Célula de combustível de hidrogênio versus bateria: qual fonte de energia renovável é melhor para o carro conectado? Os engenheiros vêm desenvolvendo o "carro conectado" há quase tanto tempo quanto a internet moderna existe. O OnStar da GM, iniciado em 1995 e lançado em 1996, alertou o pessoal de primeiros socorros para reduzir seus tempos de resposta após um acidente.
Em 17 de março de 2022 em All, Automotive, Power por Adam Kimmel para Mouser Eletrconics
Traduzido por Newton C. Braga com permissão da Mouser
A utilidade do OnStar era evidente, levando os OEMs competitivos a seguir o exemplo, adicionando novos recursos de assistência à segurança, como diagnóstico contínuo do veículo e assistência em avarias. Em 2015, 20 anos após sua primeira geração, OnStar atingiu 1 bilhão de assistências, quantificando a ampla aceitação da tecnologia.
À medida que a IoT e o 5G se expandem, a tecnologia e os aplicativos para conectar o carro continuam avançando. Exemplos dessas conexões adicionais para o veículo incluem comunicação veículo a veículo (V2V), humanos não passageiros, nuvem e muito mais. Aumentar o número de pontos de conexão com seu entorno é fundamental, principalmente porque os veículos autônomos e elétricos passam a dominar o mercado.
A capacidade de se conectar ao nosso entorno será a chave para o sucesso dos veículos autônomos. Embora a tecnologia de conexão seja compatível com os dois tipos de motor, as células de combustível de hidrogênio e os carros movidos a bateria vão tentar capitalizar a tecnologia para ganhar participação no mercado.
Veículos elétricos a bateria (BEV)
Drivetrains elétricos podem alavancar a conectividade como parte de uma revolução digital mais significativa nos sistemas de transporte. Os recursos conectados históricos têm sido principalmente centrados no usuário e na manutenção, como indicadores de navegação e diagnóstico. No entanto, os veículos movidos a bateria usarão a conectividade para melhorar o desempenho e a sustentabilidade do próprio carro.
Usando a IA, o carro pode avaliar continuamente o desempenho da bateria e do carro e enviar dados do motor para um hub de processamento para análise. O processador então envia medidas corretivas de volta ao motor, o que pode otimizar o consumo de energia da bateria e o comportamento operacional do carro para maximizar a eficiência da energia da bateria. Além disso, o veículo conectado pode receber dados do terreno, permitindo ajustar sua potência para garantir que o carro chegue a uma estação de carregamento, se necessário. A melhor parte é que os processadores do carro otimizam todos os recursos conectados durante a condução. Além do gerenciamento de energia da bateria, outros aplicativos de aprimoramento de desempenho para veículos movidos a bateria – como a capacidade de melhorar o gerenciamento de carga e funções autônomas – demonstram a robustez da tecnologia.
Uma vantagem significativa sobre as células de combustível de hidrogênio é o custo. Atualmente, o hidrogênio custa cerca de US$ 0,21/milha, enquanto as baterias custam US$ 0,04/milha.
Veículos elétricos de célula de combustível de hidrogênio (FCEV)
Assim como os veículos movidos a bateria, os carros movidos a célula de combustível de hidrogênio também empregarão tecnologia conectada para uma ampla gama de usos. No entanto, gerenciar o reabastecimento seria um pouco diferente do monitoramento de baterias. Além disso, provavelmente haverá menos postos de abastecimento de hidrogênio centrados em áreas densamente povoadas do que uma área de cobertura maior para postos de carregamento elétrico.
Uma linha divisória entre hidrogênio e baterias parece estar em aplicações pesadas. O número de baterias necessárias para alimentar veículos maiores pode se tornar proibitivo devido à sua densidade de energia relativamente baixa (energia fornecida por unidade de massa do componente) em comparação com o hidrogênio. Um grande número de baterias aumenta o peso do veículo, reduzindo o alcance. O hidrogênio tem uma densidade de energia mais baixa, tornando-o uma escolha inteligente para grandes carros conectados.
Outra consideração é a ampla faixa de explosividade do hidrogênio, de 4 a 94 por cento em ambientes de oxigênio. Embora a segurança sempre seja uma preocupação com um fluido combustível, os veículos conectados podem incorporar recursos para monitorar as concentrações locais de H2, adicionando outra camada de segurança em relação aos recursos padrão.
Embora o hidrogênio seja, no momento, mais caro, um benefício significativo que os FCEVs desfrutam em relação aos BEVs é o tempo de carregamento. O hidrogênio leva menos de cinco minutos para um veículo encher o tanque. Os BEVs, no entanto, requerem cerca de 60 minutos para atingir apenas 80% de carga. E como os carros conectados oferecem cada vez mais recursos para os passageiros, como assentos climatizados, infoentretenimento e autonomia cada vez maior, os requisitos de energia continuarão a aumentar. Assim, embora o tempo de carregamento seja um ponto de ênfase significativo para os fabricantes e uma meta para alocação de fundos da conta de infraestrutura, levará tempo e estratégia para aumentar a cobertura da estação de carregamento de veículos elétricos para corresponder à penetração no mercado de veículos.
Leve embora
Embora nem as baterias nem o hidrogênio ofereçam todas as respostas, essas duas fontes de energia renovável desbloqueiam mais recursos de um carro conectado enquanto impulsionam a transição global para veículos elétricos. Até agora, os consumidores esperam que os carros novos se conectem à internet e melhorem suas eficiências passivamente. Juntamente com isso, tanto os OEMs quanto os consumidores desejam que a autonomia se expanda para melhorar a segurança e reduzir o congestionamento do tráfego. Por isso, a rede de transporte precisará de veículos conectados para funcionar. Assim, a forma como os fabricantes de veículos elétricos aborda e implementa a conectividade para seus trens de força preferidos determinará se eles vencerão no mercado.
O autor
Adam KimmelAdam Kimmel tem quase 20 anos como engenheiro praticante, gerente de P&D e redator de conteúdo de engenharia. Ele cria white papers, cópia de sites, estudos de caso e postagens em blogs em mercados verticais, incluindo automotivo, industrial/manufatura, tecnologia e eletrônicos. Adam é formado em engenharia química e mecânica e é fundador e diretor da ASK Consulting Solutions, LLC, uma empresa de redação de conteúdo de engenharia e tecnologia.
