A transição do Motor de Combustão Interna (ICE) para o trem de força elétrico representa uma reformulação fundamental do automóvel. Esta evolução vai além do sistema de transmissão e abrange componentes auxiliares, um dos quais é o Compressor de Ar do Veículo. Este componente é fundamental para o controle climático da cabine e outras funções pneumáticas. Os paradigmas operacionais dos EVs e veículos ICE necessitam de diferenças significativas no projeto, operação e integração do Compressor de Ar do Veículo.

Divergência Funcional Central

Basicamente, a função de um compressor de ar veicular – comprimir refrigerante ou ar – permanece consistente. No entanto, o seu papel nos sistemas mais amplos do veículo diverge significativamente com base no tipo de motorização.

Fonte de energia e mecanismo de acionamento

• Compressor de ar para veículos ICE:

  • Acionamento Mecânico: O compressor é fisicamente aparafusado ao motor e acionado por uma correia serpentina. Seu funcionamento está diretamente acoplado à rotação do motor.

  • Dependência do motor: A embreagem do compressor engata e desengata sob demanda, mas quando ativa, sua velocidade de rotação e consumo de energia são proporcionais às RPM do motor. Isso pode levar a ineficiências, especialmente em marcha lenta ou em baixas velocidades.

• Compressor de ar para veículos EV:

  • Acionamento elétrico: O compressor é um componente independente de alta tensão alimentado diretamente pela bateria de tração do veículo.

  • Independência do Sistema: Opera como unidade autônoma, com motor elétrico próprio. Sua velocidade é controlada eletronicamente, independente de qualquer acionamento mecânico, permitindo uma modulação precisa.

Impacto na eficiência e no consumo de energia

• Compressor de ar para veículos ICE:

  • Contribui para a perda parasitária do motor. Quando engatado, exerce uma carga mecânica direta no motor, aumentando o consumo de combustível. Esta carga varia com a demanda do compressor e a rotação do motor.

  • A eficiência geral do sistema é menor devido às perdas de conversão de energia (química -> térmica -> mecânica -> pneumática/resfriamento).

• Compressor de ar para veículos EV:

  • Seu consumo de energia provém diretamente da bateria, o que impacta diretamente na autonomia do veículo.

  • A eficiência é maior na cadeia de conversão de energia (química -> elétrica -> mecânica -> pneumática/resfriamento). Além disso, a sua capacidade de funcionar a velocidades ideais, independentemente da velocidade do veículo, reduz o desperdício de energia.

Projeto, Integração e Sistemas de Controle

• Compressor de ar para veículos ICE:

  • Embalagem: Projetada para suportar altas temperaturas sob o capô e vibrações do motor. Sua localização é limitada pela necessidade de roteamento da correia.

  • Controle: normalmente usa um sistema de engate cíclico da embreagem para manter a temperatura da cabine, o que pode levar a flutuações de temperatura.

• Compressor de ar para veículos EV:

  • Embalagem: Pode ser localizado de forma mais flexível, muitas vezes integrado a outros componentes eletrônicos de potência para resfriamento otimizado. Ele foi projetado para um ambiente acústico mais silencioso.

  • Controle: possui controle eletrônico sofisticado. Muitos são compressores de velocidade variável ou do tipo scroll que podem funcionar continuamente em velocidades variadas para um controle de temperatura mais preciso e maior eficiência, especialmente em configurações de bomba de calor.

Gerenciamento térmico e funções adicionais

• Compressor de ar para veículos ICE:

  • A sua função principal é quase exclusivamente o conforto da cabine (A/C) e, em alguns casos, a suspensão pneumática.

  • O calor residual do motor é frequentemente utilizado para aquecimento da cabine.

• Compressor de ar para veículos EV:

  • É uma parte crítica de um sistema de gerenciamento térmico maior e mais complexo.

  • Além do conforto da cabine, o Compressor de Ar do Veículo em um sistema de bomba de calor é essencial para transferir calor para aquecer a cabine de forma eficiente, conservando a energia da bateria.

  • Em alguns projetos, também pode contribuir para o resfriamento da bateria de alta tensão, tornando-a essencial tanto para o desempenho quanto para a longevidade.

Ruído, vibração e aspereza (NVH)

• Compressor de ar para veículos ICE:

  • Seu ruído de operação costuma ser mascarado pelos sons do motor e do escapamento. O engate da embreagem pode produzir um clique perceptível e uma alteração na carga do motor.

• Compressor de ar para veículos EV:

  • Na cabine silenciosa de um VE, o som do Compressor de Ar do Veículo é mais perceptível. Portanto, um esforço significativo de engenharia é dedicado para tornar sua operação o mais silenciosa possível, muitas vezes levando ao uso de designs mais silenciosos do tipo scroll.

O Compressor de ar para veículos num veículo eléctrico não é apenas uma adaptação do seu homólogo ICE; é um componente reprojetado que reflete os requisitos distintos de um trem de força elétrico. A mudança de uma unidade acionada mecanicamente e dependente do motor para um módulo acionado eletricamente e controlado de forma independente resulta em diferenças fundamentais em eficiência, integração, controle e papel geral na arquitetura do veículo. Compreender essas distinções é crucial para apreciar as considerações de engenharia por trás do design moderno de veículos elétricos.