Coluna “Mecânica Online”: Protótipos já simulam condições reais de veículos com célula de combustível de hidrogênio
Tarcisio Dias*
Na coluna anterior destacamos o hidrogênio verde como o combustível do futuro, e hoje, vamos mostrar que essa realidade está muito mais próxima do que você possa imaginar.
O BMW Group começou a testar o seu sistema de propulsão alimentado por célula de combustível de hidrogênio, em veículos próximos ao estágio final de desenvolvimento, ou seja, unidades de pré-produção.
A avaliação envolve rodagem em condições cotidianas das ruas e estradas europeias, visando simular todas as possibilidades a serem enfrentadas no momento em que essa tecnologia chegar aos produtos finais.
Sem qualquer emissão de CO2, os protótipos BMW i Hydrogen NEXT examinarão o comportamento na vida real dos chassis de cada modelo, sistemas de tecnologia e eletrônica embarcada, simulando condições da vida real, quando equipados com essa nova propulsão.
Temos um veículo puramente elétrico, que utiliza o hidrogênio como combustível primário que, por sua vez, é convertido em energia elétrica dentro de uma célula de combustível.
A tecnologia de célula de combustível de hidrogênio tem potencial de longo prazo para complementar os motores de combustão interna, sistemas híbridos plug-in e veículos elétricos a bateria, dentro da estratégia de diversificação do BMW Group.
Pode se tornar uma alternativa atraente aos veículos elétricos a bateria – especialmente para clientes que não têm seu próprio acesso à infraestrutura de carregamento ou àqueles que frequentemente dirigem longas distâncias.
“A tecnologia de célula de combustível de hidrogênio pode ser uma opção atraente para trens de força sustentáveis – especialmente em classes de veículos maiores”, afirma Frank Weber, membro do Board da BMW AG.
“É por isso que o teste de estrada de veículos em estágio final, próximos de serem produzidos, com um trem de acionamento de célula de combustível de hidrogênio, é um marco importante em nossos esforços de pesquisa e desenvolvimento”, completa o executivo.
Como o tanque de combustível de um modelo de motor de combustão convencional, o tanque de hidrogênio do BMW i Hydrogen NEXT pode ser abastecido entre três e quatro minutos, garantindo uma autonomia de várias centenas de quilômetros em todas as condições climáticas.
Um elemento central dos testes de estrada em andamento é o ajuste fino do software que controla todas as funções de direção e operação dos protótipos. O sistema de célula de combustível, tanques de hidrogênio, bateria de buffer de desempenho e unidade de controle central do veículo foram previamente testados individualmente e em conjunto, em bancadas de teste.
Agora, nesse estágio, a ideia é confirmar esses resultados prévios em ruas e estradas. O programa intensivo, realizado em condições cotidianas, com milhares de quilômetros rodados em situações reais de trânsito, ajuda os engenheiros de desenvolvimento a validar a eficiência, segurança, conveniência e confiabilidade de todos os componentes. Ao mesmo tempo, a série de testes é projetada para garantir o prazer de dirigir característico dos modelos BMW.
O sistema de propulsão completo do BMW i Hydrogen NEXT combina a tecnologia de célula de combustível de hidrogênio com a tecnologia BMW eDrive de quinta geração – que já pode ser experimentada no BMW iX3 e em breve no BMW iX e BMW i4.
A energia é gerada na célula a combustível como resultado de uma reação química entre o hidrogênio transportado pelo veículo e o oxigênio do ar.
Isso oferece uma potência elétrica de 125kW/ 170cv. Um conversor elétrico localizado abaixo da célula de combustível ajusta sua voltagem para a do motor elétrico, que alimenta o BMW i Hydrogen NEXT.
A energia armazenada em uma bateria de buffer de desempenho também é usada para manobras de aceleração dinâmica e pequenas explosões de velocidade para ultrapassagens.
Como resultado, o sistema oferece uma potência de 275kW/ 374cv que corresponde exatamente à do mais potente motor a gasolina de seis cilindros em linha atualmente usado nos modelos BMW.
A energia armazenada na bateria do buffer de desempenho é gerada de uma forma particularmente eficiente durante a direção, recuperando a energia das fases de desaceleração e de frenagem.
O hidrogênio necessário para abastecer a célula a combustível é armazenado em dois tanques de 700 bar feitos de resina reforçada com fibra de carbono (CFRP), que juntos suportam até 6 kg de hidrogênio.
Sua reação é precisamente controlada com o oxigênio na célula de combustível e gera eletricidade. Como resultado, o que sai do escapamento dos modelos é nada mais que vapor d’água.
