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Guia Mobilidade Elétrica Sumário 01. O que é mobilidade elétrica? pág. 3 02. O que são veículos elétricos pág. 5 03. Diferenças entre um carro elétrico e um carro a combustão: pág. 7 04. Tipos de carros elétricos pág. 12 05. Tipos de plugues e conectores para carros elétricos pág. 16 06. Carregadores de carros elétricos pág. 24 07. Modo de carga pág. 30 08. Tempo de recarga pág. 35 09. Custos de carregamento pág. 38 10. Como encontrar estações de recarga pág. 40 11. Aspectos ambientais de um elétrico pág. 42 12. Tendência nacional pág. 46 13. Sobre a Tupinambá pág. 49 14. Glossário da mobilidade elétrica pág. 50 01 O que é mobilidade elétrica? O começo histórico da mobilidade elétrica se deu com a ideia dos veículos elétricos. Entretanto, ao passar dos anos, aconteceram mudanças importantes e o termo passou a incluir não apenas os carros, como também alternativas de transporte que envolvem o uso de eletricidade como bicicletas, motos, caminhões, ônibus elétricos e trens. Por esse motivo, o termo “mobilidade elétrica“ passou a se referir ao transporte feito por veículos elétricos eficientes, limpos e ecologicamente corretos. A característica comum de todos eles é que possuem tração total ou parcialmente acionados por motores elétricos, podem possuir um meio de armazenamento de energia a bordo e obtêm sua energia principalmente da rede elétrica. 3 A mobilidade urbana está mudando e novas alternativas de transporte estão surgindo. As pessoas estão buscando uma vida mais saudável da mesma maneira que contribuem para um mundo mais sustentável. Colocando a sustentabilidade em questão – os veículos elétricos são tidos como uma das melhores soluções. Uma das maiores vantagens da mobilidade elétrica é a melhora da qualidade de vida das pessoas. Além disso, como os veículos elétricos não possuem motores a combustão, evitam a emissão de toneladas de gases de efeito estufa. 4 02 O que são veículos elétricos Um carro elétrico é um veículo movido totalmente ou parcialmente por motor elétrico utilizando energia armazenada em baterias recarregáveis. Diferente dos veículos a combustão, os elétricos são compostos basicamente por: • motor elétrico: transforma a eletricidade em movimento, girando o eixo do carro e fazendo o veículo se mover. • banco de bateria: o coração do carro elétrico, responsável por armazenar a energia elétrica necessária para alimentar o motor. Comumente chamado de “pack” ou simplesmente “bateria”. • carregador on-board (integrado) ou “OBC”: converte a corrente alternada (CA) em corrente contínua (CC) para recarregar a bateria. • módulo de controle / inversor: gerencia a eletricidade que flui da bateria para o motor, controlando a velocidade do motor elétrico e o torque que ele produz. Ele converte tensão CC em CA. 5 Existem alguns tipos de veículos elétricos (EV - sigla em inglês - ou VE - sigla em português) disponíveis. Alguns funcionam apenas com energia elétrica, conhecidos como Veículos Elétricos Puros - também chamados de 100% elétricos ou elétricos a bateria cuja sigla também é comumente definida como BEV (battery electric vehicle), enquanto outros funcionam tanto com eletricidade quanto com combustível (gasolina, álcool ou diesel), como é o caso dos Veículos Elétricos Híbridos (HEV - Hybrid Electric Vehicles) e Híbridos Plugin (PHEV - Plugin Hyrid Electric Vehicles). Mais para frente iremos falar melhor sobre cada um deles. Com um carro elétrico, quando você o coloca no modo ‘drive’, o veículo acelera como um veículo automático. Comumente, não há marchas em carros elétricos ou híbridos plugin no modo elétrico: a maioria deles funciona de forma totalmente automática. Quando o motorista pisa no acelerador, a energia é transferida da bateria para o motor elétrico. O motor é alimentado, acionando os eixos de transmissão fazendo com que as rodas girem. Ao frear, o veículo começa a desacelerar e o motor vira um alternador, gerando energia. Esta energia é então enviada de volta para a bateria do carro, ampliando em até 30% a atuonomia do veículo. Energia que geralmente se transformava em calor nos freios pela ficção, agora pode ser reutilizada. 6 03 Diferenças entre um carro elétrico e um carro a combustão: Embora o design exterior de ambos sejam parecidos, a principal diferença entre um carro a combustão e um carro elétrico é a origem da energia que será utilizada na sua propulsão. Enquanto o carro a combustão utiliza gasolina, álcool, diesel ou gás natural veicular como principal fonte de energia para tracionar as rodas, o carro elétrico utiliza eletricidade, uma forma de energia mais eficiente e dependendo da forma de geração, mais limpa. Um carro a combustão é um veículo equipado com um motor térmico que queima o combustível para impulsionar o carro. O powertrain destes veículos inclui um motor, transmissão, eixos de transmissão e diferencial, além de sistema da alimentação de combustível e exaustão conjugado a um sistema de tratamento de emissões, como catalisadores e filtros de partículas. 7 A mistura de combustível e ar com a presença de uma faísca (através de velas de ignição) ou compressão do ar, nos motores Diesel, gera explosões liberando energia para locomover os pistões. A energia mecânica é transferida para a transmissão, adequando sua rotação, que retransmite a potência para as rodas por meio de eixos de transmissão e diferencial. Em uma linguagem mais simples, o motor queima combustível para gerar energia para impulsionar o veículo. Já no carro elétrico, a energia armazenada na bateria é transmitida ao motor elétrico por meio de um inversor. O motor converte a energia elétrica em energia mecânica através da transmissão que impulsiona as rodas. Um carro elétrico é silencioso em operação, graças ao motor elétrico. A seguir vamos trazer outras diferenças entre esses esses veículos. Os veículos elétricos têm menos partes móveis do que os carros tradicionais. Esta é a principal razão pela qual a manutenção é menor. Você não precisa se preocupar com itens como lubrificantes, para garantir que as peças do motor estejam funcionando corretamente. 