Reboques eletrificados visam transformar a eficiência do transporte rodoviário

Um trailer eletrificado da Range Energy. (Foto: Range Energy)

Falar em eletrificação de caminhões pesados geralmente se refere à eletrificação de um trator Classe 8. O foco de Ali Javidan, no entanto, é eletrificar os reboques que esses tratores rebocam. A ideia é simples: instalar energia elétrica em qualquer reboque para acionar as rodas do reboque e fornecer suporte de propulsão ao trator, minimizando o arrasto sempre que possível. Para tratores a diesel, o resultado é uma solução híbrida elétrica que pode proporcionar melhorias significativas na eficiência de combustível.

Parece que Javidan — fundador, presidente e diretor de tecnologia (CTO) da Range Energy, fornecedora de soluções de eletrificação com sede na Califórnia — está no caminho certo. A Power Progress informou recentemente que a empresa garantiu um financiamento adicional de US$ 23,5 milhões para reforçar programas piloto para clientes e apoiar a produção em larga escala de reboques movidos a bateria. E Javidan afirmou que uma grande frota de caminhões dedicados com a qual a empresa está trabalhando conseguiu obter ganhos significativos em eficiência de combustível quase imediatamente.

“Acho que a média entre os veículos nesta rota é de 13,9 km/l na cabine diurna a diesel padrão”, disse Javidan. “Quando chegamos... nos conectamos. Sem conexões de dados — todas as companhias aéreas padrão e tudo mais, mas sem novas conexões de dados e sem treinamento. Conseguimos aumentá-las para 23,7 km/l imediatamente.”

A história da origem

Segundo Javidan, não é nenhuma surpresa que ele esteja desenvolvendo tecnologia inovadora para reboques.

“O trailer sempre foi parte da minha vida desde que me lembro”, disse Javidan.

Ele disse que tinha 14 anos quando dirigiu um veículo com reboque pela primeira vez e, no início de sua carreira, Javidan fabricava reboques personalizados para amigos. Mais tarde, quando trabalhou na Tesla, foi um dos poucos membros da equipe a saber dirigir um caminhão e um reboque para testar os protótipos do Model S e do Roadster. Some-se a isso a formação de Javidan como engenheiro, e não demorou muito para que ele começasse a se perguntar por que os reboques não eram motorizados e não tinham controles melhores.

“Tudo começou por volta de 2008 ou 2009, quando alguns dos primeiros engenheiros da Tesla estavam sentados atrás de um Tesla Roadster, pensando: será que conseguiríamos levar esse Roadster da área da Baía de São Francisco até Los Angeles com uma única carga?”, disse Javidan. “E a ideia era: e se colocássemos uma bateria em um trailer e puxássemos atrás de um trailer com um cabo umbilical?”

É uma ideia que ficou adormecida até a pandemia, quando Javidan, como tantos outros ao redor do mundo, de repente se viu com tempo de sobra. Ele também buscava fazer algo que tivesse um impacto positivo significativo nos veículos comerciais. Enquanto muitas startups eletrificavam o motor principal — o trator — a ideia de um reboque eletrificado retornou a Javidan.

“Meu foco principal era conseguir o máximo possível de milhas descarbonizadas nas estradas com profissionais”, disse ele. “E considerando que temos 3,5 milhões de reboques Classe 8 nos Estados Unidos, esta é uma área de grande impacto.”

Javidan acrescentou: “Nós o desenvolvemos especificamente para que ele pudesse atender à frota existente de tratores a diesel, mas também representasse uma grande melhoria no modelo elétrico movido a célula de combustível de hidrogênio — seja qual for o futuro da mobilidade”.

Facilidade de instalação

Cada kit de eletrificação Range Energy contém uma bateria de alta tensão, um eixo eletrificado (e-axle) e um conjunto de sensores que detectam o movimento do trator. Como o currículo de Javidan incluía uma certificação de Excelência em Serviços Automotivos (ASE), além de experiência em gerenciamento de técnicos de serviço na Tesla, essa tecnologia foi projetada para ser aplicada de forma fácil e rápida a qualquer reboque.

