimento de Teste Harmonizado Mundial de Veículos Ligeiros) na Europa, EPA nos EUA e CLTC na China.

No verão de 2023, os modelos disponíveis têm uma autonomia declarada entre aproximadamente 200 km e 900 km.

O aspeto mais crítico da autonomia é o tamanho da bateria. Uma bateria maior significa mais energia disponível.

Os modelos de hoje têm tamanhos de bateria que variam de aproximadamente 40 kWh a 230 kWh, sendo a maioria entre 60 e 100 kWh. A tabela abaixo mostra a capacidade utilizável da bateria de alguns dos modelos mais populares.

Pode ver todos os modelos ordenados por capacidade líquida da bateria na nossa base de dados de veículos elétricos.

No entanto, a bateria não é o único fator na autonomia declarada. Outro fator crítico é a eficiência do carro. Eficiência refere-se à quantidade de energia que o veículo elétrico usa da bateria para uma determinada distância. É normalmente expressa na Europa em kWh/100 km, indicando quantos kWh são necessários para percorrer 100 km. Nos EUA e no Reino Unido, é indicada como milhas por kWh, indicando a distância que se pode percorrer com 1 kWh.

A tabela abaixo mostra o consumo calculado em kWh/100 km e milhas/kWh para diferentes veículos elétricos de acordo com a classificação combinada WLTP.

O que afeta o consumo declarado?

A eficiência ou o consumo de um veículo elétrico é influenciada por vários fatores.

Arrasto aerodinâmico

O arrasto aerodinâmico influencia a energia necessária para mover o veículo. A forma da carroçaria e o design das jantes desempenham papéis significativos. O Mercedes Vision EQXX detém atualmente o recorde do menor coeficiente de arrasto com um valor de Cw de apenas 0.17.

É possível calcular a energia necessária para ultrapassar o arrasto aerodinâmico se souber o coeficiente de arrasto e a área frontal de um modelo. Abaixo estão exemplos de vários modelos.

O gráfico abaixo mostra o consumo devido ao arrasto aerodinâmico para diferentes modelos.

A tabela abaixo ilustra o consumo devido ao arrasto aerodinâmico em diferentes velocidades para três modelos Audi e o Mercedes EQS.

O Mercedes EQS poupa energia significativa em velocidades elevadas comparativamente aos SUVs devido ao menor arrasto aerodinâmico. No entanto, este foco na aerodinâmica tem gerado algumas críticas ao design do EQS.

Resistência ao rolamento

A resistência ao rolamento é a força que resiste ao movimento quando um pneu rola sobre uma superfície. É influenciada pela largura do pneu, peso do carro, composto do pneu e pressão do pneu.

Os fabricantes costumam oferecer pneus estreitos para anunciar a melhor autonomia possível, mas isso pode reduzir a aderência. Alguns fabricantes utilizam configurações escalonadas com pneus dianteiros mais estreitos para melhorar a autonomia.

Alguns fabricantes de pneus agora oferecem pneus específicos para veículos elétricos com baixa resistência ao rolamento para aumentar a autonomia. Abaixo está um teste detalhado que compara pneus otimizados para veículos elétricos e pneus regulares.

Peso

Carros mais pesados requerem mais energia para se mover.

Eficiência da cadeia cinemática/motores

Os motores elétricos são geralmente eficientes, mas as diferentes tecnologias de motor variam no consumo. Os motores síncronos de excitação permanente utilizam menos energia, mas têm maior resistência em inércia. Os motores de indução utilizam mais energia, mas têm praticamente resistência em inércia zero. Carros mais recentes frequentemente combinam estas tecnologias.

Resistência interna da bateria

A resistência interna da bateria provoca perdas de energia sob a forma de calor.

Os fatores variam consoante as opções selecionadas

O design do veículo elétrico afeta muitos fatores, mas as opções selecionadas pelo comprador também podem influenciar a autonomia. Por exemplo, pneus mais largos aumentam o consumo e um teto panorâmico pode reduzir a autonomia.

O diagrama abaixo mostra como adicionar opções aumenta o consumo WLTP e reduz a autonomia de alguns modelos Audi.

Por exemplo, um Audi e-tron 55 consome 19.61 kWh/100 km na versão básica mas 23.44 kWh/100 km na versão topo de gama, reduzindo a autonomia de 441 km (274 milhas) para 369 km (229 milhas).

O que afeta o consumo no mundo real

Alcançar a mesma autonomia indicada pelo WLTP ou EPA em condições reais é quase impossível devido a vários fatores.

Condição da estrada

As condições da estrada afetam significativamente o consumo. O alcatrão seco tem menor resistência ao rolamento em comparação com estradas molhadas ou com neve.

