A Transfluid se esforça para simplificar as conversões híbridas

A série de transmissões híbridas HM foi projetada para ser instalada entre um motor de combustão interna com volante e carcaça padrão SAE e uma transmissão com entrada SAE. (Foto: Equipe KHL)

A variedade de projetos de sistemas de transmissão utilizados nos mercados industrial e marítimo historicamente apresenta desafios na conversão de motores a diesel para motores diesel-elétricos. A Transfluid, especializada em equipamentos de transmissão industrial, propôs-se a mudar isso desenvolvendo uma solução que simplifica o processo.

Com experiência na produção de equipamentos e transmissão de energia, além de motores/geradores elétricos, a empresa firmou parceria com fabricantes de baterias e controladores de motores para desenvolver a série de transmissões híbridas HM, um módulo híbrido oferecido em diversas versões, projetado para ser intercalado entre um motor de combustão interna com volante e carcaça padrão SAE e uma transmissão com entrada SAE. De acordo com a Transfluid, o resultado é uma solução mais padronizada.

“Nós fornecemos o módulo híbrido, o controlador, as baterias, o sistema de gerenciamento de baterias – tudo o que é necessário para transformá-lo em um veículo híbrido”, disse Chris Campbell, gerente geral da Transfluid. “Se você é um pequeno fabricante de máquinas que não tem recursos para fabricar um sistema híbrido, podemos mostrar como fazer isso em um curto espaço de tempo.”

Esse caminho pode levar apenas seis meses usando a série de soluções pré-desenvolvidas e “pseudo personalizadas” da empresa.

Design à prova de falhas

Muitos sistemas de conversão existentes possuem uma máquina elétrica (motorgerador) em um divisor que é montado diretamente no volante do motor, observou Campbell. Se o sistema falhar, o veículo ou embarcação "morrerá" ou você ficará apenas com a capacidade do motor.

Com o sistema de transmissão HM, o lado de entrada serve como uma embreagem controlada hidráulica ou pneumaticamente. Uma vez desengatado, o motor é desconectado da transmissão, permitindo que o veículo ou embarcação seja operado pelo motor elétrico com zero emissões e ruído mínimo. Se o motor estiver em uso, a embreagem é acionada e o motor elétrico se torna um gerador que pode recarregar as baterias, se necessário. Essa separação protege contra falhas inesperadas do sistema.

“Se o nosso sistema elétrico falhasse, ainda teríamos um motor a diesel”, disse Campbell. “Se o motor a diesel falhasse, ainda teríamos um motor elétrico.”

O sistema de transmissão HM fazia parte da repotenciação do Western Flyer, um icônico barco de madeira de 23 metros imortalizado em um romance de John Steinbeck. (Foto: Transfluid)

O motor e o motor elétrico também podem ser operados simultaneamente para ativar a operação "booster", que fornece torque extra ao sistema de transmissão durante a aceleração. De acordo com a Transfluid, isso pode permitir que os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) dimensionem o motor de combustão interna de forma mais otimizada para a aplicação.

Imóveis limitados necessários

A máquina elétrica pode ser montada em várias posições para fornecer o ajuste ideal para o compartimento do motor, seja em veículos e barcos novos ou para adaptação em equipamentos existentes.

É necessário um "espaço" limitado para a instalação, disse Campbell. É necessária apenas uma curta distância entre o motor e a transmissão – normalmente, apenas algumas centenas de milímetros de espaço.

“Precisamos que a posição da carcaça do volante fique voltada para a cabeça da transmissão híbrida para instalar o módulo híbrido”, disse Campbell. “Também precisamos de espaço para instalar as baterias no sistema, porque isso faz parte do sistema híbrido.”

Todas as operações são controladas por um controlador eletrônico proprietário que se comunica com o equipamento por meio do protocolo CAN Bus, permitindo uma solução simples, plug-and-play, acrescentou a Transfluid.

Fazendo história

Talvez uma das aplicações mais históricas e notórias do sistema de transmissão HM tenha sido parte da repotenciação do Western Flyer, um icônico barco de madeira de 77 pés construído em 1937 e mais conhecido por ter sido fretado por John Steinbeck para uma expedição de pesquisa de 1940 ao Golfo da Califórnia, que ele mais tarde relatou em The Log from the Sea of Cortez.

O barco foi recentemente restaurado pela Western Flyer Foundation e readmitido como embarcação de pesquisa pesqueira. Embora a fundação inicialmente pretendesse converter o barco para um modelo totalmente elétrico, acabou optando por um híbrido diesel-elétrico, capaz de ser movido principalmente a diesel, mas que pode alternar para o modo elétrico por breves períodos, conforme necessário, para fins de pesquisa.

Para a propulsão elétrica, dois motores elétricos de 100 hp permitem que o Flyer atinja a velocidade máxima no modo elétrico. (Foto: Transfluid)

O sistema consiste em um motor diesel John Deere 6135 turboalimentado de 6 cilindros em linha e 425 cv, acoplado a um módulo híbrido Transfluid HM3350, fornecido e com suporte da distribuidora de componentes para transmissão Palmer Johnson Power Systems. A Palmer Johnson também forneceu a transmissão marítima Twin Disc MGX516. Para a propulsão elétrica, dois motores elétricos de 100 cv permitem que o Flyer atinja a velocidade máxima no modo elétrico e realize operações de espera sem ruído.

O módulo HM3350 também possui três cabeçotes de tomada de força adicionais para acionar a bomba de direção, bem como uma bomba com embreagem para operar o equipamento de pesquisa. Extensões para os cabeçotes de tomada de força permitem uma integração perfeita com o motor diesel Tier 4 e o equipamento marítimo. A Transfluid forneceu o controle de propulsão, o sistema de comunicação CANBUS e todos os componentes para compor o sistema híbrido completo. O operador pode alternar do modo diesel para o modo elétrico com o toque de um botão e ativar ou desativar o sistema hidráulico a partir da ponte de controle.

Para armazenamento de energia, baterias de fosfato de ferro-lítio de 115 kWh fornecem autonomia no modo elétrico e alimentam os sistemas da casa.

O barco, cuja viagem inaugural estava prevista para o final de 2023, também pode ser carregado enquanto estiver em movimento no modo diesel, usando a energia do motor, ou enquanto estiver atracado, usando energia da costa.

Foto: Transfluid

Uma estreia para a Croácia

Em mais um movimento histórico, a Transfluid foi selecionada para fornecer seu sistema de transmissão híbrido HM para o primeiro catamarã híbrido construído em um estaleiro croata. Encomendado pela Autoridade de Reserva Pública de Lokrum, em Dubrovnik, o catamarã de alumínio de 15 metros transportará até 50 passageiros pelo Mar Adriático, entre Trsteno e Lokrum.

O sistema de propulsão híbrido HM2000, fornecido pela Transfluid, incorpora dois motores de 20 kW e duas baterias de 100 Ah, que permitirão uma navegação silenciosa e ecológica a velocidades de até 18 nós. O banco de baterias de tração dedicado e o modo de regeneração permitem alimentar os serviços de bordo durante a navegação com o motor térmico.

De acordo com a Transfluid, essa solução avançada não apenas reduz os poluentes atmosféricos, mas também contribui para uma melhor eficiência energética, reduzindo o impacto ambiental geral do catamarã.