As tecnologias existentes e as do futuro para melhorar a eficiência dos motores a combustão e alavancar a mobilidade elétrica

Publicado em 28/10/2022

Mas se em 2030 os principais estudos apontam que, em média, 40% de todos os veículos serão eletrificados, só o motor elétrico interessa? Pelo contrário, os caminhos para a descarbonização passam por diferentes realidades de mercado, e também por aprimoramentos sistemáticos, inclusive em motores a combustão.

"O caminho não vai ser igual para todos os segmentos e não vai ser igual em todas as regiões. Vai seguir velocidades e rotas diferentes. Por isso, a BorgWarner se prepara para oferecer soluções variadas para seus clientes de acordo com a rota que eles queiram seguir”, ressalta Rezende.

Os destinos são diversos como falamos anteriormente. Mas eles são reais, já existem e pavimentam os caminhos futuros, como também se complementam. E agora vamos explicar quais caminhos levam à descarbonização - e porque todos eles nos direcionam até lá.

Os caminhos rumo à descarbonização automotiva

1 - Turbo

Quem acompanha o mercado percebe que muitos motores a gasolina, flex ou diesel têm evoluído em eficiência. Mesmo projetos de conjuntos mecânicos do início do milênio recebem aprimoramentos e ficam mais leves, mais econômicos e menos poluentes.

E para mercados ainda incipientes em eletrificação, como o Brasil e boa parte da América Latina, esse processo de melhoria dos motores a combustão é estratégico e fundamental. É preciso focar na realidade da frota da região, que ainda será majoritariamente a combustão a médio prazo.

"Pensando em veículos de passeio, há ainda uma longa jornada pela frente para se alcançar a eletrificação plena aqui. Então, a descarbonização também passa por melhorar constantemente os sistemas de combustão”, defende o executivo da BorgWarner.

Essa evolução dos motores de combustão interna tradicional passa por soluções que vão além dos componentes de menor atrito. Por exemplo, a aplicação de turbinas para otimizar a performance dos motores é uma das tecnologias mais bem sucedidas e conhecidas.

Segundo o último relatório de sustentabilidade da BorgWarner, só os turbocompressores produzidos em 2021 pela companhia serão capazes de reduzir 18 trilhões (isso mesmo, trilhões) de toneladas métricas de CO2 durante toda a vida útil dos veículos que usam o equipamento.

2 - Injeção direta e comando variável de válvulas

O turbo é um caminho dentro deste… caminho rumo à descarbonização. Mas outros dispositivos têm sido amplamente aplicados pela indústria automotiva para reduzir as emissões dos veículos.

Sistemas de injeção direta de combustível com injetores aquecidos e variação nos comandos de válvulas dos automóveis também são estratégias que passam rumo à neutralidade de carbono. São tecnologias que reduzem substancialmente as emissões de hidrocarbonetos (HC) e de gás carbônico (CO2).

Só os sistemas de comando de válvulas variáveis produzidos pela companhia em 2020, em mais um exemplo, evitarão a emissão de 10 milhões de toneladas métricas de CO2 ao longo do tempo de uso dos carros.

A própria BorgWarner, por exemplo, foi pioneira na adoção de injeção aquecida de combustível, que melhorou a combustão interna e acabou com o famigerado tanquinho de partida a frio que os carros flex tinham em um passado não tão distante.

"Estamos muito bem estabelecidos e temos produtos de alta tecnologia para oferecer aos nossos clientes soluções de descarbonização. Temos o VCT, o nosso sistema variável de válvulas, motores de partida start/stop, embreagens viscosas e sistemas de injeção de combustível aquecido produzidos localmente. E hoje a injeção aquecida da qual fomos pioneiros é muito usada para atender as novas leis de emissões”, diz Rezende.

3 - Híbridos e combustíveis alternativos em prol da descarbonização

Os sistemas de injeção, o turbo e o comando de válvulas variável também serão peças essenciais na eletrificação dos veículos quando se fala de híbridos, especialmente no Brasil. Boa parte das fabricantes instaladas aqui já projetam esse tipo de veículo, que combina motores a combustão e elétrico, como uma etapa necessária rumo à eletrificação total.

Ainda mais com sistemas híbridos combinados com motores flex e o uso de etanol, um combustível vegetal, renovável e de menor emissão. "Quase todas as montadoras entendem que esse vai ser o caminho, o próximo passo rumo à descarbonização para veículos de passeio, e vamos poder apoiar nossos clientes nessa direção”, garante o diretor da BorgWarner.

