A autonomia limitada, as longas paragens para carregar e os poucos postos de carregamento ainda afastam muitos condutores dos carros elétricos. O projeto europeu OPEVA reuniu 35 parceiros de nove países para enfrentar estas preocupações com inteligência artificial, um planeamento de rotas de distribuição que tem em conta a energia e uma gestão de baterias mais inteligente, que vigia cada célula – e no fim podes verificar se um carro elétrico é a escolha certa para ti em vez de um carro a gasolina.
Muitas pessoas ainda hesitam em comprar um veículo elétrico. Os motivos são conhecidos: o receio de que a bateria acabe antes do próximo posto de carregamento (a chamada ansiedade da autonomia), tempos de carregamento muito mais longos do que uma paragem numa bomba de gasolina e uma infraestrutura de carregamento que em muitos sítios ainda é irregular. Para as empresas que gerem frotas de distribuição, os mesmos problemas traduzem-se diretamente em perda de tempo e de dinheiro.
O projeto OPEVA, financiado pela UE, propôs-se eliminar alguns destes obstáculos. O objetivo era tornar os veículos elétricos mais fiáveis e mais eficientes do ponto de vista energético, tanto para condutores individuais como para frotas, combinando melhor software com melhor hardware de baterias.
O OPEVA, sigla de OPtimization of Electric Vehicle Autonomy, decorreu de janeiro de 2023 até ao final de abril de 2026 e recebeu apoio do programa de investigação da UE na área digital, da indústria e do espaço. O consórcio foi coordenado pela empresa francesa Pertimm e reuniu 35 parceiros de nove países europeus.
Segundo Tom Dizdarevic, investigador da Pertimm, a ideia central foi deixar de tratar cada problema em separado. «O nosso trabalho faz avançar o encaminhamento de veículos e a engenharia de baterias ao deixar para trás soluções isoladas, com um único objetivo, e caminhar para sistemas integrados, com vários objetivos e orientados pela IA, que mantêm a energia, a segurança e a proteção no centro das decisões», explica.
Grande parte do trabalho centrou-se na entrega na última milha, o troço final do percurso de uma encomenda até à porta do cliente. Ahmet Yazici, professor na ESOGU, aponta uma fraqueza do software existente: «As ferramentas tradicionais de encaminhamento otimizam um único objetivo e ignoram a realidade da operação de veículos elétricos: o consumo de energia, a autonomia limitada e o comportamento de carregamento.»
Para mudar isso, a equipa desenvolveu o KT9, um serviço de encaminhamento que tem em conta a energia. Em vez de procurar apenas a rota mais curta ou mais rápida, equilibra quatro objetivos em simultâneo:
Por trás do serviço está um algoritmo de pesquisa adaptativa de grandes vizinhanças combinado com recozimento simulado, um método inspirado no arrefecimento lento dos metais que ajuda a pesquisa a não ficar presa numa solução apenas «suficientemente boa». O sistema também tem em conta as características de cada veículo e fatores externos. «A entrega na última milha é um dos segmentos mais dispendiosos, congestionados e emissores da cadeia de abastecimento», afirma Yazici. Na sua opinião, um encaminhamento mais eficiente em termos energéticos reduz a ansiedade da autonomia, aproveita melhor as frotas e corta as emissões precisamente nas cidades, onde fazem mais mal.
O segundo pilar do OPEVA foi o sistema de gestão da bateria (BMS), o «cérebro» eletrónico que vigia o conjunto de baterias. Os parceiros desenvolveram algoritmos avançados para estimar o estado de saúde e o estado de carga da bateria, um controlo do motor tolerante a falhas, comunicação ótica e sem fios no interior do veículo e funcionalidades de cibersegurança que protegem estes sistemas contra ataques.
Dino Hrvanovic, investigador sénior no ViF, resume o efeito: «No seu conjunto, estas soluções melhoram o desempenho, a segurança e a fiabilidade das baterias dos veículos elétricos e a confiança dos utilizadores, apoiando ao mesmo tempo a mobilidade sustentável.»
Um dos resultados mais técnicos é uma unidade de gestão de células (CMU) desenvolvida com a empresa Sensichips. Consegue fazer espectroscopia de impedância, uma medição que revela o estado interno de uma célula de bateria, em células individuais enquanto a bateria está a funcionar, mesmo em grandes módulos de baterias industriais. «A nossa CMU introduz pela primeira vez a capacidade de medir espectroscopia de impedância ao nível das células individuais enquanto a bateria está em funcionamento», afirma Roberto Simmarino, presidente e diretor executivo da Sensichips. O objetivo, acrescenta, é usar a bateria a fundo e dar ao condutor informação fiável sobre a vida útil e a autonomia restantes.
O projeto produziu também modelos de aprendizagem federada e por reforço que preveem o estado das baterias em toda uma frota, um demonstrador de BMS inteligente de 48 V e sensores RFID passivos sem fios que monitorizam a temperatura e a deformação.
Todos estes componentes não ficaram no papel. O OPEVA validou-os em nove demonstradores em condições reais, o que permitiu aos parceiros ver como se comportam os algoritmos e os dispositivos fora do laboratório. «Graças à nossa abordagem colaborativa única, transformámos conceitos de investigação em sistemas funcionais, testados no terreno», afirma Dizdarevic.
Para muitos estudantes, o primeiro carro ainda está a alguns anos de distância, mas pode muito bem ser elétrico – e as encomendas que fazem online são cada vez mais entregues por carrinhas elétricas. Projetos como o OPEVA mostram que o medo de uma bateria vazia está a ser enfrentado não só com mais carregadores, mas também com software e sensores mais inteligentes. Mostram ainda onde estão carreiras interessantes: a eletromobilidade, a informática e a inteligência artificial, a engenharia de controlo e a logística cruzam-se neste domínio. Encontras mais pormenores no artigo da CORDIS sobre o projeto.
O OPEVA abordou as principais preocupações dos condutores de carros elétricos por dois lados. Na estrada, o serviço KT9 planeia rotas de entrega que equilibram distância, tempo, energia e pontualidade. No interior do veículo, novos algoritmos de gestão da bateria, medições ao nível das células e sensores sem fios dão uma imagem mais clara do estado de saúde e da autonomia da bateria. Testadas em nove demonstradores, estas soluções aproximam um pouco mais uma mobilidade elétrica fiável e eficiente.
Fonte: CORDIS, Comissão Europeia.
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