Edição Janeiro 2020

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É tudo uma questão de Volts!
Parte 2
O Tecnews faz este mês dois anos e achamos que era um bom tema voltar a falar do tópico principal da publicação que começou com isto tudo. Ao fim destes anos sentimos que o conceito ainda não é muito claro e que as poucas viaturas que circulam com o sistema ainda poucos problemas deram dando-nos pouca possibilidade de os explorar. 
Para quem ainda não percebeu ou não se lembra da primeira edição os 48V foi a conversa do dia...
Pode encontrar a edição de Janeiro de 2018 aqui.
Todos os setores estão a optar por um caminho rumo à eletrificação e o setor automóvel não é exceção:
  • Fortes políticas ambientais diminuindo as emissões poluentes evitando a destruição da camada de ozono;
  • Utilização de energias renováveis em foco num futuro sustentável;
Existem várias razões para a criação da rede 48V como já tínhamos falado anteriormente, mas vamos relembrar:


     1. Recuperação e Boost
Com a desecelaração do motor energia cinética é transformada agora em energia elétrica devido à máquina elétrica com a capacidade de funcionar de gerador, para além de motor. Até agora com a bateria de 12V o armazenamento de energia estava muito limitado devido à capacidade de retenção de energia elétrica.
Com esta tecnologia a energia elétrica, outrora armazenada, pode também ser reutilizada (energia motriz) para ajuda ao acionamento das rodas. 
Com esta pequena ajuda outros objetivos também se tornaram mais fácil de alcançar como ao nível das emissões (mais baixas) devido ao progressivo downsizing dos motores de combustão interna.
 
   2. Eletrificação de componentes

Desde os primórdios que vários componentes móveis do motor são acionados pelo mesmo através de uma correia/corrente. Esses componente não tem vontade próprias e estão sujeitos ao regime do motor. Com a tecnologia 48V vários componentes podem agora ter acionamento independente do regime do motor dado outra liberdade aos mesmos e libertando alguma carga "dos ombros" do motor de combustão interna.
Exemplo de alguns componentes que passam a ter acionamento direto através da rede de 48V são:
  • Compressor AC;
  • Compressor adicional elétrico (turbo adicional elétrico);
  • Bomba de água;
  • Para-brisas térmico. 
Como consequência podemos reparar na evolução e na retirada propositada da correia de acessórios no motor M256 (6 cilindros a gasolina com tecnologia 48V).

     3. Aumento da potência elétrica nas viaturas
 
Como até agora a rede 12V tinha sido suficiente para aguentar com todos os consumíveis de forma estável não era apontada como um ponto a melhorar. Contudo, com a exponencial crescente tecnológica e com o automóvel a ser cada vez mais um centro digital foram ponderados os limites da mesma. 
A conclusão não foi difícil de sair visto que pela formula da potência retiramos que a mesma é produto da tensão pela corrente. Se tenho que a tensão é de 12V e que a corrente máxima na rede é de 250A chegamos ao valor de 3kW. Se pensarmos bem neste valor, um termo-ventilador usado para aquecer uma pequena divisão em casa tem um potência de 2kW... Hmmm, sendo assim realmente já estava na hora de se dar o salto, ficando com 12kW disponíveis na rede.
Com todos os sistemas de conforto, assistência à condução e de infoentertenimento a demanda de energia elétrica foi inegável.   

     4. Outras razões
  • Devido a correntes mais baixas a secção dos cabos elétricos pode ser mais baixa;
  • Com uma bateria de 48V a capacidade de armazenamento de energia salta para outro nível abrindo novas portas tecnológicas;
  • Devido a uma tensão 4x mais alta (com a mesma intensidade) conseguimos uma potência 4x superior que uma rede de 12V;
  • Um sistema de 48V não tem tantas necessidade de segurança e proteção como um sistema de alta tensão. Evitamos assim:
                          • Vigilância redundante do sistema de bordo (interlock);
                          • Isolamento especiais para bateria e cabos;
                          • Exigentes requisitos contra arco voltaicos;
                          • Curso de formação em alta tensão.
 
Importante será dizer que isto só é possivel pois foi definido que a alta tensão só é considerada a partir dos 60V CC (corrente contínua) e de 30V CA (corrente alternada).

Viaturas atuais da Mercedes-Benz com tecnologia 48V:
  • Classe S facelift com motor M256 (S 53 e S500);
  • Classe E Coupé  com motor M264 (E 350);
  • Classe E com motor M256 (E 53 ou E500);
  • Classe C facelift com motor M264 (C 200 e C300, ambos também podem ser 4MATIC);
  • Classe GLE com motor M256 (GLE 450 4MATIC).
A grande diferença entre o motor M256 e o M264 em termos da rede de 48V é que a máquina elétrica é completamente diferente nos dois casos:


Motor M256
 
A máquina elétrica colocada entre o motor e a caixa de velocidades (ISG) em conjunto com a unidade respetiva (N129).
É uma máquina elétrica síncrona, o rotor tem imans permanentes e o estator é composto por 36 bobinas. O componente é refrigerado a anticongelante através de dois bocais no estator.

Motor M264
 
A máquina elétrica está localizada na lateral esquerda do motor de combustão interna.
Este componente faz três funções principais:
  1. motor de arranque;
  2. Alternador;
  3. Motor de acionamento adicional (boost).
A máquina elétrica é refrigerada a ar e em caso de algum problema tem de ser totalmente substituída.
Para os mais curiosos um curso mais aprofundado está a ser preparado para ser ministrada pelo Dep. Técnico, nas nossas instalações. Fiquem atentos!
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