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Menos peso e mais eletrônica guiam arquitetura elétrica

Tecnologia | 23/07/2012 | 18h45

Menos peso e mais eletrônica guiam arquitetura elétrica

Delphi investe em alumínio e miniaturização

PEDRO KUTNEY, AB | De Wuppertal (Alemanha)

Ao mesmo tempo em que crescem as exigências por redução de emissões e peso dos veículos, também avança a adoção de sistemas eletrônicos automotivos. O problema é que são duas tendências conflitantes, pois a adoção de soluções eletrônicas em escala cada vez maior multiplica a massa da arquitetura elétrica dos automóveis. Para se ter ideia dessa evolução, em 1960 um carro usava de 30 a 40 cabos para todas as suas conexões elétricas e transmissão interna de energia, enquanto hoje um utilitário esportivo leva consigo até 4 quilômetros de fios condutores, ligados por mais de 600 conectores, um conjunto que pesa em torno de 60 quilos – e esse volume continua a crescer.

Existe demanda crescente por transmissão de sinais a bordo. “Os fabricantes de modelos premium estão enchendo os carros com dispositivos eletrônicos que precisam de grande velocidade de transmissão de dados. Alguns desses veículos chegam a rodar 10 gigabits em seus sistemas”, destaca Ole Mende, diretor de inovação de arquiteturas eletroeletrônicas da Delphi na Europa. A empresa é uma das maiores fornecedoras globais de cabos e chicotes elétricos da indústria automotiva. Mende lembra ainda que os carros elétricos representam demanda adicional, com utilização de sistemas de alta tensão (leia aqui).

“A motivação de qualquer veículo hoje é ser menor, menos pesado e mais econômico, para atender às exigências de redução de emissões de CO2. Contudo, também cresce a demanda por sistemas de infoentretenimento, conectividade e segurança. A única solução para isso é mais eletrônica, mas com grande grau de miniaturização e procura por materiais mais leves para os cabos”, explica Sven Reinold, gerente de engenharia avançada e sistemas da Delphi em Wuppertal, Alemanha, onde a empresa mantém seu centro de desenvolvimento de arquiteturas eletroeletrônicas na Europa.

MINIATURIZAÇÃO E MAIS ALUMÍNIO

Como resposta às tendência conflitante de menos peso e mais cabos a bordo, a Delphi foca suas apostas em bitolas mais estreitas, além de usar mais alumínio (puro ou em ligas) na composição dos chicotes. Além do peso menor em relação ao cobre, o alumínio também é mais barato: custa atualmente apenas 38% do valor do cobre.

A desvantagem do alumínio é a condutividade 61% menor em comparação com o cobre, o que obriga à utilização de cabos mais grossos para transmitir a mesma quantidade (amperagem) de energia, mas mesmo com bitola maior os conjuntos de fios de alumínio são até 48% mais leves do que seus equivalentes de cobre. Por isso a Delphi adota uma estratégia híbrida, usando alumínio puro para altas amperagens (cabos de bateria, por exemplo), ligas do metal para aplicações intermediárias e fios de cobre cada vez mais finos para transmissão de sinais.

O cobre ainda vai dominar as bitolas finas, mas com utilização de material cada vez menor. Com os cabos de 0,35 milímetros quadrados usados atualmente, um chicote de 40 centímetros com 13 fios pesa 76 gramas. Hoje o mesmo conjunto já pode ser feito com cabos de 0,13 mm2, com resistentes capas de magnésio, o que reduz o peso quase pela metade no caso do mesmo chicote, para 41 gramas. “A tendência é usar para as mesmas funções medidas ainda menores, de apenas 0,08 mm2 a partir 2015 e de 0,05 mm2 em 2017”, destaca Reinold. Com isso, o mesmo chicote passaria a pesar apenas 27 gramas.

Para atingir esse grau de miniaturização, toda a produção deve ser obrigatoriamente automática, pois esse trabalho em muito ultrapassa os limites da mão humana. “A manufatura do futuro precisa ser mais precisa do que a atual”, lembra o engenheiro. Segundo ele, a oportunidade de usar ligas de alumínio e cobre surge em cabos com bitolas superiores a 0,75 a 2,5 mm2. Acima disso, é possível usar alumínio puro.

Os ganhos de peso dessa estratégia híbrida são bastante expressivos. Um chicote padrão de 30 centímetros, com diversos cabos de cobre nas bitolas usadas atualmente, tem diâmetro de 28,8 mm. Com a inclusão de cabos de cobre de 0,13 mm2 para substituir os fios mais finos, o diâmetro cai para 25,5 mm e o peso é 21% menor. Incluindo também cabos de alumínio para a mesma aplicação, o diâmetro cresce para 27,8 mm, mas o conjunto é 26% mais leve em comparação com o chicote atual.

Na Europa, modelos lançados a partir deste ano já começaram a usar cabos de alumínio. No Brasil a solução ainda não é usada, mas a Delphi afirma que pode produzir esses chicotes em suas fábricas brasileiras também. Com os preços do cobre em ascensão, não deve tardar para que os fabricantes adotem por aqui também mais alumínio nas arquiteturas eletroeletrônicas de seus carros, por pura motivação de redução de custos – como sempre, o principal fator de mudança na indústria automotiva no Brasil.



Tags: Arquitetura eletroeletrônica, Delphi, cabos, chicotes, cobre, alumínio.

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