Fórmula E: veja como as inovações da categoria devem sair das pistas e chegar no seu carro elétrico

O g1 foi aos bastidores da etapa de São Paulo da categoria para mostrar as tecnologias que podem inspirar soluções para os carros de passeio nos próximos anos. Fórmula E: Tecnologia das pistas para a rua A Fórmula 1 sempre foi uma grande impulsionadora de novas tecnologias para carros. Dela surgiram inovações como os freios ABS, controle de tração, volante multifuncional e vários avanços nos motores. Mas uma parte importante do progresso tecnológico vem agora de outras categorias. A Fórmula E, competição entre carros 100% elétricos, deu um novo impulso ao desenvolvimento de tecnologias que vão das pistas para as ruas. Uma inovação interessante da Fórmula E que pode chegar aos carros de produção é uma nova solução de recarga de baterias, mais eficiente e rápida. Na etapa de Jeddah, na Arábia Saudita, a categoria começou a testar um sistema de carregamento ultrarrápido durante a corrida, semelhante ao famoso pit stop dos carros a combustão. Além da solução de carregamento, as montadoras também podem explorar novas soluções de regeneração de energia, de propulsão, entre outras. Veja abaixo como podem funcionar algumas delas. Fórmula E é uma das categorias que ajuda as montadoras na criação de novas tecnologias Divulgação | Porsche Da rua para as pistas Quando a Fórmula E começou, equipes como Nissan, Porsche, Mahindra e Yamaha não tinham experiência no desenvolvimento de carros de fórmula, muito menos com motores 100% elétricos. No caso da Nissan, o elétrico Leaf ajudou no desenvolvimento do carro de Fórmula E, explica Tommaso Volpe, chefe da equipe da montadora na Fórmula E. “Primeiro fizemos a jornada da rua para a pista, e agora está começando o caminho inverso, da pista para as ruas”, explica Volpe. Nesta temporada, o carro de Fórmula E chegou à terceira geração e traz evoluções consideráveis. A aceleração de 0 a 100 km/h, por exemplo, ficou um segundo mais rápida. Agora, um carro da categoria leva apenas 1,82 segundo para atingir essa marca. Apesar de a velocidade máxima continuar em 322 km/h, a arrancada ficou 30% mais rápida. O novo sistema de tração nas quatro rodas foi um dos responsáveis por esse bom resultado. Na geração passada, apenas as rodas traseiras despejavam potência no chão. Carros da Fórmula E já desenvolvem soluções para os carros elétricos de rua Divulgação | Nissan Veja mais na ficha técnica abaixo: Potência no modo normal: 250 kW (aproximadamente 390 cv); Potência do modo ataque: 350 kW (aproximadamente 470 cv); Bateria: 38 kWh; Peso do carro: 860 kg; Peso da bateria: 280 kg; 0 a 100 km/h: 1,82 segundo; Velocidade máxima: 322 km/h. Time da Nissan tem mais engenheiros responsáveis pelo desenvolvimento de softwares do que mecânicos Vinicius Montoia | g1 Para tornar a Fórmula E mais dinâmica, a categoria utiliza um dispositivo chamado "modo ataque" (attack mode), que libera mais potência para o carro durante cinco minutos. Esse modo fornece 100 kW adicionais ao piloto. Com o modo ataque, a potência do carro aumenta de 390 para 470 cv, o que equivale a adicionar a potência de um motor 1.0. Segundo a Porsche, a principal tecnologia vinda do time da Fórmula E para seus carros de rua foi o modo ataque. O novo Porsche Taycan Turbo GT, lançado no Brasil em março deste ano, adotou a tecnologia desenvolvida nas pistas e isso o entrega 163 cv de potência, elevando a potência máxima do sistema para 952 cv. A evolução veio do time de corrida, uma vez que o Taycan Turbo S disponibilizava o antigo "Push to Pass" (botão de ultrapassagem) que elevava a potência em 95 cv e só podia ser acionada a cada 10 segundos. O atual Modo Ataque pode ser acionado novamente a cada quatro segundos. "É uma função bastante útil em caso de ultrapassagens em estradas ou utilização em circuito", diz Leandro Rodrigues Sabes, gerente sênior de comunicação da Porsche Brasil. A quarta geração dos carros da Fórmula E já está em desenvolvimento. Os engenheiros da Nissan afirmam que o novo modelo será capaz de entregar 600 kW de potência, o que corresponde a 800 cv. Veja como é um