Resumo:
A Volkswagen anunciou recentemente um protótipo de veículo elétrico puro quase produzido em massa chamado "Mission Efficiency" e demonstrou seu desempenho extremo em aerodinâmica e eficiência energética por meio de uma série de testes reais. Este cupê elétrico com configuração de 2+2 lugares tem uma carroceria extremamente aerodinâmica e um coeficiente de arrasto tão baixo quanto 0,158. De acordo com dados divulgados pela Volkswagen, este resultado atualizou o recorde aerodinâmico dos veículos rodoviários legais.
Mission Efficiency não é um carro-conceito construído simplesmente para mostrar projetos futuros, mas um protótipo quase em produção com capacidades de direção completas e uso extensivo da tecnologia existente de produção em massa. O veículo é construído na plataforma Volkswagen MEB+ e utiliza um grande número de tecnologias da próxima nova geração ID. Polo e outros modelos. Portanto, a Volkswagen espera provar através deste carro que pode reduzir significativamente o consumo de energia dos veículos elétricos sem depender de baterias ou sistemas de energia extremamente avançados. Também pode reduzir significativamente o consumo de energia dos veículos elétricos simplesmente através da otimização sistemática do design do veículo.
O que mais chama a atenção neste carro é sua aparência. O Mission Efficiency adota um corpo em formato de lágrima óbvio e um design traseiro extremamente fino. O comprimento total é próximo a 4,8 metros, mas a altura do corpo é inferior a 1,4 metros. A carroçaria estreita-se gradualmente da frente para trás para permitir que o ar flua tão suavemente quanto possível ao longo da superfície da carroçaria, reduzindo assim a turbulência gerada durante a condução do veículo.
O veículo também possui chassi totalmente coberto, maçanetas ocultas, janelas sem moldura e rodas e cavas das rodas especialmente projetadas. É dada especial ênfase ao desempenho aerodinâmico na área da roda traseira, utilizando um design especial de guia do cubo da roda e um esquema de cobertura da roda para minimizar a resistência do ar gerada pelas rodas ao conduzir a altas velocidades.
A Volkswagen também projetou três defletores de ar de resfriamento ativos na frente do carro. Esses defletores podem ser abertos ou fechados individualmente com base nas necessidades reais de refrigeração do veículo. Quando não há necessidade de uma grande quantidade de ar de resfriamento entrar na carroceria, o defletor pode ser completamente fechado para fazer com que a frente do carro forme uma superfície de fluxo de ar completa e lisa, tanto quanto possível.
Quando todos os três defletores de resfriamento estão fechados, quase nenhum ar entrará no interior da frente do veículo, o que é uma das razões importantes pelas quais a Eficiência da Missão pode atingir um coeficiente de arrasto de 0,158. Como o motor elétrico não precisa sugar uma grande quantidade de ar para combustão como um motor a combustível tradicional, e a demanda por fluxo de ar de resfriamento é relativamente baixa, a Volkswagen pode adotar um design frontal mais fechado do que os veículos a combustível tradicionais.
A face frontal do Mission Efficiency também utiliza uma estrutura de fluxo de ar lateral otimizada, ao contrário de muitos modelos tradicionais que dependem de estruturas complexas de cortina de ar para lidar com o fluxo de ar próximo às rodas dianteiras. A Volkswagen redesenhou as áreas dianteiras e das rodas para permitir que o ar seja guiado de forma mais eficaz na frente do veículo.
Para atingir este objetivo, a Volkswagen realizou um grande número de simulações aerodinâmicas computacionais e testes em túnel de vento, e também se referiu à experiência acumulada em modelos anteriores extremamente eficientes ou de alto desempenho, como XL1 e ID.R. A carroceria de cauda longa resultante é um dos principais fatores para que o veículo alcance resistência ao vento ultrabaixa.
A área frontal de barlavento deste carro também é muito pequena, apenas 2,08 metros quadrados. Para um veículo com quase 4,8 metros de comprimento, esse controle de tamanho é muito importante para reduzir a resistência do ar em altas velocidades. A eficiência aerodinâmica global do veículo atinge assim um nível que atualmente é difícil de alcançar nos modelos de produção da Volkswagen.
