Turntide Technologies: Híbridos ganham um novo visual

Na pressa pela eletrificação, parecia que a hibridização era frequentemente ignorada como uma etapa do processo de descarbonização.

“Em um mundo evolucionário, você migraria para o ICE (motor de combustão interna), para o híbrido e, em seguida, para o 100% EV (veículo elétrico). Esse é um processo evolucionário normal”, observou Steve Hornyak, presidente e CEO da Turntide Technologies. Isso não se confirmou para muitas montadoras e seus fornecedores.

Steve Hornyak, presidente e CEO da Turntide Technologies.

“Houve um grande salto porque havia pressões sociais e econômicas significativas para migrar diretamente para veículos elétricos [devido] ao esforço de descarbonização que estava acontecendo em todo o mundo”, disse Hornyak. Os governos ajudaram a financiar a mudança com incentivos e, em alguns casos, a tornaram obrigatória, forçando a indústria a seguir esse caminho.

Agora, está cada vez mais claro que a descarbonização não precisa ser uma questão de tudo ou nada. "Haverá partidas em que a melhor opção para [uma máquina] será um modelo ICE puro, a diesel ou a gás. Pode haver outras em que um veículo elétrico puro seja uma aplicação e um propósito fundamentalmente melhores", afirmou Hornyak. "E há aquelas no meio termo, onde o híbrido se encaixa perfeitamente."

Mais alcance, menos custo

Com um híbrido, você pode reduzir o tamanho do motor de combustão interna e complementá-lo instalando um motor elétrico em linha, destacou Hornyak.

“Normalmente, o motor em linha é a melhor maneira de fazer isso, e então você obtém essa 'fera' de altíssimo desempenho em um modelo menor e compacto que queima menos combustível, percorre mais distância com um tanque de gasolina ou diesel e é melhor para o meio ambiente do que um motor maior, mas não tão bom quanto um veículo elétrico puro”, disse ele.

Ele continuou afirmando que um híbrido pode ser a melhor escolha para muitas aplicações hoje em dia, principalmente onde a ansiedade de alcance é uma preocupação e o uso totalmente elétrico de bateria não é prático, como em certos tipos de veículos comerciais.

Aplicações marítimas oferecem um mercado promissor para a hibridização. Na foto, o barco de trabalho híbrido FollaPower 50EL. (Foto: Damen Shipyards Group)

Aplicações marítimas também são um mercado promissor. "Estamos vendo muita demanda na indústria marítima [para fornecer] a capacidade de barcos, sejam eles comerciais ou não, percorrerem distâncias maiores, terem mais potência com um formato menor, sem a necessidade de baterias gigantes."

Em nível de sistema, a hibridização pode se mostrar uma solução prática para o sistema hidráulico. A adição de um ou mais motores elétricos para alimentar o sistema pode permitir a utilização de um motor a diesel menor, o que, segundo Hornyak, reduz os custos iniciais e é mais econômico a longo prazo.

“Agora, com a hibridização, você está entrando no clima em que a ênfase não é necessariamente salvar o planeta. É ecológico... mas é ecológico em termos de economia de dinheiro”, disse Hornyak. “Opera com mais eficiência e eficácia, consome menos combustível, tem custos operacionais mais baixos e proporciona maior desempenho. Então, ele faz tudo isso e, aliás, é ótimo para o meio ambiente.”

A hibridização, assim como o MCI, provavelmente continuará existindo por muito tempo, continuou ele. "Agora, será que, com o tempo, o MCI se tornará uma aplicação de nicho e os híbridos e os veículos elétricos dividirão a diferença? Sim, acho que isso acontecerá com o tempo. Mas isso levará mais de 10 anos. Até lá, teremos uma combinação saudável dos três em todos os tipos de aplicações."

Escolha ideal para híbridos

Combinar o motor e o motor corretos é crucial para híbridos. Enquanto os motores de fluxo radial tendem a ser mais comuns em muitos cenários, os motores de fluxo axial podem oferecer vantagens distintas quando se trata de hibridização, disse Hornyak, como um perfil menor, menor peso e maior densidade de potência.

“Você obtém maior torque, mais potência, menor consumo de combustível fóssil em um pacote mais eficiente em termos de espaço do que você obteria com qualquer outra tecnologia disponível hoje”, afirmou ele.