8 Quantidade de peças móveis Não é necessário trocar filtros óleo, ar e combustível nem precisar se preocupar com o sistema de escapamento. Há menos peças mecânicas como correias, velas de ignição cilindros e juntas de cabeçote, que poderão de desgastar, o que torna a manutenção dos elétricos bem mais econômica a longo prazo. Desgaste nos freios Os carros elétricos têm dois sistemas de frenagem. Um sistema é o sistema de frenagem regenerativa, que utiliza um motor como gerador para carregar a bateria. Depois, há também o tradicional sistema de freios por fricção, sistema que é ativado posteriormente, que usa tambores/discos e pastilhas de freio. Isso reduz a carga no sistema de freios, o que significa que você substituirá essas peças com menor frequência do que faria em um veículo com motor a combustão. 9 Engrenagens e transmissão Os carros elétricos têm dois sistemas de frenagem. Um sistema é o sistema de frenagem regenerativa, que utiliza um motor como gerador para carregar a bateria. Depois, há também o tradicional sistema de freios por fricção, sistema que é ativado posteriormente, que usa tambores/discos e pastilhas de freio. Isso reduz a carga no sistema de freios, o que significa que você substituirá essas peças com menor frequência do que faria em um veículo com motor a combustão. Os veículos elétricos dispensam embreagem e caixa de câmbio manual, o que significa que a transmissão é muito mais simples. Esses veículos oferecem acionamento direto, ao contrário do que se encontra com o veículo com motor a combustão. 10 Eficiência O motor elétrico, se comparado ao um motor a combustão, é muito mais eficiente na transformação da energia elétrica em movimento. Sua força está sempre presente e não há necessidade de uma caixa de seleção marchaspara constantemente adequar sua rotação à velocidade do veículo. A transmissão por ser intrinsecamente mais simples nos elétricos, também oferecerá menor manutenção e maior confiabilidade, o que significa menos manutenção para você no dia a dia. Abastecimento Veículos a combustão são muito ineficientes em converter a energia do combustível em movimento para as rodas. Apenas 30% de toda energia é aproveitada. O restante é praticamente perdido em forma de calor, atrito e vibração. Um veículo elétrico converte diretamente eletricidade em movimento. Isso o torna muito mais eficiente do que um carro convencional. No processo, o motor elétrico aproveita cerca de 90 a 98% de toda energia. Sabemos que rápido abastecer um carro a combustão. O processo leva menos de 5 minutos e conta- se com uma quantidade grande de postos de combustível. No entanto, 11 04 Tipos de carros elétricos Existem 3 tipos diferentes de carros elétricos, eles são: Veículos Elétricos Híbridos (HEVs) Os Veículos Elétricos Híbridos, ou HEVs, têm tanto um motor elétrico quanto um a combustão para tracionar o carro. Embora possuam uma pequena bateria, não podem ser conectados à rede elétrica para recarregar. Usam a pequena bateria e o motor elétrico para saírem da imobilidade, melhorando assim o consumo de combustível em aproximadamente 30%. Toda a energia da bateria é obtida tanto pelo motor a combustão quanto por meio da frenagem regenerativa, que recupera a energia que seria perdida na frenagem. Em um veículo tradicional de motor a combustão, parte dessa energia de frenagem é normalmente perdida em forma de calor nas pastilhas e discos de freio. Algumas referências não consideram os híbridos como elétricos, já que toda sua energia vem do combustível. Exemplos de veículos híbridos: • Toyota Prius, • Toyota Corolla Cross, • Toyota Corolla Hybrid, • Toyota RAV 4 Hybrid, • Ford Fusion Hybrid, • Lexus UX, • Lexus NX. 12 Veículos Elétricos Híbridos Plug-in (PHEVs) Os Veículos Elétricos Híbridos Plug- in, ou PHEVs, têm tanto motor a combustão quanto motor elétrico para conduzir o carro. Assim como os híbridos comuns, eles podem recarregar a bateria por meio da frenagem regenerativa, mas diferente deles, apresentam uma bateria maior e podem ser conectados à rede para recarregar. Enquanto os híbridos comuns podem viajar (em baixa velocidade) de 2 a 4 quilômetros antes que o motor a combustão seja acionado, os PHEVs podem percorrer em média 60 quilômetros apenas no modo elétrico. Uma vez descarregada a bateria, o motor a combustão assume a propulsão e o veículo opera como um híbrido convencional não plug- in. Todos os híbridos plug-in podem carregar em um carregador de corrente alternada (CA), mas a maioria não é capaz de suportar carregamento rápido em corrente contínua. Exemplos veículos elétricos híbridos plug-in: • MINI Cooper S E Countryman, • Jeep Compass 4xe, • Porsche Panamera E-Hybrid, • BMW 330e, • Bentley Bentayga. • Volvo XC40 P5 13 Veículos Elétricos a Bateria (BEVs) Os veículos elétricos a bateria, também chamados de BEVs, são veículos totalmente elétricos com baterias recarregáveis e sem motor a combustão. Toda a energia para o funcionamento do veículo vem de um banco de bateria, que é recarregado conectando o veículo à rede elétrica. Por conta disso, sua bateria armazena maior capacidade de energia - mais que os outros tipos de elétricos. Parte da energia da bateria também pode ser recuperada pelos freios regenerativos. Os BEVs são veículos muito silenciosos e de zero emissão, uma vez que não apresentam queima de combustível e não emitem nenhum gás de efeito estufa. Exemplos veículos 100% elétricos: • Peugeot e-208, • Nissan Leaf, • Chevrolet Bolt, • Audi e-tron, • Volvo C40, • Volvo XC40 P6 e P8, • JAC IEV-40, • Renault Kwid e-Tech, • Porsche Taycan. 14 15 05 Tipos de plugues e conectores para carros elétricos Assim como os cabos que carregam os eletrônicos, carregar veículos elétricos requer uma certa atenção, uma vez que os elétricos podem ter diferentes tipos de conectores. Eles podem variar de acordo com o veículo e com o tipo de carregamento. Embora no Brasil ainda não exista uma definição padrão para os plugues a serem utilizados, os mais comuns e predominantes no Brasil são: Tipo 2 para corrente alternada (CA) e CCS2 e CHAdeMO para corrente contínua (CC). A seguir, iremos detalhar melhor estes plugues e trazer outros também conhecidos. 