Em termos de consumo de energia, o Mission Efficiency também criou dados surpreendentes. Em um teste de condição ideal, o veículo rodou a uma velocidade constante de 68 km/h, o percurso de teste não foi ascendente e os equipamentos elétricos auxiliares, como o ar condicionado, foram desligados. O consumo final de energia medido por 100 quilómetros foi de apenas 6,48 kWh.
É claro que esta condição de teste não representa o ambiente real de direção dos consumidores comuns. Portanto, a Volkswagen realizou posteriormente um teste de longa distância mais realista, partindo de Wolfsburg, na Alemanha, passando por Poznan, na Polônia e Olomouc, na República Tcheca, e finalmente chegando a Viena, na Áustria, com uma distância total de 1.278,36 quilômetros.
Para este teste de longa distância, o Mission Efficiency usou uma bateria com capacidade líquida de 54,9 quilowatts-hora e foi carregada apenas uma vez. O veículo finalmente alcançou um consumo real de energia de 6,89 kWh por 100 quilômetros. Se a perda de carga for incluída, o consumo total de energia é de 7,51 kWh por 100 quilómetros.
A velocidade média de toda a viagem atingiu 67,72 quilômetros/hora e a velocidade máxima atingiu 138 quilômetros/hora. Quando o veículo chegou a Viena, a bateria ainda mantinha autonomia suficiente para aproximadamente 164 quilómetros. Isto significa que se o veículo continuar a conduzir de acordo com a potência restante no final do teste, o veículo pode, teoricamente, atingir uma distância de condução de mais de 1.400 quilómetros com uma única carga.
O Mission Efficiency não usa nenhum motor elétrico de potência ultra-alta desenvolvido especificamente para registro, mas um motor elétrico montado na frente de 99 quilowatts compartilhado com o futuro ID. Pólo. Convertida, a potência máxima deste motor é de cerca de 135 cavalos.
O veículo também utiliza tecnologia de bateria relacionada ao ID. Polo, portanto o foco da demonstração da Volkswagen não é “baterias maiores podem durar mais”, mas sim reduzir a demanda energética do próprio veículo, para que uma bateria com capacidade não exagerada consiga obter uma autonomia real muito considerável.
A Volkswagen chegou a afirmar que em velocidades superiores a 80 km/h, o Mission Efficiency pode reduzir o consumo de energia em mais de 30% em comparação com o ID. Pólo. A uma alta velocidade de 140 km/h, o consumo de energia deste protótipo é aproximadamente equivalente ao do ID. Polo ao viajar a 100 km/h.
Isso também mostra a importância da aerodinâmica para a resistência em alta velocidade dos veículos elétricos. À medida que a velocidade do veículo aumenta, a resistência do ar aumenta rapidamente. Portanto, se os veículos elétricos desejam manter o baixo consumo de energia em ambientes rodoviários, simplesmente aumentar a capacidade da bateria não é a solução mais eficaz. A redução da resistência ao vento permite que o veículo alcance maior autonomia com a mesma capacidade da bateria, ao mesmo tempo que reduz a necessidade de carregamento.
Além da aerodinâmica, a Volkswagen também otimizou aspectos de leveza. O veículo utiliza uma grande quantidade de alumínio, materiais de alta resistência e materiais reforçados com fibra de carbono, e reduz a energia necessária para a operação do veículo através de uma estrutura de carroceria mais leve.
No entanto, Mission Efficiency não usa um cockpit inteligente de luxo no sentido tradicional. Para reduzir ainda mais o peso e a complexidade, a Volkswagen nem sequer possui a tradicional tela central de infoentretenimento de grande porte no console central, mas adota a ideia de “traga seu próprio dispositivo”.
Algumas funções de entretenimento e informação podem ser realizadas no carro através de celulares, tablets e outros dispositivos. Suportes para smartphones e tablets também são fornecidos e equipados com alto-falantes Bluetooth portáteis. Este design não só reduz o peso dos equipamentos eletrónicos de bordo, mas também reflete o conceito de design deste modelo que coloca a eficiência energética como a mais alta prioridade.
O teto do veículo também está integrado com painéis solares que podem alimentar dispositivos eletrônicos a bordo e, teoricamente, fornecer até cerca de 30 quilômetros de autonomia adicional. A principal função do sistema solar não é suportar a principal energia motriz do veículo, mas sim reduzir o consumo de energia das baterias do ar condicionado, equipamentos eletrônicos e outros sistemas auxiliares.
