Eis como a Volkswagen conseguiu reduzir quase pela metade o consumo do ID.Polo.
Os engenheiros por trás desse conceito ultraeficiente revelam a origem do protótipo e as estratégias utilizadas para reduzir o consumo de energia.
Ela estabeleceu três recordes de eficiência… e pode buscar outros ainda. A Volkswagen Mission Efficiency apresentou um consumo elétrico de 7,51 kWh/100 km durante uma primeira viagem rodoviária, realizada neste verão, entre Wolfsburg (Alemanha) e Viena (Áustria). Desenvolvida em grande parte com elementos do novo Volkswagen ID.Polo — ao qual acompanha no lançamento comercial —, este veículo experimental dá especial atenção à aerodinâmica.
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0,158 de Cx
Trata-se de um primeiro recorde para um veículo “homologado para uso rodoviário”, segundo o Rekord-Institut für Deutschland (RID), concorrente alemão do famoso Guinness World Records. O coeficiente de arrasto (Cx), determinante para a eficiência de um VE, fica aqui em 0,158.
Alguns valores de Cx atuais
Volkswagen Mission Efficiency (conceito): 0,158
Mercedes Vision EQXX (conceito): 0,17
Forthing Xinghai S7 (série): 0,191
Xiaomi SU7 (série): 0,195
Lucid Air (série): 0,197
Mercedes EQS (série): 0,20
Hyundai Ioniq 6 (série): 0,21
Tesla Model 3 (série): 0,219
Geely Galaxy TT (série): 0,22
Volkswagen ID.Polo (série): 0,26
Isto se destaca já à primeira vista. A proa é arredondada, as superfícies são lisas e o perfil se aproxima ao máximo da forma de gota d’água, a forma ideal no mundo da mecânica dos fluidos (Cx: 0,045).
Além disso, o habitáculo reduzido e a tampa do motor rebaixada contribuem para diminuir a área frontal. Neste modelo ela é de 2,08 m², contra 2,33 m² em um ID.Polo. O SCx, resultado da multiplicação de Cx pela área frontal, fica em 0,328. O modelo urbano apresenta uma pontuação de 0,615 (o que indica um Cx exato de 0,264…).
Dimensões do Volkswagen Mission Efficiency:
Comprimento: 4,77 m
Largura: 1,74 m
Altura: 1,39 m
Entre-eixos: 2,70 m
Mais além, outras sutilezas se destacam, permitindo ganhos de alguns milésimos de ponto em Cx em condições reais. Observe o carro de frente: você verá três aberturas. As persianas se abrem e fecham conforme a necessidade de resfriamento. O aerodinamicista Sven Lange, um dos responsáveis pelo projeto, explica melhor: “Durante a condução, utilizamos principalmente as pequenas aberturas laterais. A persiana central foi aberta apenas para garantir o resfriamento durante a recarga”. Assim, otimizamos de acordo com as situações.
Olhe novamente para o carro de frente. Você verá duas protuberâncias na parte dianteira das rodas dianteiras, que permitem desviar o fluxo. Uma solução elegante, mas não tão fácil de ser adotada em um veículo do dia a dia. “Aqui, temos apenas um tipo de pneu e um único tipo de roda”, explica Sven Lange. “Em um carro como o ID.Polo, existem vários tipos. Aqui, pudemos moldar a forma sob medida, o que é mais problemático em produção em série”. Neste veículo experimental, os técnicos também permitiram um pequeno espaço livre no chão na parte dianteira, um ângulo de ataque pouco adequado para calçadas ou uma distância muito pequena entre os pneus e as bordas das rodas.
Falando sobre a influência negativa das rodas, destacamos que os pneus são do modelo Continental, derivado dos EcoContact 7 do catálogo, com laterais arredondadas que favorecem mais a penetração no ar. As rodas rígidas também reduzem alguns “pontos”, como dizem os especialistas em aerodinâmica (milésimos de ponto), no valor do Cx. Na traseira, elas possuem estruturas especiais para limitar seu impacto.
E os espelhos retrovisores? O XL1 – veículo aerodinâmico da VW dos anos 2010 – contava com câmeras para se livrar desses detestáveis perturbadores do fluxo de ar. Sven Lange justifica a dispensa delas: “Primeiro, queríamos usar elementos da série. Além disso, a câmera afeta a aerodinâmica, pois precisa ser instalada em suportes longos por motivos de homologação. Isso custa cerca de 5 pontos (ou seja, 0,005 de Cx), contra 6 (0,006) nos espelhos retrovisores convencionais. Também é preciso instalar telas internamente, que consomem energia. E, por fim, um espelho retrovisor tradicional é muito mais confortável para o motorista.”
A VW ainda incluiu alguns extras, como painéis solares de 370 watts no capô. Em teoria e dependendo do clima, eles podem gerar cerca de trinta quilômetros de autonomia.
A marca, por outro lado, evitou mecanismos extremamente complexos como os atuadores de plasma de ficção científica. Um dispositivo desse tipo também requer energia, segundo um especialista no assunto… Aliás, a possibilidade de usar o carro no dia a dia em condições reais fazia parte das preocupações dos projetistas. “Não se trata apenas de um delírio de engenheiro; é também um carro que precisa ser prático”, continua Sven Lange.
Não muito distante da versão em série
Vamos verificar a bordo. A posição de direção horizontal mais natural, o para-brisa estreito e arredondado, a proximidade com o passageiro… A atmosfera esportiva lembra a XL1, mas o espaço é ainda muito maior. Há também uma sensação de déjà-vu. Em frente a nós, encontramos o volante capacitivo do ID.Polo. Podemos ver também o pequeno painel de instrumentos dos antigos ID.3. A tela central é uma tablet removível que pode ser colocada no colo durante a recarga. E por que não?