16 Tipo 1 ou SAE J1772 Comumente encontrado em modelos de veículos elétricos na América do Norte e Japão, o conector Tipo 1 foi projetado para carregamento monofásico em corrente alternada (CA) capaz de entregar uma potência de até 19,2 kW (240 V, 80 A), dependendo do carregador e da rede elétrica. O padrão J1772 possui 5 pinos, sendo dois para proteção e comunicação com o veículo e três para alimentação com energia: fase, neutro e terra. O Nissan Leaf é um exemplo de modelo que utilizava este tipo de conector, mas no Brasil, versões recentes já são fabricadas com o plugue Tipo 2. 17 Tipo 2 (IEC 62196) O padrão Tipo 2 é o conector usado pela maioria dos fabricantes de automóveis na Europa e em expansão no Brasil. O design original do Tipo 2 foi feito pelo fabricante Mennekes, uma empresa alemã e por isso, em outros países ele pode ser chamado de Mennekes. Assim como o padrão Tipo 1, ele possui dois pinos de proteção e comunicação com o veículo, mas pode apresentar até dois pinos adicionais para alimentação, necessários para carregamento trifásico, ficando 3 fases, neutro e terra. Com estes pinos adicionais, ele proporciona recargas em corrente alternada tanto em rede monofásica quanto trifásica, fornecendo uma potência que pode variar desde 3,6 kW até 22 kW em redes privadas e até 43 kW em redes públicas. Alguns fabricantes que utilizam esse padrão: Volkswagen, Chevrolet, Peugeot, Renault, Volvo, Audi, Mercedes-Benz e Porsche. 18 CCS (Combo 1 ou Combo 2) O CCS é a abreviação para Combined Charging System, que traduzindo fica Sistema de Carregamento Combinado. Este é um padrão para carga rápida e tem esse nome porque combina as entradas de corrente alternada (CA) e corrente contínua (CC) em um único conector. O CCS 1 ou CCS 2, por outro lado, são ampliações dos conectores Tipo 1 e Tipo 2, com a adição de dois contatos de alimentação de corrente contínua adicionais permitindo carregamento com potência de até 350 kW. 19 GB/T O padrão GB/T é um conjunto de padronizações utilizado na China para carregamento de veículos elétricos tanto em corrente alternada (CA) quanto corrente contínua (CC). Ele fornece requisitos gerais, físicos e de comunicação para recarga de veículos elétricos. Seu conector na versão em corrente alternada (CA) - padrão GB/T 20234.2 - é fisicamente idêntica ao conector Tipo 2, porém apresenta o gênero do plugue invertido e fornece recargas a uma potência de até 27,7 kW. Já a versão para cargas rápidas em corrente contínua (CC) - GB/T 20234.3 - usa um conector específico, suportando potência de até 250 kW, porém algumas estações na China já suportam até 450 kW. O layout do GB/T para carga em corrente contínua contém 5 pinos de alimentação, onde 2 servem para alimentar a bateria principal em corrente contínua, 2 para a bateria auxiliar de baixa tensão e 1 pino de proteção (terra). Além disso, apresenta 4 contatos de comunicação, sendo 2 confirmação de carregamento e 2 para o protocolo de comunicação. No Brasil, o fabricante que adotou esse modelo, em alguns de seus veículos, é a JAC Motors. 20 CHAdeMO O “Charge deMove” ou CHAdeMO é um sistema japonês de carregamento rápido em corrente contínua que suporta potência de até 100 kW, entretanto, especificações revisadas permitem até 400 kW (1000 V, 400 A). Ele é um padrão que possui 3 pinos de alimentação e outros 6 contatos de comunicação, permitindotanto altas capacidades de energia quanto carregamento bidirecional. O nome CHAdeMO é uma abreviação de “Charge de Move” e derivado da frase japonesa “o CHA deMO ikaga desuka”, traduzido para o inglês como “Que tal uma xícara de chá?”, referindo-se ao tempo que levaria para carregar um carro. Outro grande diferencial desse tipo é que ele possui um carregamento padronizado que possibilita a comunicação do veículo via WLAN com outros veículos (V2V), infraestrutura (V2I), rede elétrica (V2G), dispositivos (V2D), rede de comunicação (V2N) e pedestres (V2P). 21 Tesla Por fim, a Tesla possui o seu próprio padrão de tomada para carro elétrico. Durante o desenvolvimento do Model S, não havia ainda um padrão estabelecido, então foi criando um conector próprio, que em 2022 teve sua patente aberta para que outras montadoras pudessem usufruir dos benefícios de um conector mais compacto e prático para o dia a dia. Esses conectores foram projetados para recarregar veículos tanto em corrente contínua (CC) quanto corrente alternada (CA) por meio dos mesmos pinos, suportando recargas de 150 kW até 250 kW, dependendo da versão do Supercharger - o onipresente carregador de carga rápida da marca. Além disso, a fabricante comercializa um adaptador para que os usuários de Tesla comercializados nos Estados Unidos possam recarregar em estações de recarga CHAdeMO, CCS e Tipo 1 em CA. 22 Plugues residenciais e industriais Este tipo de plugue e tomada entra na lista por um simples motivo: carregadores portáteis, sejam eles próprios do fabricante do veículo ou adquiridos avulso, são equipados com conectores que permitem carregamento em tomadas comuns residenciais ou industriais. Uma das principais dúvidas dos compradores de carros elétricos é se o veículo pode ser carregado na tomada doméstica residencial. Então, a resposta é sim! Geralmente, os modelos são adaptados para as tomadas de 110 V ou 220 V, mas também é possível encontrar opções em 380 V. Para tomadas de uso residencial contamos com a norma da NBR 14136 que determina um plugue de três pinos com corrente até 10 A ou até 20 A. Este tipo de plugue e tomada, quando ligado em 220 V, proporciona um carregamento até 4,4 kW. Já os plugues e tomadas industriais seguem a norma NBR IEC 60390 e os valores de corrente podem ser maiores, de 16 A até 32 A. Você consegue diferenciá-lo pelo tamanho do conector - quanto maior a corrente, maior o conector. Fazem isso para evitar conexão de correntes diferentes. Além disso, elas apresentam cores diferentes de acordo com a tensão de instalação. Geralmente nas cores azul e vermelha, onde a cor azul é para 220 V e vermelha é para 380 V. Plugues e tomadas industriais podem proporcionar um carregamento de até 22 kW, dependendo da capacidade da rede elétrica. 