Se você tem o tamanho e o espaço para colocar [um motor radial] e não se importa em comprar algo maior para produzir a mesma potência, tudo bem. Mas, na maioria das vezes, em híbridos, o espaço é limitado porque você tem um motor e um motor e está tentando colocá-los no mesmo espaço que tinha o motor antes, e você não quer reprojetar o veículo inteiro.

Motores de fluxo axial, como o AF430S da Turntide, oferecem vantagens como perfil menor, menor peso e maior densidade de potência. (Foto: Turntide Technologies)

Um motor de fluxo axial, ou “panqueca”, normalmente permite que tanto o motor quanto o motor se ajustem ao tamanho original, disse Hornyak.

Por exemplo, a Turntide está atualmente trabalhando com uma grande empresa global da Índia testando seu motor de fluxo axial em veículos comerciais leves. "Eles literalmente disseram: 'Steve, não podemos mudar o design, a arquitetura ou a estrutura deste veículo, mas o que queremos fazer é ter um motor diesel menor e, em seguida, alinhar o fluxo axial com ele no mesmo espaço'. Eles não podiam usar nenhum outro tipo de tecnologia. Tinha que ser fluxo axial."

Os motores de fluxo axial estão disponíveis em uma ampla gama de configurações. "Portanto, há diversas maneiras de configurar este motor pancake para atender às suas necessidades", disse Hornyak. "Uma das características únicas do Turntide é que temos um sistema de alto volume e altamente configurável, em vez de um projeto de motor pronto para uso ou de uma oficina especializada. Unimos o melhor desses dois mundos."

Colaboração de mãos dadas

Para ajudar a determinar a solução certa, o grupo de sucesso do cliente e engenharia de aplicação da Turntide trabalha em estreita colaboração com as equipes internas do OEM ou com integradores de sistemas para garantir que o cliente tenha a solução ideal.

“Estamos trabalhando lado a lado com eles para ajudar a entender sua aplicação e garantir que montemos o motor de fluxo axial correto, a configuração correta desse motor e o emparelhemos com o inversor adequado”, explicou Hornyak.

A Turntide trabalha em estreita colaboração com os clientes para identificar a combinação certa de motores de fluxo axial para atender às suas necessidades. (Foto: Becky Schultz)

Considere uma aplicação recente em que um fabricante de equipamentos originais (OEM) do setor marítimo tinha um projeto que envolvia um comprimento axial apertado, diâmetro desafiador e requisitos de torque de alto rendimento. Isso exigia um motor com alto torque em um pacote compacto para otimizar o layout do sistema de transmissão. O projeto e a entrega da amostra eram necessários em cinco meses, com todo o programa concluído em 18 meses.

O sistema híbrido — entregue dentro do prazo apertado — proporcionou redução significativa de ruído, o que beneficiou a aplicação alvo em embarcações de recreio, melhorou as manobras durante a atracação e gerou economia de custos porque o motor fornecia propulsão e geração de energia.

Em outro exemplo, o fabricante de equipamentos originais (OEM) precisava converter um caminhão basculante rígido com capacidade de carga útil de 291 toneladas para operar com um sistema de célula de combustível de hidrogênio. O sistema incluiria motores elétricos para acionar funções auxiliares importantes, incluindo duas bombas hidráulicas.

Este projeto envolveu a adaptação de componentes tradicionais movidos a diesel com um trem de força elétrico, mantendo o desempenho, a confiabilidade e a eficiência do caminhão em ambientes de mineração. O projeto foi dividido em duas etapas. O sistema hidráulico, composto por duas bombas que acionam a direção, os freios, o guincho e o sistema de arrefecimento dos freios, foi o primeiro a ser eletrificado.

A equipe da Turntide identificou a configuração e as especificações corretas do motor de fluxo axial para atender aos requisitos do fabricante original (OEM). Os motores de fluxo axial otimizaram o gerenciamento térmico e de energia, permitindo ao fabricante criar uma plataforma agnóstica que reduz custos operacionais, minimiza o impacto ambiental e é adequada para tecnologias personalizadas de baterias, células de combustível e híbridas. A transição também possibilitou a escalabilidade futura da eletrificação.

“Os motores de fluxo axial”, comentou Hornyak, “são simplesmente uma tecnologia fenomenal para a próxima geração de veículos elétricos e hibridização”.