Para se acomodar nos assentos traseiros, é preciso recorrer mais às técnicas (tão elogiadas no YouTube) de taí-chi-chuan. Embora o espaço para os joelhos seja surpreendentemente aceitável, a altura até o teto é obviamente limitada. O encosto grosso na região das costas serve mais à estética do que à ergonomia. Isso continua sendo um conceito.
Vamos falar sobre o porta-malas. O espaço é estreito e profundo, mas a capacidade de carga é mais que suficiente (481 litros). Os engenheiros também pensaram em armazenamentos adicionais de cerca de vinte litros atrás das rodas traseiras… Lá também é estreito. Isso é, claro, consequência de um eixo traseiro “de tamanho reduzido” — encurtado em 17 cm — para diminuir a distância entre eixos. O objetivo era se aproximar da forma em gota de água exigida pela mecânica dos fluidos. “Esse foi um dos maiores desafios durante a fase de concepção”, admite o engenheiro. De fato, o eixo de série do ID.Polo estava posicionado um pouco baixo demais para se obter a estrutura perfeitamente aerodinâmica e que subisse gradualmente em direção à proa, como sonhado nos testes em túnel de vento. Molas e amortecedores foram realocados.
Peças do ID.Polo
80 % das peças do Mission Efficiency são provenientes da série e da plataforma MEB+ do ID.Polo. A preocupação com o realismo (e, provavelmente, com os custos) levou a VW a limitar o uso de materiais exóticos. Apenas uma parte das asas, das portas ou do capô foi feita com compósitos. De acordo com nossas informações, o carro pesaria cerca de 1.600 kg, o que é o dobro do peso de um XL1.
Isso é mais uma prova de que a aerodinâmica tem maior importância do que o peso no balanço energético de um veículo elétrico, especialmente em altas velocidades. Ilustração com o sedã ID.7: se reduzirmos o Cx em 0,001, a autonomia aumenta em 1,2 km. Para obter o mesmo resultado trabalhando com a massa, seria necessário remover 9 kg. Isso é especialmente sensível em velocidades de estrada; a VW afirma uma melhoria de 30% na eficiência acima de 80 km/h. Ou, invertendo o raciocínio, um consumo semelhante entre um ID.Polo a 100 km/h e um Mission Efficiency a 140 km/h.
Toda a cadeia de potência vem do ID.Polo. É composta, entre outros componentes, pela nova unidade APP290, localizada na parte dianteira, como no modelo urbano. Nesta versão, ela gera 135 cv.
Dados técnicos:
Plataforma: MEB+ tração traseira
Bateria: 54,9 kWh (líquido)
Composição: níquel-manganês-cobalto (NMC)
Carregamento em pico: 105 kW
Potência: 135 cv
0-100 km/h: 9,0 s.
Velocidade máxima: 160 km/h
Também é utilizado um conversor de frequência caseiro que emprega semicondutores de carboneto de silício (SiC), os mesmos presentes no modelo de produção em série. Esses “transistores”, mais caros, permitem obter uma eficiência significativamente maior. As estimativas variam de 5 a 10 %. Além disso, o pacote inclui a bateria com células prismáticas denominadas “Unified Cell”. As células de níquel-manganês-cobalto (NMC) e o sistema de gestão são os mesmos, mas há uma diferença: a capacidade aqui é de 54,9 kWh, contra 52 kWh no ID.Polo.
Na verdade, a margem que separa a capacidade bruta da capacidade líquida foi reduzida. “Essa é a única flexibilidade que permitimos a nós mesmos”, explica Jannis Springer, um dos responsáveis pelo departamento de inovação da VW. “Isso nos permitia ter certeza de que chegariamos a Viena com carga suficiente. Mesmo que, no final, isso não tenha sido útil.”
O protótipo realmente chegou às margens do Danúbio com 164 km de autonomia restantes após sua única recarga prevista. Os três quilowatt-hora economizados não fizeram diferença significativa.
Dois anos e meio de desenvolvimento
A VW visava um consumo inferior a 10 kWh/100 km. Porém, no início do desenvolvimento — iniciado em dezembro de 2023 —, as simulações não eram tão formais. Sven Lange disse: “Utilizamos muito os softwares de CFD (Computational Fluid Dynamics), com cerca de 300 modelos diferentes. Acredito que também passamos de 100 a 150 horas no túnel de vento”.
Jannis Springer: “Nos últimos meses, à medida que o veículo ganhava uma forma mais concreta e tangível, tivemos a certeza de que poderíamos atingir as metas. A possibilidade real de conseguirmos isso só se tornou evidente nas últimas semanas”.
Os três recordes validados pelo Rekord-Institut für Deutschland (RID):
Cx para um veículo homologado: 0,158
Consumo em condições ideais em circuito: 6,48 kWh/100 km (ar-condicionado desligado, percurso plano, velocidade constante)
Consumo em estrada para a sua categoria: 6,89 kWh/100 km (7,51 kWh considerando as perdas na recarga)
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O objetivo da Missão Efficiency era também aproximar-se, ou até superar, alguns recordes estabelecidos nos últimos anos. Um deles era o consumo registrado neste verão pelo Geely Galaxy TT, em alta altitude, na China. Outro alvo era o conceito Vision EQXX da Mercedes. Se as rivalidades, às vezes acirradas, entre os fabricantes podem nos levar ao caminho da eficiência...