23 06 Carregadores de carros elétricos Aqui vamos mostrar, de forma prática, quais os tipos de carregadores elétricos. Carregadores de Emergência O carregador de emergência é um item padrão que normalmente vem junto do carro elétrico. Um dos seus grandes benefícios é que ele pode ser carregado em tomadas tradicionais até 10 A que usamos em casa, desde que esteja em bom estado e disponha aterramento. Esse tipo de carregador pode ser usado em situações inesperadas onde não há carregadores mais potentes disponíveis. Esse é um dos motivos pelo qual esse item é pequeno e leve, com isso, ele pode se acomodado em espaços reduzidos, como o porta-malas dos próprios veículos ou malas de viagem. De forma geral, um carregador de emergência fornece uma potência máxima de 2 kW em rede de 220 V ou 1 kW a 110 V com uma corrente máxima de 8 ou 10 A. Os fabricantes escolheram esse limite máximo justamente para evitar que a segurança dos usuários e do próprio veículo fossem colocadas em risco. Embora a comodidade seja um ponto positivo dos carregadores de emergência, o lado negativo é que sua baixa potência resulta em velocidades mais lentas de carregamento da bateria e consequentemente, maior tempo 24 para uma recarga completa. Então, ele acaba funcionando como um item “quebra-galho”. Ainda assim, dependendo da utilização do veículo, podem ser uma opção conveniente de recarga. Conector para este tipo de carregamento: • Plugue doméstico padrão com 3 pinos (2 kW - corrente alternada) Carregadores Lentos São equipamentos que hoje, provavelmente, você encontrará em residências ou locais de trabalho, onde os carros podem ser carregados por períodos mais longos. A maioria dos pontos de carregamento lento são classificados em 3,6 kW e recarregam um carro elétrico em mais de 8 horas. Isso os torna adequados para carregamentos noturnos ou quando você está no escritório para um dia inteiro de trabalho. Embora seja possível recarregar um carro elétrico lentamente, usando uma tomada doméstica de três pinos, é recomendado a instalação de uma carregador Wallbox (de parede). Além de ser mais seguro, você desfrutará de recargas mais rápidas. Veja aqui alguns conectores de carregamento lento: • Tipo 2 (3,6 kW - corrente alternada) • GB/T (3,6 kW - corrente alternada) • Plugue doméstico padrão com 3 pinos (3,6 kW - corrente alternada) • Plugue industrial com 3 pinos (3,6 kW - corrente alternada) 25 Carregadores Semi-Rápidos A maioria dos carregadores semi- rápidos são classificados entre 7 kW e 22 kW, e você pode encontrá-los na versão com ou sem OCPP, que é o protocolo de comunicação capaz de conectar carregadores de veículos elétricos com serviços de gestão e monitoramento remoto. Geralmente estão disponíveis em locais onde os veículos ficam estacionados por períodos mais longos, como estacionamentos, shoppings, supermercados, centros de lazer e estabelecimentos comerciais. Na maioria das vezes, os carregadores nestes locais já possuem cabo integrado, o que facilita o carregamento, mas, em alguns casos, você precisará usar um cabo próprio. Um carregador de 7 kW fornecerá um carregamento três vezes mais rápido que uma tomada doméstica, 26 enquanto um de 22 kW será 10 vezes mais rápido. O tempo de carregamento varia dependendo da potência do equipamento e do carro elétrico em questão. Mas um ponto de recarga de 7 kW deve fornecer uma carga completa em 6 horas, e uma estação de 22 kW completará a tarefa entre 1 e 2 horas. Conectores para carregamento semi-rápido: • Tipo 2 (22 kW - corrente alternada) • GB/T (27,7 kW - corrente alternada) • Plugue industrial com 3 pinos (7 kW - corrente alternada) • Plugue industrial com 5 pinos (22 kW - corrente alternada) 27 Carregadores Rápidos Os carregadores rápidos e ultra- rápidos são a maneira mais rápida de carregar um carro elétrico. Esses são os tipos de carregadores mais comuns encontrados em eletropostos, tornando-se o padrão do mercado na última década. Também estão disponíveis em áreas de serviço de rodovias ou locais próximos a estradas principais. Podem abastecer até 80% de carga em apenas 20 minutos, mas 1 hora é um tempo mais realista. Um carregador rápido geralmente fornece cerca de 50 kW (125 A) e podem utilizar alguns tipos de conectores como: Tipo 2, GB/T DC, CHAdeMO ou CSS. Conectores para carregamento rápido: • Tipo 2 (43 kW - corrente alternada) • CHAdeMO (50 kW - corrente contínua) • CCS (50 kW - corrente contínua) • GB/T DC (50 kW - corrente contínua) 28 Carregadores Ultra Rápidos Da mesma forma que os carregadores rápidos são a maneira mais rápida de carregar um carro elétrico. Eles também tendem a ser encontrados em locais específicos dentro da cidade, áreas de serviços de rodovias e beiras de estrada. Entre os especialistas, eles já são considerados os queridinhos do mercado, dado que permitem um baixo tempo de carregamento, mesmo para carros que possuem uma bateria recarregável maior que o comum. Sua potência de carregamento pode começar em 100 kW chegando até a 350kW. O tempo de uma recarga até 80% da bateria para esse tipo de carregador não costuma passar de 20 minutos. Conectores para carregamento ultra rápido: • CHAdeMO (50 - 150 kW - corrente contínua) • CCS (50 - 350 kW - corrente contínua) • GB/T DC (50 - 250 kW - corrente contínua) 29 07 Modo de carga Utilizando normas internacionais amplamente respeitadas como referência, a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) estabeleceu quatro modos de carga que descrevem características gerais de diferentes tipos de carregamento para veículos elétricos e equipamentos de recarga. Esses modos diferem em termos de segurança, comunicação e velocidade de carregamento. A seguir mostraremos as características de cada um deles. Modo 1 Este modo de carregamento é o mais simples dentre os existentes e consiste na conexão direta do veículo elétrico com uma tomada doméstica convencional ou tomada industrial com ligação de terra adequada - assim como alguns eletrodomésticos. Normalmente, o modo 1 é usado para carregar bicicletas e patinetes elétricos, com consumo de até 10 amperes. Como nesse modo não há nenhum sistema de proteção que permita o controle e comunicação com o veículo, ele oferece pouca segurança para a casa, o veículo elétrico e a pessoa que faz a recarga. Por conta disso, o carregamento com o modo 1 é desencorajado ou até proibido em muitos países. 