Velocidade

Velocidades mais altas aumentam o consumo devido ao maior arrasto aerodinâmico.

Temperatura

As variações de temperatura também afetam a autonomia devido a vários fatores.

Consumo do ar condicionado

Tanto o tempo quente como o frio podem aumentar o consumo do sistema de ar condicionado do carro. Num dia de geada, uma quantidade significativa de energia da bateria pode ser usada para aquecer o habitáculo. Da mesma forma, em dias quentes, o AC trabalha intensamente para arrefecer o habitáculo.

Dependendo do modelo, a potência máxima que o AC pode retirar da bateria situa-se normalmente entre 5 e 10 kW.

A tabela abaixo mostra como diferentes níveis médios de consumo do AC para aquecimento/arrefecimento afetam o consumo em condução. Conduzir lentamente com o aquecedor ao máximo afetará mais a autonomia.

A tabela abaixo mostra como diferentes modelos são afetados por 2 kW de AC a diferentes velocidades. Modelos com baixo consumo em condições ideais são mais afetados em termos percentuais.

Resistência interna na bateria

Quando a temperatura desce o suficiente, o eletrólito na bateria torna-se mais viscoso, retardando as reações químicas e reduzindo o fluxo de eletrões. Este aumento da resistência interna provoca mais perdas de calor e reduz a energia utilizável que se pode extrair da bateria, potencialmente diminuindo a capacidade utilizável da bateria em vários kWh.

Este efeito impacta não só a autonomia que um veículo elétrico pode atingir com uma carga, mas também a rapidez com que pode recarregar. À medida que as reações químicas desaceleram, os fabricantes programam a bateria para aceitar menos potência durante o carregamento.

Densidade do ar

O ar frio é mais denso, resultando num arrasto aerodinâmico maior.

Estilo de condução

Enquanto condutor, pode melhorar significativamente a autonomia ao adotar hábitos de condução eficientes:

• Olhe para a frente e conduza em inércia sempre que possível.
• Quando precisar de reduzir a velocidade, faça-o com antecedência para usar apenas a recuperação de energia.

Como funciona o indicador de autonomia?

A maioria dos veículos elétricos tem um indicador de autonomia que mostra quantas milhas ou quilómetros o carro pode percorrer antes de a bateria ficar vazia. Este indicador de autonomia funciona de forma diferente entre marcas.

Indicador de autonomia baseado na autonomia declarada e no SoC

Este tipo de indicador de autonomia baseia a autonomia na autonomia declarada e no estado de carga (SoC) da bateria. Por exemplo, se a autonomia declarada for de 300 milhas e o SoC estiver a 50%, o carro indicará uma autonomia de 150 milhas. Não considera o histórico de condução nem fatores ambientais, mostrando a mesma autonomia no inverno e no verão, independentemente do estilo de condução.

Este tipo de indicação de autonomia pode ser enganador, fornecendo uma promessa falsa sobre a autonomia. A Tesla utiliza este tipo de indicador de autonomia e tem sido alvo de críticas por isso.

Indicador de autonomia baseado no histórico de condução e no ambiente

Muitos fabricantes de veículos elétricos utilizam indicadores de autonomia que estimam a autonomia com base no histórico de condução e em fatores ambientais. Estes indicadores geralmente aprendem com viagens anteriores, o que pode causar variações na autonomia apresentada.

O indicador de autonomia baseia a sua estimativa nos seguintes dados:

• Consumo médio na distância percorrida anterior (normalmente os últimos 100 km)
• Temperatura exterior
• Estado de carga (SoC)
• Rota planeada no sistema de navegação

Por exemplo, se tiver um e-tron 55 com uma bateria de 86.5 kWh carregada a 100%, o indicador de autonomia (frequentemente chamado de "guessometer" ou GOM) irá calcular a autonomia com base no seu consumo médio. Se o seu consumo médio fosse de 25 kWh/100 km em viagens anteriores, a autonomia seria de 346 km. Se fosse 20 kWh/100 km, a autonomia seria de 432 km. Se fosse 30 kWh/100 km, a autonomia seria de 288 km.

No entanto, esta estimativa baseia-se em viagens anteriores. Se alterar o seu comportamento de condução, a autonomia calculada pode ser imprecisa. Por exemplo, se tiver feito muitas viagens curtas em clima frio, o consumo médio será elevado devido ao aquecimento. Esta média é irrelevante para uma viagem longa no dia seguinte, levando a uma autonomia subestimada.

Se tiver definido uma rota no sistema de navegação do carro, o carro ajustará a autonomia com base na elevação e no percurso à frente.