carro de Fórmula E por dentro Desenvolvimento do motor elétrico Na Fórmula E, todas as equipes utilizam o mesmo chassi. Isso é diferente da Fórmula 1, em que há um grande desenvolvimento no design dos carros durante a temporada para melhorar o desempenho. Por essa razão, grande parte do orçamento das equipes da Fórmula E são destinados à criação de novas tecnologias para motores, transmissões e baterias, especialmente para a regeneração de energia. “Isso não é coincidência. Há mais marcas envolvidas na Fórmula E do que em qualquer outra categoria, porque o esporte é muito relevante para a indústria automotiva devido ao foco na evolução dos motores elétricos", argumenta Volpe, da Nissan. Volpe diz ainda que sua equipe foca em aperfeiçoar componentes, especialmente aqueles diretamente ligados à bateria e às partes técnicas do motor e dos freios. Engenheiros preparam carro para a etapa de São Paulo Vinicius Montoia | g1 “Nossa meta é maximizar a eficiência energética. Ou seja, garantir que toda a energia liberada pela bateria seja transformada em tração”, diz. Para a Porsche, o aprendizado com motorsport é fundamental, sobretudo por se tratar de uma marca totalmente focada em carros esportivos, segundo Sabes. "No automobilismo, temos a oportunidade de colocar tecnologias a prova em condições de alto estresse repetidas vezes", diz. "O Porsche 99X [utilizado na Fórmula E], concebido sob o regulamento da terceira geração, nos trouxe maior liberdade para desenvolvimento dos componentes, principalmente no eixo traseiro: motor elétrico, inversor de pulso, câmbio e software", afirma. Carregamento ultrarrápido Carregador ultrarrápido, destacado pela seta, terá capacidade de 600 kW e vai carregar bateria em 30 segundos Vinicius Montoia | g1 Nesta temporada, foi introduzido um sistema de carregamento de 600 kW. Ele consiste em um grande carregador portátil, localizado nos boxes. Durante a corrida, o carregador é conectado ao carro e libera cerca de 4 kW em apenas 30 segundos, aumentando a autonomia do carro de Fórmula E em aproximadamente 10%. Embora pareça pouco, essa diferença pode ser crucial para ganhar uma corrida ou ficar pelo caminho. “Esse sistema não será utilizado em todas as etapas. No entanto, usar um carregador ultrarrápido nos dá experiência para lidar com as baterias de carros elétricos enquanto carregam”, explica Volpe. “Isso nos ajudará a otimizar o carregamento ultrarrápido, inclusive para carros de passeio, aumentando a potência. Assim, evitamos o chamado 'range anxiety', que é o medo de ficar sem energia em um veículo elétrico, além de reduzir pela metade o tempo de carregamento.” De acordo com Sabes, todo aprendizado é valioso para o aprimoramento de veículos de passeio. "Como o uso de energia durante as corridas é limitado, precisamos buscar eficiência em todos os componentes onde temos liberdade de atuar", afirma o executivo. De acordo com ele, saber a potência total de carregamento não basta. O importante é saber em qual janela ela estará disponível. E isso se transmite para os carros de rua. "Na primeira versão do Taycan, o 270 kW de potência estavam disponíveis somente a partir de 32º [da bateria] e [com o mínimo de] 10% do estado de carga. No novo Taycan, mesmo com uma potência maior (320 kW), este valor está disponível já a partir de 15º", diz. "Se antes o Taycan levava 22 minutos para carregar a bateria, agora ele leva 18 minutos, mesmo com a bateria tendo 12% a mais de capacidade. Este é o tipo de aprendizado que pode ser adquirido trabalhando com sistema de alta potência." Dirigir um carro elétrico exige novos costumes Fórmula E já desenvolve sistema de carregamento ultrarrápido Vinicius Montoia | g1 Devido ao seu conjunto motriz diferente, dirigir um carro elétrico tem suas particularidades. Ao contrário de um carro a combustão — em que a potência e o torque aumentam gradualmente —, o veículo elétrico oferece torque instantâneo. Isso significa que, se a ficha técnica indica 20 kgfm de torque, essa força estará totalmente disponível ao pisar no acelerador, exigindo mais cuidado para evitar acidentes. No entanto, o piloto reserva da equipe