“Literalmente, você pode receber um de nossos kits de eletrificação em seu quintal, digamos, às 8h da manhã”, disse Javidan, “e por volta das 13h, ele estará instalado em seu trailer e nas estradas, proporcionando 70% mais economia de combustível em seu trator”.

Javidan explicou: “O módulo de tração, onde fica o eixo elétrico, é uma troca direta de um para um com o bogey de suspensão existente. Assim, o tandem desliza para fora e o tandem eletrificado desliza para dentro. É muito simples. O slider ainda funciona. Todas as conexões são as mesmas.”

A caixa da bateria de alta tensão é instalada usando uma empilhadeira.

“Basicamente, atrás de onde ficariam as saias de ar em um trailer de 16 metros, temos um processo em que você traz sua empilhadeira, levanta a caixa para o chão do trailer pelo lado de fora e, em seguida, você tem vários pontos de fixação”, disse ele. “Acione a pistola de impacto, aperte tudo, solte. E então você faz algumas interconexões entre o controle deslizante e o módulo da bateria, e pronto.”

Javidan acrescentou que a instalação não requer fiação interna no trailer, nem soldagem ou retificação.

"Você nem precisa pegar a serra para fazer um furo em nada", disse ele. "É isso que quero dizer com instalação rápida e simples."

Ele disse que o kit também pode ser removido de um trailer existente e transferido para outro, se necessário, em cerca de oito horas.

“Normalmente, usaremos sua rede de concessionárias ou os instaladores que você já utiliza”, disse Javidan sobre a instalação do sistema. “Os instaladores das suas unidades frigoríficas, por exemplo, também farão a instalação.”

Além da propulsão do trator, o sistema Range pode ser usado para alimentar refrigeração e portas traseiras, melhorando ainda mais a eficiência de combustível e reduzindo as emissões.

Carregamento Flexível

Para recarga, Javidan disse que o sistema tem como alvo duas fontes de energia.

"Uma delas é: se você já começou a instalar o carregamento rápido CC no seu quintal, vamos aproveitar isso", disse ele. No entanto, Javidan acrescentou que isso é mais a exceção do que a regra.

“O mais comum é uma frota refrigerada, por exemplo, que tem ampla energia em terra na doca de carga, de 480 V trifásico e 30 A, mas nenhuma outra maneira de carregar nada”, disse ele. “E eles têm uma rota diária e estacionam à noite. Essa é a maioria das frotas com as quais trabalhamos atualmente.”

Como resultado, a solução Range aproveita principalmente a infraestrutura de CA existente na doca de carga para carregamento noturno ou ocasional. A frenagem regenerativa contribui para a recarga enquanto o caminhão está em operação.

Melhorando a estabilidade

Os reboques motorizados da Range também contribuem para a estabilidade durante a condução. A empresa anunciou recentemente a conclusão dos testes de inverno do seu sistema. A Range afirmou que os testes validaram o desempenho, a segurança e a confiabilidade de sua tecnologia em condições de estrada associadas a temperaturas negativas.

Realizados no norte de Michigan, a Range afirmou que seus engenheiros realizaram testes que avaliaram a capacidade do sistema de operar no gelo e na neve. A empresa observou melhorias na distância de frenagem, bem como na proteção contra o efeito "jackknifing".

A Range afirmou que colabora com a ZF para garantir que seu sistema se integre perfeitamente aos sistemas de frenagem e controle de estabilidade existentes. Os testes confirmaram que esses sistemas trabalham em conjunto para tornar o trator e o reboque combinados mais seguros e fáceis de controlar.

“Podemos auxiliar o trator tanto na aceleração quanto na frenagem quando a tração é limitada e controlar a combinação de forma mais previsível do que um reboque tradicional”, disse Javidan.

Um dos principais focos dos testes foi o sistema de controle de tração interno da Range, que auxilia o trailer quando a tração é limitada, informou a empresa. O desempenho da frenagem foi testado para evitar interrupções no sistema ABS e reduzir a distância de frenagem além do desempenho básico do trailer.