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Resultados prometedores para JOSPEL na fase final.

Há quase três anos, o projeto JOSPEL iniciou a desenvolver um novo sistema de climatização de alta eficiência energética para os veículos elétricos com base no efeito termoelétrico de Joule e Peltier. Desde então, os nossos parceiros têm trabalhado duramente para desenvolver e testar o sistema e, passados cerca de seis meses da conclusão do projeto, queremos dar um olhar mais profundo sobre alguns resultados, vantagens e potencialidades do sistema.
Em relação aos veículos normais, os veículos elétricos exigem soluções especiais de gestão térmica porque os seus motores e baterias não produzem calor da mesma maneira que os motores a combustão interna. Atualmente, a utilização de tecnologias HVAC "ordinárias" (aquecimento, ventilação e ar condicionado) reduz a gama potencial dos veículos elétricos até 25% - consequentemente, é necessária a inovação.

Com este desafio em mente, o projeto JOSPEL tem o objetivo de desenvolver o novíssimo e eficiente sistema de condicionamento de ar que otimiza a gestão do controlo da temperatura interna nos veículos elétricos utilizando uma abordagem integrada que combina um determinado número de tecnologias e aplicações inovadoras. Baseado nos efeitos termoelétricos de Joule e Peltier, o sistema inclui um eficiente isolamento da cabina do veículo, recuperação de energia das zonas de calor, maior duração da bateria mediante arrefecimento de Peltier, controlo eletrónico dos fluxos de potência e por último, mas não menos importantes estratégias de condução ecológica automatizadas. Com as forças conjuntas destas aplicações, o projeto visa reduzir a energia utilizada para o conforto dos passageiros de pelo menos 50% e a energia utilizada para o arrefecimento dos componentes em condições extremas de pelo menos 30% em relação aos veículos elétricos que atualmente se encontram no mercado.

As aplicações especiais oferecem numerosas vantagens

 

• Um sistema de aquecimento baseado no efeito Joule em chapas termoplásticas, ou o revestimento termoendurecível, está em condições de reduzir o consumo energético de pelo menos 30% em relação aos atuais aquecedores PTC e um sistema de arrefecimento baseado nas células Peltier pode reduzir o consumo de energia de pelo menos 25% em relação às atuais bombas de calor EV.
• Com as folhas de PMMA, as propriedades de isolamento serão melhoradas de pelo menos 15% em relação às atuais janelas de vidro.
>Desenvolvendo estratégias de controlo baseadas em modelos para fazer funcionar a bateria e o sistema de arrefecimento, o consumo energético do sistema de baterias será reduzido de 12% e a duração da bateria aumentará de 15%. A abordagem baseia-se em modelos elétricos e térmicos e em modelos de envelhecimento desenvolvidos em JOSPEL, mas os modelos foram projetados para serem implementados em qualquer hardware de gestão da bateria ou da energia.
• A plena integração de dispositivos e redes de comunicação no veículo fará reduzir o consumo elétrico EV de 6%.
Em relação aos sistemas atuais, o sistema de aquecimento e arrefecimento proposto implicará uma redução dos custos de pelo menos 30% se considera-se ambos os sistemas.
• Os diferentes sistemas de aquecimento e arrefecimento irão levar a uma redução de peso de 17 Kg, e a utilização de chapas em PMMA em vez dos vidros das janelas reduzirá o peso de mais 7 kg, com consequente redução do peso total de 24 kg por automóvel. Além de reduzir significativamente as emissões de CO2, esta redução de peso ajuda a reduzir o consumo de energia de 0,3 kWh por 100 km.
• Construindo um "Demo lab" completamente monitorizado com utilizadores reais é possível confirmar a experiência do utilizador sobre o aquecimento e arrefecimento nos veículos de testes.

 

Impacto na indústria EV - e na sociedade

Após a conclusão do projeto JOSPEL, uma nova série de sistemas de aquecimento e arrefecimento baseados nos efeitos Joule e Peltier estarão disponíveis para a adoção imediata da indústria EV junto com baterias mais ligeiras e eficientes, Vidros em PMMA com isolamento melhorado, módulos e sistemas de degelo e de recolha de energia e melhor comunicação ICT. A possibilidade de adoção no mercado foi garantida pela integração de materiais desenvolvidos pelo projeto, módulos e sistemas em dois veículos elétricos que foram testados em condições realísticas num laboratório de demonstração. Além disso, um plano empresarial completo acompanhado por análises LCA e LCC e um plano de comunicação contribuirão para facilitar a adoção no mercado. A abordagem holística de gestão da energia proposta por JOSPEL permitirá uma redução de 50% do consumo energético relativo aos sistemas de conforto dos passageiros, prolongando assim a duração da bateria de 15%.
A nível social, presenciamos a uma solicitação elevada dos consumadores de soluções de transporte verde - sobretudo para o transporto por estrada - como demonstrado pelo aumento de 100% sobre as vendas de veículos elétricos em todo o mundo de 2012 a 2013. Como acima referido, as tecnologias e os resultados de JOSPEL contribuirão a melhorar a eficiência dos veículos elétricos e a ampliar a sua autonomia, coisa que ajudará a reduzir um dos principais obstáculos para uma mais ampla introdução no mercado. Querendo dar mais um passo para frente, as maiores vendas de EV irão traduzir-se numa redução das emissões de CO2, um menor consumo de combustíveis fósseis, e poupanças económicas e ambientais que, consequentemente, conduzirão a uma sociedade mais limpa, mais saudável e mais sustentável.

 

Melhorar a competitividade da indústria da UE

Além das vantagens acima citadas, JOSPEL também irá contribuir a melhorar a competitividade da indústria europeia e criar conhecimentos para garantir a transformação de uma base a elevada exploração dos recursos, para uma base a elevada exploração dos conhecimentos. Isto pode ser feito unindo a ciência (três centros de pesquisa aplicada) com a indústria (sete parceiros PME e três grandes empresas), para explorar as novas oportunidades de pesquisa emergentes no campo do aquecimento e do arrefecimento, sistemas de comunicação e isolamento para veículos elétricos e relativo processamento dos materiais, assim como para garantir a difusão e o uso apropriado dos resultados de Pesquisa e Desenvolvimento nas PME .

Resultados até agora prometedores

Durante a reunião do projeto em novembro de 2017, JOSPEL resolveu a instalação das diversas tecnologias nos dois veículos de demonstração fabricados por ALKE (Itália) e DOK-ING (Croácia) e a este ponto, o projeto obteu as seguintes melhorias em termos de redução de energia:

• • Sistema de aquecimento baseado no efeito Joule - redução de 30%
• • Sistema de arrefecimento baseado nas células Peltier - redução de 25%
• • Consumo da bateria graças à gestão térmica otimizada: redução de 12%
• • Gestão térmica de outros componentes EV e tecnologias de condução ecológica - redução de 12%
• • Peso reduzido e melhor isolamento da cabina: redução de 12%

Como se pode constatar, os primeiros resultados medidos são prometedores. No fim do projeto – em outubro de 2018 - JOSPEL organizará um evento final junto com o parceiro do projeto, as estruturas de CTAG em Vigo, Espanha para apresentar os resultados finais. O evento oferecerá também a oportunidade de ver a máquina final com todas as tecnologias desenvolvidas.
Agora, o consórcio JOSPEL está a entrar nos últimos seis meses do projeto e, atualmente, o plano de desenvolvimento está em fase de definição, mas já nesta fase o projeto teve um potencial interesse do setor de plástico, automobilístico e energético.

 

The Jospel Project