Travagem regenerativa

Ao converter a energia cinética do veículo em energia elétrica e armazená-la na bateria, a travagem regenerativa pode estender a autonomia do veículo e melhorar a eficiência global. Este artigo explora os diferentes tipos de estratégias de travagem regenerativa usadas em veículos elétricos, os seus benefícios e as suas limitações.

Como funciona?

A travagem regenerativa captura a energia cinética de um veículo em movimento e armazena-a como energia elétrica na bateria do veículo durante a travagem ou desaceleração.

Um motor elétrico pode funcionar como gerador num veículo elétrico mediante o princípio da indução eletromagnética, que afirma que uma alteração no campo magnético em torno de um condutor gera uma corrente elétrica no circuito. Quando um motor elétrico roda, cria um campo magnético que interage com os enrolamentos do estator e produz uma corrente elétrica que alimenta o veículo. Quando o carro desacelera ou trava, as rodas acionam o motor em sentido inverso, fazendo com que o campo magnético mude de direção e induza uma corrente elétrica no sentido oposto. Esta corrente pode ser devolvida à bateria e armazenada como energia, reduzindo a necessidade de travões de fricção convencionais e aumentando a autonomia e a eficiência do veículo elétrico.

Tipos de estratégias de travagem regenerativa

Os fabricantes de veículos elétricos fornecem travagem regenerativa com diferentes estratégias. Existem três tipos principais de estratégias de travagem regenerativa. Alguns fabricantes oferecem apenas uma opção, enquanto outros permitem ao condutor escolher entre duas ou todas as três.

Condução com um pedal / regeneração ao soltar o acelerador

A condução com um pedal é uma funcionalidade de alguns veículos elétricos que permite ao condutor controlar a aceleração e a desaceleração do carro utilizando apenas o pedal do acelerador.

Quando o condutor carrega no pedal, o veículo acelera. Quando o condutor alivia o pedal, o carro desacelera usando travagem regenerativa, que converte a energia cinética do veículo em energia elétrica que o veículo elétrico armazena na bateria. Este tipo de travagem regenerativa também é chamado de regeneração ao soltar o acelerador (throttle lift-off regen). Dependendo das definições do veículo e das condições de condução, a condução com um pedal pode levar o veículo a uma paragem completa ou manter uma velocidade reduzida até o condutor voltar a carregar no pedal.

A vantagem da condução com um pedal é que simplifica a condução ao exigir apenas um pedal.

As desvantagens da condução com um pedal são que pode exigir alguma adaptação por parte de condutores habituados à condução tradicional com dois pedais. A regeneração total ao soltar o acelerador pode ser desvantajosa em estradas escorregadias, uma vez que travará com força se retirar o pé rapidamente do pedal. Muitos recomendam reduzir a força regenerativa no inverno.

Além disso, o seu desempenho pode variar consoante fatores como o estado de carga da bateria, a temperatura, a inclinação da estrada e o fluxo de trânsito. Enquanto alguns veículos elétricos têm um nível fixo de regeneração para a condução com um pedal, outros possuem patilhas no volante para ativar a regeneração em diferentes níveis.

Outros, como a Tesla, têm definições disponíveis no seu sistema de infotainment.

Na imagem acima, vê-se também como a Tesla permite ao condutor decidir como o carro deve comportar-se em baixa velocidade. Por exemplo, pode adicionar travões físicos em baixas velocidades para fazer com que o veículo pare completamente e se mantenha parado.

Regeneração manual usando o pedal do travão

Ao pressionar o pedal do travão, pode regenerar energia em veículos elétricos com travões combinados.

A regeneração usando um sistema de travões combinados em veículos elétricos utiliza sensores e algoritmos para determinar o equilíbrio ideal entre travagem regenerativa e travagem por fricção, dependendo de fatores como a intervenção do condutor, o estado de carga da bateria, as condições da estrada, a situação do trânsito e a velocidade do veículo.

O sistema pode também trabalhar com sistemas de assistência ao condutor, como o cruise control adaptativo ou a prevenção de colisões, para aumentar a segurança e a conveniência.

Regeneração adaptativa

A regeneração adaptativa é uma funcionalidade de alguns veículos elétricos que lhes permite ajustar o nível de travagem regenerativa de acordo com a situação de condução.

