A Nissan colocou no mercado um sistema de tração às quatro rodas elétrico, com algumas funções inéditas. Saiba quais foram os desafios no desenvolvimento do e-4orce, como funciona e que vantagens pode oferecer.
A Nissan tem uma longa tradição em sistemas de quatro rodas motrizes, seja em veículos todo-o-terreno, como o Patrol, seja em super-desportivos, como o GT-R.
Esses são sistemas mecânicos, já com uma importante componente eletrónica mas desenvolvidos de forma clássica com elementos tradicionais em que o veio de transmissão desempenhava um papel vital.
Por mais que os sistema de controlo de tração, para veículos de duas rodas motrizes, tenham evoluído muito, nos últimos anos, a verdade é que há situações em que apenas os 4×4 são a solução.
Nos mercados de países mais invernosos, com condições atmosféricas em que o gelo e a neve são presença frequente ao logo de vários meses do ano, os AWD (All Wheel Drive) continuam a ser os preferidos de muitos condutores.
Transição para a eletrificação
Nesta fase da transição para a eletrificação, os desafios são diferentes, desde logo porque desaparece o veio de transmissão, deixando de haver ligação física entre as rodas da frente e as de trás.
Para instalar tração às quatro rodas num automóvel 100% elétrico, a melhor solução é utilizar dois motores elétricos, um para as rodas da frente e outro para as rodas de trás, sem qualquer ligação física entre eles.
Para lá da possibilidade de usar motores de potências diferentes, atrás e à frente, o mais importante para atingir a dinâmica pretendida é mesmo a coordenação da gestão eletrónica dos dois motores.
É preciso que os dois motores elétricos funcionem em perfeita harmonia em todas as situações de condução e isso só pode ser feito através do software de comando do sistema.
Os desafios do desenvolvimento
Em conversa com os engenheiros que conceberam o sistema de tração às quatro rodas elétrico da Nissan, a que foi dado o nome de e-4orce, fiquei a saber quais as maiores dificuldades na fase de desenvolvimento.
Em termos de “hardware”, a principal preocupação foi desenhar componentes, como transmissões e semi-eixos, capazes de lidar com os altos valores de binário instantâneo que são característicos dos motores elétricos.
Mas, nessa área, a Nissan já tem uma larga experiência, pois o primeiro Leaf foi lançado no mercado há mais de uma dezena de anos. O principal desafio foi mesmo o software.
Simulação em computador
Simular em computador todas as situações de condução com que o sistema elétrico de tração às quatro rodas se vai deparar na vida real é trabalho para muitos meses, mesmo para as mais potentes ferramentas informáticas de simulação.
Curiosamente, os jogos de computador deram aqui uma pequena ajuda, como me confidenciou um dos engenheiros com quem falei. É claro que os objetivos são muito diferentes, mas há algumas semelhanças.
Ao chegar ao mercado, o sistema e-4orce está num estado de desenvolvimento muito avançado, mas é sempre possível continuar a trabalhar para que uma segunda geração consiga subir a um patamar superior. E na Nissan isso está a ser feito.
Vantagens além da tração
Além das naturais necessidades de proporcionar a melhor tração possível em todos os tipos de terrenos, o desenvolvimento do sistema e-4orce procurou outro tipo de vantagens que se poderiam alcançar.
Vantagens vedadas a um sistema de tração às quatro rodas convencional, com veio de transmissão central. A independência mecânica entre o motor da frente e de trás, é fundamental para obter novas funções.
A Nissan preocupou-se em encontrar vantagens para o utilizador comum, numa condução do dia-a-dia, em vez de se centrar apenas na performance pura, um alvo fácil, quando falamos de veículos elétricos.
Estabilidade e facilidade
Neste caso, a prioridade foi dada à facilidade de controlo do automóvel em todas as situações, por parte de condutores com qualquer nível de experiência de condução.
Colocar o sistema e-4orce a trabalhar em favor da estabilidade, precisão direcional, travagem e até do conforto, foram as áreas mais desenvolvidas, a seguir à tração.
Gerir o binário atribuído a cada motor, a cada instante, de forma a manter uma atitude dinâmica fácil de controlar, mesmo quando surge um obstáculo inesperado na frente do condutor, foi uma das prioridades, em nome da segurança.
Versatilidade total
O sistema e-4orce é usado também para melhorar o comportamento em curva, gerindo o binário em cada motor e a travagem em cada roda.
Por exemplo, numa situação de excesso de aceleração em curva, altura em que a subviragem seria a tendência natural, o e-4orce distribui o binário pelas rodas da frente e de trás de forma a otimizar a aderência dos pneus.
Em condução normal, a distribuição de binário pelas rodas da frente e de trás é de 50/50, mas, de acordo com as condições da estrada e da condução, pode variar até 100% apenas para as rodas da frente ou para as de trás.
Esta total flexiblidade de distribuição de binário, permite explorar inúmeros cenários dinâmicos e prever a melhor estratégia para cada um deles.
Dinâmica melhorada
A desaceleração, sendo feita através dos usuais travões de assistência hidráulica e também da regeneração elétrica, é outro dos instrumentos para otimizar a dinâmica em situações mais exigentes.
Não só em termos de distância de travagem, como da própria atitude do automóvel em curva, através da aplicação seletiva dos dois tipos de travagem a cada uma das rodas, o que diminui o “trabalho” do condutor na direção.
Conforto também ganha
Talvez a área menos esperada de intervenção do e-4orce seja o conforto dos passageiros a bordo. Por fazer travagem regenerativa, tanto nas rodas da frente como nas de trás, é possível repartir esse esforço de travagem de forma a minimizar os movimentos de “afundamento”, na travagem, e de subida da frente, na aceleração, melhorando o conforto, nomeadamente em condução citadina.
Claro que a condução em pisos com neve ou gelo foi a grande prioridade do desenvolvimento do e-4orce. Se o condutor aplica demasiado acelerador, o sistema gere a força entregue às rodas e também a travagem, de forma a manter o controlo e a trajetória.
Segundo Ryozo Hiraku, líder de sistemas motrizes elétricos na Nissan, “nós queremos que até o condutor que guia um modelo com o e-4orce, se sinta imediatamente confortável com as reações do veículo. Depois de guiar um modelo com e-4orce, vai achar surpreendente guiar outro, sem este sistema.”
A Nissan utiliza o sistema e-4orce não apenas em modelos 100% elétricos, como o novo Ariya, mas também em híbridos, como o novo X-Trail. Isto porque, em ambos os casos, a tração é sempre exclusivamente elétrica.
Francisco Mota
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