O executivo considera o uso combinado de eletrificação com combustíveis alternativos e biocombustíveis a chave para a transição energética dos automóveis de passeio. "Ainda vai existir motor a combustão puramente, mas vamos ver muito motor híbrido flex utilizando injeção direta e VCT, tecnologias que vão fazer essa transição até chegarmos à eletrificação”, acredita.

4 - Experiência, tecnologia e desenvolvimento

Mas é preciso ter bagagem e tecnologia para poder asfaltar tais caminhos. No Brasil, a BorgWarner tem centros de pesquisa em sua unidade em Itatiba (SP), e outro centro de aplicação para desenvolvimento na fábrica de Piracicaba, também no interior paulista.

É nesta última unidade, inclusive, onde a engenharia da empresa desenvolve a calibragem para projetos de conjuntos híbridos flex, adequados para cada tipo de marca, veículo, motor e plataforma.

"O sistema híbrido tem uma calibração completamente diferente. Demanda uma engenharia local muito bem estabelecida e com muito know how para que possa fazer desenvolvimento junto com o cliente. Oferecemos soluções completas, partindo do zero, de ponta à ponta”, afirma Marcelo Rezende.

5 - Aquisições e parcerias pela descarbonização

A BorgWarner também adotou sua própria rota no caminho rumo à descarbonização. Tradicional fornecedora de componentes para propulsores de combustão tradicional, a empresa percebeu que era preciso ampliar e diversificar o portfólio em busca da mobilidade do futuro.

E como esta mobilidade é elétrica, a empresa fez aquisições estratégicas para entregar conjuntos para veículos zero combustão. Além do desenvolvimento de motores e transmissões próprias para EVs, em 2020 a BorgWarner comprou a Delphi, o que trouxe grande expertise na produção e aplicação de inversores.

"Os inversores são um dos três itens mais importantes em um carro elétrico, ao lado do motor e da bateria. Ele transforma a corrente contínua em corrente alternada para que o motor elétrico entregue a potência”, explica Rezende.

Só em 2021, a BorgWarner produziu 134 mil inversores para 98 mil veículos em todo o mercado global. Juntos, eles impedirão que 400 mil toneladas métricas de CO2 sejam jogadas na atmosfera ao longa da vida útil dos automóveis que receberam o sistema.

Outro passo foi a compra, em fevereiro de 2022, da Akasol, tradicional produtora alemã de baterias. Desta forma, a empresa passou a ser referência em fornecimento de baterias para veículos comerciais elétricos.

As peças de íon de lítio usam uma composição química chamada NMC - de níquel, manganês cobalto -, que promete gerar alta densidade energética, o que resulta em muito mais potência para o motor elétrico, só que com menos peso.

As baterias também usam um sistema de refrigeração líquido ativo para garantir que as células trabalhem em uma temperatura adequada, o que confere melhor performance e maior vida útil do conjunto.

"Temos um sistema completo de baterias, gerenciamento para dar segurança ao sistema, a garantia da vida útil e a entrega de alta densidade energética, que é muito importante em um veículo elétrico”, enaltece o executivo da BorgWarner.

6 - Veículos comerciais

A grande aposta do setor automotivo é que a massificação da eletrificação terá início pelos veículos comerciais. Além da busca pela redução no custo operacional no caso do transporte de carga, as grandes cidades do mundo vão endurecer suas legislações em torno de emissões, e os ônibus, em especial urbanos, também terão de buscar a emissão zero.

O desafio, neste caso, é justamente desenvolver baterias de alta capacidade que garantam autonomia suficiente para as operações do dia a dia nos centros urbanos. Neste segmento, a BorgWarner aposta em suas baterias que oferecem flexibilidade de tamanho, potência e autonomia.

"Investimos em um produto escalável. Além de sistema de bateria altamente eficiente, é possível fazer baterias menores, com cinco, seis, nove módulos, para adaptar ao veículo. Ou vários pacotes de baterias conforme o trajeto que ele necessita”, explica Marcelo.

Sem falar na recarga rápida, outro aspecto fundamental quando se trata de EVs, ainda mais comerciais. Segundo Rezende, as baterias com 98 kWh de capacidade desenvolvidas para veículos de carga podem ser recarregadas completamente em três horas.

"E estamos investindo em novas gerações de baterias. É um mercado que não para”, avisa o diretor da BorgWarner.

As tecnologias existentes e as do futuro para melhorar a eficiência dos motores a combustão e alavancar a mobilidade elétrica

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Fonte: Automotive Business