A regeneração adaptativa funciona através da utilização de sensores, câmaras e dados de navegação para detetar as condições de trânsito, a curvatura da estrada, os limites de velocidade e outros fatores que afetam a taxa de desaceleração ideal do veículo. Com base nesta informação, o sistema pode aumentar ou diminuir automaticamente o nível de regeneração quando o condutor alivia o pedal do acelerador, sem necessitar de intervenção manual ou de seleção de modo.

A vantagem da regeneração adaptativa é que pode proporcionar uma experiência de condução mais suave e natural, bem como uma recuperação de energia mais eficaz. Ao ajustar o nível de regeneração de acordo com a situação, a regeneração adaptativa pode evitar travagens excessivas ou insuficientes que possam causar desconforto ou desperdiçar energia, pois entrará em modo de inércia sempre que possível. A regeneração adaptativa pode também funcionar com sistemas de assistência ao condutor para melhorar a segurança e a conveniência, como manter uma distância de segurança em relação ao veículo da frente ou abrandar para uma curva acentuada.

Alguns exemplos de veículos elétricos que oferecem regeneração adaptativa são o Porsche Taycan e o BMW i4. Estes veículos elétricos utilizam diferentes tecnologias e algoritmos para implementar a regeneração adaptativa, mas todos visam proporcionar aos seus condutores uma melhor experiência de condução com um pedal.

Potência máxima de travagem regenerativa

A potência regenerativa máxima de um veículo elétrico depende de vários fatores, tais como o tipo e o tamanho do motor, a velocidade e o estado de carga da bateria, bem como as definições e modos do veículo. Diferentes veículos elétricos têm diferentes níveis de travagem regenerativa, mas tipicamente varia entre mais de 50 kW em carros pequenos até 300 kW nos mais potentes.

Luzes de travão e travagem regenerativa

As luzes de travão típicas ligam-se sempre que a força de travagem seja suficientemente alta para reduzir significativamente a velocidade. Mas nem sempre é o caso. Por exemplo, o Hyundai Ioniq 5 não ativa as luzes de travão quando utiliza a condução com um pedal. Este comportamento pode ser perigoso. Este perigo é explicado neste vídeo. Verifique como o seu veículo elétrico funciona para não ser abalroado por trás. Na Europa, o regulamento estabelece que, se a desaceleração for superior a 1,3 m/s², deve gerar um sinal de travagem.

Benefícios da travagem regenerativa

Há vários benefícios na travagem regenerativa, incluindo:

Melhoria da eficiência: Ao recuperar energia durante a travagem e a desaceleração, a travagem regenerativa pode estender a autonomia do veículo e melhorar a eficiência.

Redução do desgaste dos travões: Uma vez que a travagem regenerativa pode suportar grande parte da força de travagem do veículo, pode reduzir o desgaste dos seus travões mecânicos, conduzindo a custos de manutenção mais baixos.

Travagem mais suave: A travagem regenerativa pode proporcionar uma travagem mais suave e consistente do que os travões por fricção tradicionais, resultando numa viagem mais confortável para os passageiros.

Limitações da travagem regenerativa

Embora a travagem regenerativa ofereça muitos benefícios, a tecnologia apresenta algumas limitações. Estas incluem:

Eficácia reduzida a altas velocidades: A travagem regenerativa é menos eficaz a altas velocidades, uma vez que a quantidade de energia cinética que pode ser capturada e armazenada diminui à medida que a velocidade do veículo aumenta.

Extensão limitada da autonomia: A travagem regenerativa pode estender a autonomia do veículo, mas a quantidade de energia que o carro recupera é limitada e o impacto global na autonomia pode variar consoante as condições de condução.

Sensação de travagem reduzida: Uma vez que a travagem regenerativa utiliza o motor elétrico para abrandar o veículo, pode reduzir a sensibilidade do pedal do travão, tornando-o menos intuitivo para alguns condutores.

Quanto se pode regenerar?

Na segunda parte, fornecemos cálculos detalhados sobre quanta energia pode ser regenerada e como isso afeta a autonomia. Explicamos também a física por detrás dos cálculos.