Embora a carroceria tenha proporções óbvias de carro esportivo, o Mission Efficiency ainda adota um layout de 2+2 lugares. A fila da frente pode oferecer espaço completo para uso diário, enquanto a fila de trás é mais adequada para passageiros com altura inferior a 1,6 metros. O veículo conta ainda com 481 litros de bagageiro, e a Volkswagen espera provar que mesmo a busca pela eficiência aerodinâmica extrema não significa necessariamente que o veículo perca completamente a praticidade do dia a dia.
A ideia de design deste carro não é, na verdade, a primeira vez que a Volkswagen o testa. Já por volta de 2013, a Volkswagen lançou o XL1, um modelo híbrido plug-in com carroceria em forma de lágrima e roda traseira fechada que também visava extrema eficiência energética. Mais tarde, o XL1 entrou na fase de produção em pequena escala e tornou-se um dos modelos mais experimentais da história da Volkswagen.
Mission Efficiency pode ser visto como a continuação do conceito XL1 na era puramente elétrica. No entanto, existem diferenças óbvias nas rotas técnicas dos dois. O XL1 adota um sistema de potência e uma estrutura de carroceria muito especiais em busca de extrema leveza, enquanto o Mission Efficiency se baseia mais na plataforma MEB+ existente da Volkswagen e nas futuras tecnologias de modelos produzidos em massa.
Portanto, o verdadeiro significado da demonstração da Volkswagen não é lançar um cupê elétrico de aparência extrema, mas provar que muitas tecnologias que reduzem o consumo de energia podem, na verdade, ser gradualmente transferidas de carros-conceito para modelos de produção comuns. Mesmo que os consumidores não acabem por conduzir este veículo em forma de lágrima, a aerodinâmica activa, a deflexão do cubo da roda, o revestimento do chassis, os materiais leves e os sistemas de gestão térmica mais eficientes deverão aparecer nos futuros veículos eléctricos da Volkswagen.
No momento, a Volkswagen não anunciou planos para a produção oficial em massa do Mission Efficiency. Este carro ainda é um modelo de demonstração de tecnologia conceitual. No entanto, a Volkswagen o define como um veículo de “produção quase em volume”, o que significa que grande parte da tecnologia nele contida já possui um alto nível de maturidade de engenharia.
O surgimento da Missão Eficiência também reflete que toda a indústria automotiva está reexaminando a eficiência dos veículos elétricos. No passado, as montadoras frequentemente melhoravam a vida útil da bateria aumentando sua capacidade. No entanto, à medida que questões como o peso da bateria, o custo e a velocidade de carregamento se tornam cada vez mais proeminentes, a redução do consumo de energia do próprio veículo está a tornar-se outro caminho técnico importante.
Muitas montadoras, incluindo Mercedes-Benz, Audi, Porsche e Ford, estão reduzindo a resistência ao vento dos veículos elétricos por meio de projetos aerodinâmicos mais complexos. Especialmente em ambientes de condução a alta velocidade, o impacto da forma do corpo no consumo real de energia torna-se cada vez mais óbvio.
Os resultados mostrados pela Volkswagen neste teste mostram que um veículo elétrico que não utiliza uma bateria de grande capacidade e possui um sistema de energia moderadamente potente também pode atingir uma distância real de condução com carga única de mais de 1.200 quilômetros por meio de otimização aerodinâmica extrema e design leve.
No entanto, esse nível de eficiência tem um claro custo de estilo. A carroceria esbelta em formato de gota do Mission Efficiency, o teto extremamente baixo e as rodas cobertas não são o design mais aceitável para os consumidores comuns. O verdadeiro problema que a Volkswagen precisa de resolver no futuro é como traduzir estas vantagens aerodinâmicas em modelos comuns que os consumidores estejam dispostos a comprar.
Desta perspectiva, Mission Efficiency se parece mais com um experimento tecnológico do que com um carro produzido em massa que está prestes a ser lançado. A questão que tenta responder é muito simples: quanta energia pode um veículo 100% eléctrico moderno poupar se não depender de uma bateria maior, mas extrair a eficiência de todos os aspectos, como a aerodinâmica da carroçaria, o peso, o sistema de potência, a gestão térmica e o consumo de energia auxiliar.
Pelo menos a julgar pelos resultados dos testes atuais, a Volkswagen deu uma resposta bastante surpreendente.
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