30 Em resumo, este modo é caracterizado por: • Carregamento monofásico usando corrente alternada, • Tomada doméstica (3 pinos, por exemplo) ou industrial, • Sem comunicação entre o carregamento e o Modo 2 Neste modo também falamos de carregamento usando uma tomada doméstica convencional ou tomada industrial com ligação de terra adequada, mas com a presença de proteções necessárias e um dispositivo com função de controle piloto para realizar a comunicação com o veículo. O cabo de conexão geralmente é fornecido com o veículo elétrico. Assim como no modo 1, é utilizado uma tomada padrão, mas neste caso, o sistema permite verificar se está corretamente ligado à rede, escolher a velocidade de recarga e ativar ou desativar a sessão de carregamento a partir do carregador, do veículo ou do app, caso a tenha. Hoje em dia, este é o modo de carregamento mais comum em residências. 31 Em resumo, este modo é caracterizado por: • Carregamento monofásico usando corrente alternada, • Tomada doméstica (3 pinos, por exemplo) ou industrial, • Comunicação entre o carregamento e o veículo, • Sistema de controle e segurança. Modo 3 No Modo 3, os veículos elétricos são carregados por um equipamento específico, chamado estação de carregamento (ou carregador VE), permanentemente conectado à rede elétrica e integrando funções de proteção e controle. É o método mais recomendado para carregamento diário, uma vez que inclui importantes recursos, como funções de monitoramento, comunicação e proteção de carga entre o veículo e o carregador, para gerenciar o processo de carregamento. Além disso, a conexão do carregador com o veículo é feita por um cabo e conector específico. 32 Com o Modo 3, são permitidas cargas em corrente alternada, tanto em sistema monofásico como trifásico, com intensidades até 63 A, porém é mais comum o uso em 16 A e 32 A. A faixa de potência também é maior, de 3,6 kW até 22 kW, permitindo um carregamento mais rápido que os Modos 1 e 2. Em resumo, este modo é caracterizado por: • Carregamento monofásico ou trifásico em corrente alternada, • Conector específico (geralmente Tipo 1, Tipo 2 ou GB/T) • Comunicação entre o ponto de carregamento e o veículo, • Monitoramento e proteção. Vale ressaltar que este modo de carregamento é muito mais seguro, rápido e confiável que o anterior. De qualquer forma, tanto esse modo como o anterior são ideais para uso do carro híbrido plug-in ou 100% elétrico em carregamento doméstico. Modo 4 Este é o único modo de carga que fornece corrente contínua. Ao contrário do Modo 3, a recarga é feita através de uma estação de carga rápida, que devido a alta potência, permite carregamentos rápidos e ultra rápidos. 33 Geralmente a estação tem estrutura maior que os outros carregadores por conter um transformador internamente que converte a corrente alternada em corrente contínua e assim fornece energia diretamente para à bateria. Neste modo, a comunicação entre a estação e o veículo é obrigatória, permitindo acompanhar o processo de carregamento e o estado da bateria a qualquer momento. Todo o sistema de controle e proteção é realizado pelo carregador e ele costuma ter cabos com diferentes tipos de conectores, como CHAdeMO, CCS e GB/T DC. A recarga do veículo elétrico é muito mais rápida que nos outros modos, pois a faixa de potência varia entre 24 kW e 350 kW. Em alguns casos, o tempo de recarga por chegar a menos de 10 minutos. Um ponto negativo é que nem todos os elétricos estão preparados para este tipo de carregamento, uma vez que não suportam tanta potência. Mas os novos modelos já estão sendo projetados para aguentar esse alto fluxo de energia e de forma que a bateria não seja prejudicada. Em resumo, este modo é caracterizado por: • Carregamento rápido e ultra rápido em corrente contínua; • Comunicação obrigatória entre o ponto de carregamento e o veículo; • Pontos localizados em vias rápidas. 34 08 Tempo de recarga Uma das dúvidas mais comuns em relação aos veículos elétricos é o tempo que leva para carregar a bateria. Bem, o tempo exato é complicado de calcular e depende de diversos fatores como: tamanho da bateria, potência da estação de recarga e carregador on-board, tipo de corrente, capacidade da rede elétrica, entre outros. No entanto, podemos dizer que a variação do tempo de carregamento da bateria de um carro elétrico ocorre de acordo com a capacidade da bateria e a potência de recarga - sendo esta limitada pela potência da estação de recarga ou pelo carregador on-board, o que tiver menor valor. Nesse sentido, existe uma forma de estimar o tempo necessário para ter o carregamento completo. Para isso, é preciso dividir a capacidade da bateria (kWh) pela potência do carregamento (kW). Por exemplo, para um veículo elétrico com: • Banco de bateria com capacidade de 40kWh • Carregador on-boad de 6,6kW para carga em corrente alternada (CA) Tempo de Recarga (h) = Capacidade da Bateria (kWh) Pot ncia de Carregamento (kW)ê 35 O tempo de carga total estimado é: • 11h para carregamento residencial de 3,6 kW (40 kWh / 3,6 kW) • 6h30 para estação de carregamento de 11 kW (40 kWh / 6,6 kW, devido à limitação do carregador on-board) • 50 min para estação de carga rápida de 50 kW em corrente contínua (40 kWh / 50 kW) • 10 min para estação de carga ultra rápida de 250 kW em corrente contínua (40 kWh / 250 kW) Ainda vale ressaltar que, assim como ocorre no carregamento de aparelhos eletrônicos, a carga não é linear, havendo alguma variação no tempo, principalmente entre 80% e 100%, quando a taxa de carregamento diminui. Esse fator pode influenciar também no tempo para a carga ficar completamente cheia. 36 É importante ressaltar que no carregamento em corrente alternada, a energia fornecida pela estação de recarga passa pelo carregador on- board, localizado dentro do veículo, para converter a corrente alternada em corrente contínua, e assim alimentar a bateria. Isso acontece porque a bateria funciona somente com corrente contínua. No caso do carregamento em corrente contínua, a energia fornecida pelo carregador alimenta diretamente a bateria, sem precisar passar pelo carregador on-board. A estação converte o formato da corrente dentro do próprio carregador. 