Nissan, Sérgio Sette Câmara, afirma que é mais fácil dirigir um carro elétrico do que um veículo a combustão. “Alguns carros a combustão possuem câmbio manual, o que aumenta a complexidade. Muitas pessoas hoje em dia não sabem dirigir um carro com transmissão manual. Mesmo os automáticos têm uma resposta mais lenta”, afirma o piloto. “Isso não acontece no carro elétrico. Se o motorista pisa 30% no acelerador, o carro entrega 30% da potência, e assim por diante”, explica Sette Câmara. A frenagem dos carros elétricos é bem diferente. Apesar de terem freio-motor, os carros elétricos, devido à regeneração de energia, possuem uma tecnologia chamada “one-pedal” ou “e-pedal”, que permite dirigir usando apenas o pedal do acelerador. Nesse sistema, ao pisar no acelerador, o carro acelera, e ao levantar o pé, o carro freia. Isso facilita o controle da velocidade com uma única ação, sem precisar usar o sistema de freio convencional (pastilhas e discos). Essa frenagem não está relacionada ao sistema de freios tradicional. Funciona assim: imagine um ímã. Para que ele "grude", é necessário ter um polo negativo no ímã e um positivo no local onde ele será fixado, e vice-versa. Bateria de carros elétricos produzidos em massa poderão ser carregadas na metade do tempo Divulgação | Nissan Para o motor elétrico tracionar o carro para frente, ele é polarizado em um sentido. Quando se tira o pé do acelerador, a polarização se inverte, fazendo o carro frear sem usar as pastilhas de freio. “Quando a polarização se inverte, ocorre a regeneração de energia, ou seja, a energia é enviada de volta para a bateria. Quase não usamos o sistema de freio convencional; o disco de freio está praticamente de enfeite”, diz Sette Camara. “Na Fórmula E, usamos a mesma pastilha de freio durante toda a temporada. Na Fórmula 1, os discos de freio são trocados quase todos os dias.” Dessa forma, é possível economizar nas trocas de pastilhas e recuperar muita eletricidade para as baterias. Segundo os engenheiros da Nissan, 80% da energia recuperada durante a corrida vem desse tipo de frenagem. Aperfeiçoamento de software O próximo passo é transferir os avanços da Fórmula E para os carros de produção em massa. Embora os dados técnicos do carro de terceira geração da Fórmula E já sejam conhecidos, ainda é necessário maximizar a eficiência energética antes de implementá-los na linha de produção. Assim como em um laboratório, os carros e peças usados na Fórmula E são muito caros. Mas há a possibilidade de que muitas dessas inovações cheguem à sua garagem, especialmente quando se tornarem mais acessíveis. “Os materiais e soluções inovadoras da Fórmula E podem ser testados em carros de rua assim que se tornarem mais acessíveis. Ou seja, entram em produção em massa quando o custo diminui”, alega o líder da equipe da Nissan de Fórmula E. Tommaso Volpe explica que as tecnologias da Fórmula E precisam ficar mais acessíveis para a produção em massa Divulgação | Nissan De acordo com o chefe da equipe Nissan, há outra área em que a Fórmula E pode ser muito útil: a evolução de softwares que ajudam a gerenciar a utilização da energia da bateria. “O gerenciamento de energia na Fórmula E é extremamente sofisticado. É onde se pode ganhar ou perder uma corrida. A liberação ou regeneração de energia mostra o quão inteligente pode ser nosso software, nossa equipe de engenheiros e nossos pilotos. Esse nível de sofisticação é valioso para todas as equipes”, explica Tommaso Volpe. A administração de energia, seja em carros de competição ou de rua, como diz Tommaso, “é ouro para as fabricantes”. Esses computadores, que tomam decisões cada vez mais rápidas, podem estender a autonomia ou liberar mais potência. Os carros elétricos têm mostrado grande flexibilidade nesse aspecto. “Começamos com tecnologias das ruas para as pistas. Agora estamos invertendo o jogo, passando a experiência adquirida nas pistas para as ruas. Neste capítulo da história do carro elétrico, estamos focando no desenvolvimento de soluções para aumentar a eficiência do conjunto motriz e na evolução do software de gerenciamento de energia”, conclui o chefe de equipe.