Perspectivas sobre veículos eléctricos – Parte 2

A primeira comparação a realizar entre veículos convencionais e eléctricos será a eficiência energética do combustível. Nesta comparação há que ter em conta dois aspectos principais: a densidade energética e a eficiência tank-to-wheel. A densidade energética define quanta energia está contida numa determinada unidade física de combustível. No caso de um combustível fóssil o exercício é relativamente simples de fazer pois tal estará ligado às suas propriedades químicas. No caso do gasóleo o conteúdo energético situa-se em torno dos 13 700 Wh/kg enquanto que a gasolina andará pelos 12 200 Wh/Kg. No caso dos veículos eléctricos não se pode comparar directamente com o peso dos electrões mas sim das baterias que “geram” o seu fluxo. Nos últimos anos tem-se assistido ao aumento considerável a densidade energética das baterias eléctricas pelo que os valores actuais – 250Wh/kg para as baterias de Lítio-Enxofre e 400 Wh/kg para as baterias de Sódio. Não só a densidade energética é manifestamente inferior no caso das baterias como os veículos suportam sempre o mesmo peso quer elas estejam carregadas ou descarregadas.

Para comparar a eficiência total de cada tipo de veículo há que considerar outros factores como sejam o peso dos elementos mecânicos responsáveis pela impulsão do veículo e o peso médio do veículo entre cada carga. Os motores eléctricos têm uma relação potência/peso muito superior ao dos motores de combustão – os motores eléctricos para uso em automóveis de alta performance atingem os 8,8 kW/kg ao passo que os equivalentes nos motores de combustão atingem apenas 3,7 kW/kg. Apesar de se referirem a modelos de alta performance, estes números dão-nos uma ideia da diferença nos rácios peso potência dos dois tipos de motor. Além desta vantagem, os veículos eléctricos possuem ainda a vantagem de necessitarem de menos elementos mecânicos para além do motor. A maior simplicidade mecânica de motor e transmissão dos veículos eléctricos é a razão para o diferencial observado em termos de eficiência energética. Por isso, a eficiência energética dos motores eléctricos com um grau de eficiência de 90% contra 25% para os motores de combustão. Considerando toda a mecânica o grau de eficiência tank-to-wheel - percentagem de energia entrada no “depósito” que é convertida em movimento - situa-se nos 70% para osVE e 16% a 20% para os VC. Analisando a eficiência energética desde a extracção da energia primária até ser convertida em movimento, os números apontam para um grau de eficiência na ordem dos 30% para os VE e 14% a 18% para os VC o que indica que o processo de obtenção de derivados de petróleo é muito mais eficiente que o da transformação da energia primária em electricidade disponível para o consumo final.

Com base na densidade energética e eficiência mecânica das tecnologias subjacentes é possível calcular a eficiência energia/peso (tank-to-wheel) de cada tipo de combustível bastando multiplicar os dois factores. No caso dos motores de combustão temos eficiências entre 1 800 Wh/kg e 2 750 Wh/kg ao passo que nos veículos eléctricos temos eficiências entre 175 Wh/Kg e 280 Wh/kg. Portanto, a eficiência energia/peso do “combustível” considerada desde que é carregada no veículo até se transformar em movimento é cerca de dez vezes inferior no veículo eléctrico quando comparado com os veículos movidos a motor de combustão. Mas, apesar da desvantagem ao nível da eficiência energia/peso, os motores eléctricos apresentam eficiências energéticas (grau de transformação da energia recebida em movimento) muito superiores aos dos motores de combustão. Esta vantagem permite que os automóveis eléctricos tenham consumos comparáveis muito inferiores aos veículos convencionais (VC) equivalentes (na ordem dos 50%).

Quadro 1 – Comparação de consumos de energia por 100km percorridos

Modelo (combustão)	kW (cv)	l/100km	Modelo (eléctrico)	kW (cv)	l/100km
Fiat 500 0.9 TwinAir Turbo 105	77 (105)	4,2	Fiat 500e	83 (111)	2,0
Volkswagen VII 1,6 TDI	82 (110)	3,9	Volkswagen eGolf	85 (115)	2,0
Ford Focus 2.0 Duatorq TDCi	110 (150)	4,1	Ford Focus Electric	107 (143)	2,3
Honda Fit 2017 LXMT	97 (130)	7,4	Honda Fit EV	92 (123)	2,0
Toyota RAV4 GX 2.2L	110 (150)	5,7	Toyota RAV4 EV	115 (154)	3,1

Nota: Consumos combinados anunciados pelo fabricante

Concluindo, a desvantagem dos carros eléctricos ao nível da densidade energética do seu “combustível” acaba por ser compensada pelas vantagens ao nível mecânico que proporcionam não só menor peso como uma melhor relação peso-potência ao nível do motor. De facto, verifica-se que, em termos de relação potência-peso total, os VE tendem a situar-se um pouco acima dos veículos convencionais com potências semelhantes.

Quadro 2 – Comparação de relação peso/potência

Modelo (combustão)	kW (cv)	kg	W/kg	Modelo (eléctrico)	kW (cv)	kg	W/kg
Fiat 500 0.9 TwinAir Turbo 105	77 (105)	1380	55,8	Fiat 500e	83 (111)	1350	61,5
Volkswagen VII 1,6 TDI	82 (110)	1378	59,5	Volkswagen eGolf	85 (114)	1585	53,6
Ford Focus 2.0 Duatorq TDCi	110 (150)	1350	81,5	Ford Focus Electric	107 (143)	1651	64,8
Honda Fit 2017 LXMT	97 (130)	1140	85,1	Honda Fit EV	92 (123)	1475	62,4
Toyota RAV4 GX 2.2L	116 (155)	1620	71,6	Toyota RAV4 EV	115 (154)	1830	62,8

Tudo indica que com o desenvolvimento das performances dos motores eléctrico e, em maior medida, da redução do peso específico das baterias, os veículos eléctricos ganharão a corrida da competitividade técnica nos próximos 10 anos.