37 09 Custos de carregamento Manter um carro elétrico é mais barato do que você pensa! Muitas pessoas ficam em dúvida: “Será que vai aumentar muito o valor da minha conta de luz, caso eu opte por ter um carregador de carro elétrico em casa?”.Mesmo se precisar carregar fora de casa, conforme a Resolução Normativa nº1.000/2021 já é permitido cobrar pela recarga do veículo elétrico e essa cobrança pode ser feita pelo espaço, uso do equipamento e inclusive pela energia consumida. Para saber o custo do abastecimento de um carro elétrico, você precisa saber basicamente multiplicar estas duas informações: • Quantidade de energia carregada na bateria (kWh), • Tarifa de energia elétrica (R$ por kWh). Nesse caso, a conta ficaria: Para um carregamento residencial, o valor da tarifa gira em torno de R$1,00 pelo kWh. No caso de recargas em estações públicas, você pode encontrar tarifas em torno de R$1,50 a R$1,90. 38 Assim, utilizando o exemplo do capítulo anterior, no qual o veículo tem uma bateria de 40 kWh, para carregar totalmente a bateria em casa, o custo total ficaria por volta de R$40,00. Indo um pouco mais além, supondo que este veículo tenha autonomia de 270km, você pagaria cerca de 15 centavos por quilômetro rodado. Pouco, né? 39 10 Como encontrar estações de recarga Você tem medo de ficar sem bateria no meio da rua e não ter onde carregar? Fique tranquilo, pois isso não é mais um problema! 40 O segmento de carros elétricos continua crescendo no Brasil de forma acelerada, a prova disso é que a Anfavea (Associação Nacional dos Fabricantes de Veículos Automotores) espera que a frota de automóveis eletrificados represente 60% do total de veículos rodando no Brasil, até o ano de 2035 e isso faz com que a infraestrutura para esses carros se desenvolva rapidamente, a exemplo do crescimento do número de pontos de recargas nos últimos anos. Hoje em dia existem diversos aplicativos, inclusive o da Tupinambá, que te ajuda a encontrar um ponto de recarga mais próximo. Nosso aplicativo está disponível para Android e iOS, onde é possível consultar mais de 1.400 pontos de recarga de carro elétrico, reservar uma vaga e até traçar a rota até o eletroposto escolhido. 41 11 Aspectos ambientais de um elétrico Pesquisas mostram que os carros elétricos são melhores para o meio ambiente: eles emitem menos gases de efeito estufa e poluentes atmosféricos do que os carros a gasolina, álcool ou diesel, levando em consideração sua produção e uso diário após sair da fábrica. O principal benefício dos carros elétricos é a contribuição que eles podem dar para melhorar a qualidade do ar nas cidades. Devido a ausência do sistema de escape, os carros totalmente elétricos não produzem emissões de dióxido de carbono durante a condução, reduzindo consideravelmente a poluição do ar e contribuindo para outros aspectos da preservação ambiental. 42 As emissões geradas durante a produção de um carro elétrico tendem a ser maiores do que as de um carro convencional. Isso se deve à fabricação de baterias de íon de lítio, que são uma parte essencial de um carro elétrico. A reciclagem de baterias de VEs pode diminuir as emissões associadas à fabricação, reduzindo a necessidade de novos materiais. Apesar disso, ainda assim, os carros elétricos ainda são uma opção mais ecológica. Isso se deve à redução nas emissões criadas ao longo da vida útil do carro, se comparados com os modelos a combustão. Com relação ao custo-benefício do uso de um carro elétrico, diversas pesquisas mostraram que ele é mais vantajoso do que um carro convencional. Embora o preço de aquisição de um carro elétrico seja superior, a economia com manutenção e combustível a longo prazo fará com que você economize, compensando o valor investido inicialmente. As principais vantagens dos carros elétricos para o meio ambiente são: CO2 e qualidade do ar Devido a ausência de combustão interna nos carros elétricos, não há emissão de CO2 no ar. Mesmo olhando todo o ciclo de vida do veículo, a quantidade de poluentes emitidos é menor do que os carros a combustão. A redução de gases de efeito estufa resulta em um ar mais limpo e respirável. 43 NOx e SOx Óxidos de nitrogênio e óxidos de enxofre são dois dos gases nocivos emitidos pela queima de combustível. Dessa forma, os carros a combustão acabam contribuindo para os NOx e SOx na nossa atmosfera. Ao dirigir um veículo elétrico, você pode reduzir a quantidade de emissão desses gases nocivos, uma vez que não há queima de combustível. Partículas em suspensão Representa aquelas partículas em suspensão no ar (poeira, fumaça, carbono, etc.), geradas principalmente por veículos a combustão. Elas são indicadores representativos da poluição do ar e são as partículas que mais afetam as pessoas, mais do que qualquer outro tipo de poluente, pois são consideradas uma ameaça invisível do ser humano. O uso de elétricos também não geram partículas suspensas no ar. 44 Poluição sonora O único ruído produzido pelos carros elétricos vem do atrito dos pneus com o chão e da resistência do ar durante a condução. Eles são tão silenciosos que a União Europeia criou uma lei que obriga as montadoras a inserirem um ruído artificial nos carros, que serve como um alerta para evitar acidentes com pedestres e ciclistas. Menos óleo, sujeira e substituição de peças A ausência de óleo do motor, o baixo desgaste dos freios e pneus dos VEs são benefícios adicionais para o meio ambiente. Menos desgaste nos pneus e freios significa menos poeira e sujeira. Isso também significa que não precisamos substituí-los ou reciclá-los com tanta frequência. O vazamento de óleo nos carros a combustão pode danificar a vegetação, lençol freático e ainda contaminar grandes volumes de água. Carregar à noite significa energia mais limpa O consumo geral de energia é menor durante a noite e é nesse momento que a geração eólica tende a ser mais proeminente na matriz energética. Ao carregar à noite, os veículos elétricos podem ajudar no consumo de maiores quantidades de energias renováveis. Isso também atua como um amortecedor para estabilizar nosso sistema elétrico. 