e-Power: o sistema híbrido que faltava

Os híbridos existem não para conseguirmos mais potência, mas sim para tornar os sistemas mais eficientes.

Todos os híbridos que conhecemos dependem para justificar a sua existência e competitividade da relação entre o custo e a redução de CO2 que conseguem proporcionar.

Esta relação abre a porta à existência de múltiplas soluções técnicas diferentes como o híbrido-paralelo, o série-paralelo ou ainda os PHEV que por terem uma bateria maior garantem uma autonomia elétrica maior.

A vantagem de classificar os diferentes tipos de hibridização é dar uma ideia dos sistemas existentes e daqueles que ainda faltam inventar.

Até à relativamente pouco tempo o híbrido elétrico-série estava nessa fase (ainda que no passado tivesse havido algumas tentativas, caso do Opel Ampera). A Nissan pegou na ideia e depois de alguns desenvolvimentos apresentou o X-Trail e o Qashqai e-Power com essa solução!

Um conceito complexo

O conceito é a de um carro elétrico em que toda a energia elétrica provém de um gerador elétrico acionado por um motor térmico.

Até à proposta apresentada pela Nissan, o problema desta solução técnica é que a havia uma razão energética para que essa ideia não fizesse sentido e que tinha a ver com as perdas em todo o processo.

Converter energia química em energia térmica, essa energia térmica em movimento, esse movimento em energia elétrica e essa energia elétrica outra vez em movimento, do ponto de vista termodinâmico é uma aberração.

Talvez por isso a história dos híbridos elétricos-série não foi brilhante (primeiro o Opel Ampera que se provou não ser um híbrido elétrico série e mais tarde o BMW i3 REX).

Depois dessas experiências goradas nada fazia antever que alguém voltasse ao tema e isto porque o principal problema dessa solução reside na parte do sistema não na parte do sistema elétrico, mas sim no motor de combustão.

Para a ideia funcionar precisamos de um motor de gasolina quase mágico que combine eficiência, potência elevada, baixas vibrações e um excelente nível acústico, coisas que os motores frequentemente usados nas várias soluções híbridas não cumprem.

Para resolver esse problema complexo, a Nissan apostou numa solução surpreendente, mas não desconhecida da marca, um motor tricilindrico de compressão variável, uma ideia semelhante à utilizada pelo motor 2.0 VC-Turbo da Infiniti.

No caso da Nissan o motor é mais pequeno (1,5 litros) trabalha com uma taxa de compressão que varia dos 8:1 até 14:1 mediante um sofisticado mecanismo que ajusta o curso dos êmbolos.

Esta é uma das caraterísticas mais importantes de um motor térmico porque dela depende a máxima eficiência e potência que o motor é capaz de desenvolver.

O segredo da compressão variável

O facto de o motor ter uma taxa de compressão variável permite desfrutar de uma taxa de compressão muito alta quando necessitamos de maior eficiência e de uma taxa, ou seja, a solução ultra-eficiente para híbridos.

Embora essa caraterística simplifique as coisas não resolve tudo e por isso o passo que a Nissan teve de resolver a seguir foi agregar todos os elementos que compõem o sistema e-Power (motor térmico, gerador, inversor e motor elétrico) como se de um puzzle se tratasse.

Para reduzir perdas de eficiência a Nissan usa apenas um único inversor que se encarrega de receber a corrente trifásica do gerador a fim de alimentar o motor elétrico com corrente trifásica.

Desta forma e em grande medida tornamos o sistema de tração independente da bateria.

Esta é pequena em termos absolutos, mas grande para um híbrido.

Está alojada debaixo dos bancos dianteiros e tem uma capacidade de 1,8 kWh, ou seja, o triplo da capacidade dos híbridos HEV que conhecemos, mas ao mesmo tempo bastante menos que os 8 a 10 kWh que podemos considerar como ponto de partida para uma versão plug-in (quem sabe se no futuro a Nissan não contempla essa variável convertendo o X-trail e o Qashqai num híbrido plug-in).

No que respeita ao ruído o sistema e-Power parece ter resolvido bem a descoordenação natural entre o regime de funcionamento do motor térmico e a velocidade do carro de forma a melhorar o conforto no interior.

Este é um aspeto os técnicos resolveram muito bem, porém à medida que aceleramos o motor térmico começa a fazer-se notar, ainda que, a sensação não seja muito diferente do ruído de um híbrido convencional.

Na verdade, o motor térmico passa despercebido durante a maior parte da utilização do sistema.

Sendo um motor que trabalha em patamares de regimes estacionários, o consumo homologado anda à volta dos 5 l/100 km, valor que está em linha com os híbridos mais eficientes.

Tomando como exemplo a mais recente versão híbrida do Toyota C-HR HEV a diferença é mínima. Na prática podemo-nos confrontar com médias superiores, tudo depende da condução. Uma coisa é certa a força transmita às rodas é sempre elétrica.