Um novo caminhão elétrico plug-in está em desenvolvimento, junto com um SUV elétrico. Richard Truesdell / Wikimedia Commons, CC BY-SA
Veículos elétricos - especificamente, o Tesla Model 3 - são dominando o mercado dos EUA para sedans premium, mas quase não estão no radar no categoria automotiva mais movimentada, Que inclui SUVs e Caminhões.
O motivo imediato é a economia, mas também tem muito a ver com a física: veículos elétricos maiores, mais pesados e menos aerodinâmicos precisam de baterias maiores, mais pesadas e mais caras para alimentá-los. nossa pesquisa olhou para o energia necessária para mover carros e caminhões ao longo da estrada e identificou os fatores importantes que afetam o uso de energia.
Nós desenvolvemos um applet que pode fornecer estimativas de quanta energia um veículo elétrico precisaria para levar a bordo para um determinado driving range. Isso permite que os consumidores determinem o tamanho da bateria que seu carro precisará. O applet pode fornecer uma comparação das diferenças no consumo de energia entre sedãs, picapes e SUVs. Modelo 3 da Tesla e o Modelo SUV crossover Y usará a mesma bateriaAssim, nosso applet permite que os consumidores comparem a diferença no driving range entre um sedan e um SUV.
Como funcionam os veículos elétricos?
Há três forças que resistem a qualquer esforço para mover um carro em uma estrada plana: resistência ao vento, atrito da estrada e inércia. Usando as especificações do design de um veículo, incluindo seu peso, dimensões e forma, podemos calcular a energia necessária para fazer o veículo começar e continuar em movimento. A partir daí, podemos determinar quanto tempo o carro pode viajar a uma determinada velocidade e estimar até onde ele pode chegar antes de precisar recarregar as baterias.
O alcance real do veículo pode variar muito, dependendo do cenário de condução exata, como mover-se em uma rodovia ou dirigir em uma cidade. A Agência de Proteção Ambiental dos EUA fornece um conjunto de perfis de inversores padronizados para diferentes condições (como urbano, rodovia ou uma combinação), cada um dos quais especifica a velocidade do carro enquanto viaja. A EPA também publica uma relatório de certificação que fornece muitas características, incluindo o tamanho da bateria e o alcance de um determinado veículo. Isso fornece um conjunto consistente de dados com os quais comparamos carros, SUVs e caminhões diferentes.
Um protótipo do SUV da Rivian, ainda em desenvolvimento.
Esses tipos de cálculos são comuns para veículos movidos a gás. Os carros elétricos também têm um elemento adicional a ser considerado: travagem regenerativa, o que permite que os carros recarreguem suas baterias ao desacelerar.
Um teste inicial de nossa abordagem envolveu o Modelo Tesla 3. Calculamos quanta energia seria necessária, quanto ela poderia regenerar ao longo de uma viagem e quanto armazenamento de bateria precisaria estar a bordo. Nós previmos que para o carro cumprir o prometido intervalo de 310 milhas antes de precisar recarregar, ele teria que armazenar aproximadamente 80 quilowatt-hora no banco de baterias. Esse cálculo foi posteriormente corroborado por o relatório de certificação da EPA.
Desde o primeiro sucesso, analisamos uma ampla gama de veículos elétricos, permitindo que nós - e os consumidores - comparássemos a eficiência energética e o consumo de energia, e ganhando o título “Polícia de Bateria. "
Para picapes elétricas
Nosso método não se limita apenas aos carros. Nós o usamos para analisar reboques de trator que transportam frete longas distâncias. E estamos começando a examinar captadores e SUVs como eles entram no mercado.
Os caminhões são maiores e, muitas vezes, menos aerodinamicamente projetados do que os carros, o que significa que eles geralmente enfrentam mais resistência ao vento. Fricção e inércia aumentam para veículos mais pesados. Tudo isso significa que um caminhão precisa de mais energia para ficar e permanecer em movimento.
Uma vez que sabemos a quantidade de energia, podemos calcular o tamanho da bateria ou o intervalo de condução. O preço das baterias tem caiu significativamente na última década.
Ao estudar as características do veículo, podemos ajudar a comparar as necessidades e os custos das baterias dos diferentes veículos elétricos, o que pode ajudar os consumidores a avaliar as opções quando estiverem pensando em comprar um carro elétrico, um futuro SUV ou uma caminhonete elétrica. Dentro do applet, atualmente diferentes veículos podem ser selecionados. A mudança no driving range para diferentes velocidades médias de condução pode ser calculada.
Além disso, um veículo elétrico personalizado com qualquer tamanho de bateria pode ser projetado e o applet responderá a perguntas sobre o consumo de energia, o alcance e o peso total do veículo com a bateria. Isso pode ser usado para comparar e entender as diferenças entre os veículos.
Sobre o autor
Venkat Viswanathan, professor assistente de engenharia mecânica, Carnegie Mellon University e Shashank Sripad, Ph.D. Candidato em Engenharia Mecânica, Carnegie Mellon University
Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.
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