45 12 Tendência nacional Realizamos uma Pesquisa Quantitativa de Intenção de Compra de Carros Elétricos/Híbrido e descobrimos que cerca de 58% dos brasileiros que pretendem comprar um carro querem modelos elétricos ou híbridos. O perfil desse público é composto, em sua maioria (57%), por mulheres de maior renda e escolaridade que estão no mercado de trabalho. O levantamento coletou dados de pessoas que declararam ter vontade de trocar de veículo nos próximos 3 anos. Essa é uma tendência de mercado que continua a crescer ano após ano. Segundo a ABVE, esse segmento chegou a 6.831 unidades emplacadas de janeiro a outubro de 2022, um aumento de 41,5% sobre o total de veículos BEV de toda a série histórica registrada pela ABVE, de 2012 a 2021 (4.827). O total de vendas de eletrificados neste mesmo período já chegou a 43.658 unidades, 25% acima dos 34.990 de todo o ano passado. 46 De acordo com dados da Associação Nacional dos Fabricantes de Veículos Automotores (Anfavea) ao todo o mercado nacional tinha, até novembro de 2021, 163 modelos e versões de automóveis eletrificados à disposição do consumidor nacional. Em novembro de 2022 esse número saltou para 255, um acréscimo de 92 modelos e versões à venda no Brasil. Isolando-se apenas os modelos 100% elétricos, o número de modelos e versões oferecidos saltou de 81 para 112 neste intervalo de um ano (acréscimo de 31). No caso dos híbridos (leves, tradicionais e plug-in) o número cresceu de 82 para 143 (aumento da oferta de 61 modelos e versões). Nov/2021 Nov/2022 Eletrificados 163 modelos 255 modelos 100% elétricos 81 modelos 112 modelos Híbridos e Híbridos Plug-in 82 modelos 143 modelos Quando considerado o acumulado de 2022 até novembro, os automóveis e comerciais leves eletrificados já vendem, no Brasil, tanto quanto os modelos movidos só a gasolina. Isso porque tanto os eletrificados quanto os veículos a gasolina registraram no acumulado do ano 2,5% de participação de mercado até novembro, segundo os números que representamas montadoras no Brasil (os eletrificados obtiveram 2,1% de híbridos + 0,4% de elétricos). Em volume foram 44.333 unidades a gasolina para 43.675 eletrificados na soma dos onze primeiros meses do ano. 47 A associação ainda prevê que até 2035, dois terços dos veículos vendidos no país serão eletrificados, caso as empresas por aqui sigam as tendências internacionais. Mudanças no cenário econômico e a conscientização para preservação do planeta são fatores motivadores para esse desejo crescente entre os brasileiros. Um dos principais empecilhos para a aquisição de um carro elétrico é a disponibilidade de rede de recarga e altos preços desses modelos. A Tupinambá vem trabalhando para expandir a estrutura, conectar mais carregadores e permitir que todo brasileiro possa ter um carro elétrico e um ecossistema de recarga eficiente. 48 Sobre a Tupinambá A Tupinambá surgiu para facilitar a vida do dono de veículo elétrico com uma solução de recarga de ponta a ponta, do aplicativo ao carro carregado. Temos como missão recarregar o futuro da mobilidade elétrica no Brasil e nosso objetivo é apoiar a mudança de matriz energética veicular e possibilitar a mitigação de CO2 pelo bem do planeta. Conecte-se conosco através de nossas redes e conheça mais sobre nosso trabalho: https://www.instagram.com/tupinamba_energia/ https://tupinambaenergia.com.br https://www.linkedin.com/company/tupinambá-energia-mobilidade/ Glossário da mobilidade elétrica Aqui você encontra o significado dos termos mais utilizados no universo da mobilidade elétrica. Amperes (A) Unidade usada para medir a corrente elétrica (a velocidade com que uma corrente elétrica flui), geralmente usada no contexto do carregamento (ou seja, um carregador de 32 A). Autonomia A distância total que um veículo elétrico pode percorrer com uma carga completa antes que a bateria precise ser recarregada. BEV - Battery Electric Vehicle Veículo Elétrico a Bateria - Veículo Elétrico movido 100% a bateria. Carregador inteligente (Carregador Smart) Um carregador inteligente possui mais funcionalidades que as versões comuns, sendo capaz de estabelecer uma conexão de dados sem fio (wireless). Por conseguir se conectar a internet via protocolo OCPP, o equipamento permite a comunicação em tempo real entre a estação de recarga, o motorista do veículo e um software de monitoramento, trazendo informações do processo de carregamento do carro. Seu uso possibilita a coleta de informações das sessões de carregamento, agendamento de recargas, balanceamento do consumo de energia entre os equipamentos, realização de manutenções remotas e otimização do uso de energia. Estes recursos economizam tempo, dinheiro e ainda previnem falhas e possíveis acidentes. Carregamento Ação de recarga da bateria de um carro elétrico com eletricidade. CPO - Operador de Ponto de Recarga Um operador de ponto de recarga é capaz de instalar, gerenciar e garantir que os eletropostos funcionem perfeitamente. Além disso, oferece diagnósticos, manutenções, gerenciamento de tarifas e outros serviços para que a rede opere sem problemas. Os operadores de pontos de carregamento podem ser donos de uma estação ou fornecer conexão a outros proprietários, através de serviços de mobilidade elétrica (EMSP), ou seja, conectando empresas com pontos de recarga à uma rede para que motoristas de veículos elétricos encontrem um local para carregar a bateria. Conector Também chamado de plugue, é um dispositivo conectado ao cabo das estações de recarga que se conecta ao veículo permitindo que ele carregue de forma segura e confiável. Pode parecer trivial, mas os conectores das estações de recarga trazem uma série de funções que os tornam realmente especiais. Eles garantem máxima proteção contra choques elétricos, mesmo debaixo de chuva torrencial, além de suportarem milhares de inserções sem que seus contatos danifiquem. Corrente alternada (CA) Corrente alternada (ou AC em inglês) - Corrente elétrica que inverte a direção em intervalos regulares. Comum nas tomadas e redes elétricas. Adequada para uso em motores elétricos e redes de transmissão e transformadores. Corrente contínua (CC) Corrente Contínua (ou DC em inglês) - Corrente elétrica de direção constante. Baterias são sempre CC. Eficiência energética É o aproveitamento da energia disponível para fazer o carro rodar. O custo energético do carro movido a bateria é bem menor do que o do motor a combustão, pois 90% da eficiência energética é aproveitada, contra apenas 30% dos automóveis a combustão, onde o restante da energia é desperdiçado em forma de calor e atrito pelos motores. EMSP - Provedor de serviços de eletromobilidade Os provedores de serviços de eletromobilidade conectam empresas com pontos de recarga à uma rede, para que motoristas de veículos elétricos encontrem um local para carregar a bateria. Eles fornecem a localização da estação, disponibilidade do carregador, detalhes da recarga, recursos de pagamento e muito mais para garantir altos níveis de satisfação do usuário de carro elétrico. Estação de Recarga Unidade de infraestrutura que fornece energia elétrica com segurança para recarga de veículos elétricos. Freio Regenerativo Um sistema de recuperação de energia usado na maioria dos veículos elétricos que pode ajudar a carregar a bateria enquanto o carro está desacelerando ou freando. Normalmente, o motor elétrico atua como gerador, de modo que a energia pode fluir nos dois sentidos entre ele e a bateria. GOM - Gues O’ Meter Adivinhometro de autonomia. HEV - Hybrid Electric Vehicle Veículo Elétrico Híbrido - Carro que contém uma pequena bateria e um motor elétrico para aumentar a eficiência do veículo. A carga da bateria é mantida pelo motor a combustão - não pode ser carregada conectando-se a uma fonte de alimentação elétrica. Os híbridos oferecem maior economia de combustível do que um veículo tradicional a combustão, mas só podem percorrer distâncias muito curtas apenas com energia elétrica. kW (1 kilowatt = 1.000 watts) Medida básica de potência elétrica. kWh É uma medida de energia elétrica que significa quilowatt-hora. Ela estabelece qual foi o consumo energético de um determinado aparelho por certo período. Por exemplo: Na conta de luz de uma residência, a energia é medida por kWh/mês, ou seja, o total de energia gasto durante aquele mês. Em um carro a combustão, kWh é equivalente a litros de combustível. OBC - On-board Charger O on-board charger (OBC), traduzido do inglês Carregador On-board, é usado para converter corrente alternada (CA) em corrente contínua (CC). Isso faz com que o OBC pareça semelhante ao módulo de controle / inversor, mas eles diferem crucialmente em função; o OBC é para carregar o veículo e o inversor é para aceleração/desaceleração. Aliás, o OBC não é necessário no carregamento rápido, pois os carregadores rápidos já fornecem a eletricidade em corrente contínua. OCPP - Protocolo de Ponto de Carga Aberto É um protocolo que permite a comunicação entre estações de carregamento de veículos elétricos e sistemas de gerenciamento central (software de gestão), mesmo quando produzidos por fornecedores diferentes. Pack Pack faz referência à bateria de um carro elétrico. Um pack é o conjunto de módulos que armazena energia elétrica para fornecer energia a um sistema elétrico. O módulo é composto por diversas células que trabalham juntas. PHEV - Plugin Hybrid Electric Vehicle Veículo Elétrico Híbrido Plugin - Um tipo de carro que é configurado como um híbrido tradicional, mas com uma bateria maior que pode ser carregada conectando- se a um carregador. Os PHEVs, como são conhecidos, oferecem a oportunidade de fazer viagens curtas operando apenas no modo elétrico sem emitir gases poluentes, mas também permitem viagens longas utilizando os modos combinados de elétrico e a combustão. Ponto de Recarga O localonde os veículos elétricos podem ser conectados e carregados, seja em casa, no trabalho ou em um local acessível ao público. Rede Monofásica Este tipo de rede é conectada à infraestrutura elétrica através de dois fios, onde um possui tensão e outro é neutro. Normalmente, comporta uma tensão máxima de 127 ou 220 Volts, dependendo da região e até 7.600 Watts de potência ou 7,6 kW, sendo muito utilizada em carregadores residenciais. Rede Bifásica Este tipo de rede também é conectada à infraestrutura elétrica através de dois fios, neste caso porém ambos os fios possuem tensão, geralmente 127 Volts em cada fio. Normalmente, comporta uma tensão máxima de 220 Volts quando se mede a tensão entre as duas “fases” ou fios com tensão. Suporta também recargas de até 7.600 Watts de potência ou 7,6 kW, sendo muito utilizada em carregadores residenciais. Rede Trifásica Frequentemente encontrada em carregadores instalados em locais comerciais e industriais, possui quatro fios, três com tensão e um neutro, suportando de 220 V a 380 V e potência máxima elevadas, possibilitando instalação de carregadores ac de 22 e até 50 kW e carregadores DC de até 350 kW. SoC - State of Charge O SoC, traduzido do inglês Estado de Carga, descreve a diferença entre uma bateria totalmente carregada e a mesma bateria em uso. Está associado à quantidade restante de energia disponível na bateria. SoH - State of Health SoH, traduzido do inglês Estado de Saúde, é a capacidade da bateria de armazenar e fornecer energia elétrica, em comparação com uma bateria nova. Tensão (V) Força que empurra a corrente elétrica medida em volts (V). Ele mede a diferença de potencial elétrico entre dois pontos. Ex: Algumas tomadas residenciais possuem tensão de 220 V. Voltagem (V) Vontagem é a forma popular para referenciar a tensão. Watts (W) A medida básica da potência elétrica. A potência é calculada multiplicando a tensão pela corrente elétrica. Wallbox É um tipo de carregador para veículos elétricos que como o próprio nome diz (traduzido do inglês, significa “caixa de parede”) normalmente é instalado em paredes ou totens. Utiliza corrente alternada (CA) com potências que variam de 3,6 a 22 kW, sendo localizados em residências e estabelecimentos comerciais. São considerados mais rápidos e seguros que os carregadores que vêm junto com o veículo ou os portáteis. O que é mobilidade elétrica? O que são veículos elétricos Diferenças entre um carro elétrico e um carro a combustão: Tipos de carros elétricos Tipos de plugues e conectores para carros elétricos Carregadores de carros elétricos Modo de carga Tempo de recarga Custos de carregamento Como encontrar estações de recargaa Aspectos ambientais de um elétrico Tendência nacional Sobre a Tupinambá Glossário da mobilidade elétrica
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