Reduzir a complexidade e o custo no design de reservatórios híbridos de combustível

A eletrificação está a acelerar. Contudo, o progresso não é linear.

Embora os veículos elétricos a bateria continuem a ganhar escala, os híbridos permanecem uma componente fundamental desta transição e estão a evoluir rapidamente. Mild hybrids, full hybrids, plug-in hybrids e agora veículos elétricos de autonomia estendida (EREVs) estão a redefinir as arquiteturas dos grupos motopropulsores nos mercados globais.

Para os projetistas de depósitos de combustível, isto representa um desafio significativo. As exigências de engenharia tornam-se cada vez mais severas. Pressões internas mais elevadas. Soluções mais compactas. Requisitos acrescidos de durabilidade. E uma pressão constante sobre os custos.

A resposta tradicional da indústria tem passado pela utilização de depósitos multicamada moldados por extrusão-sopro, recorrendo a polietileno de alta densidade (HDPE). polietileno de alta densidade (HDPE) e etileno vinil álcool (EVOH). Esta solução é eficaz, mas implica compromissos:

• Controlo limitado da espessura, resultando no aumento do peso global
• Investimento de capital mais elevado devido ao processamento em multicamada
• Maior risco de fugas em juntas
• Complexidade acrescida devido a operações secundárias

À medida que a eletrificação evolui, este nível de complexidade deixa de ser sustentável.

Uma nova abordagem ao desempenho de depósitos de combustível híbridos

Os depósitos de combustível híbridos operam sob condições de pressão positiva e negativa superiores às dos depósitos convencionais dos motores de combustão interna. Para gerir estes requisitos, os projetistas recorrem frequentemente a pilares, suportes e defletores moldados por injeção para reforçar a estrutura e reduzir o movimento do combustível.

Em sistemas multicamadas moldados por extrusão-sopro, estes componentes normalmente exigem montagem secundária, o que acrescenta custos, peso e risco.

O molding por injeção altera a equação.

Com a nossa Fuel Lock Technology, baseada em poliamidas avançadas como Durethan® Fuel Lock e EcoPaXX® Fuel Lock, possibilitamos o desenvolvimento de depósitos monomaterial que combinam desempenho mecânico e propriedades barreira num único material.

Esta abordagem possibilita:

• Controlo de espessura melhorado
• Funcionalidades integradas moldadas diretamente no depósito
• Redução das etapas de pós-processamento
• Arquitetura de sistema simplificada

Em conjunto, podemos redefinir o desenvolvimento de depósitos de combustível híbridos, e não limitar-nos a otimizar o conceito convencional.

Porque é que os EREVs exigem uma nova arquitetura de depósito de combustível

Ao criar uma ponte entre híbridos plug-in e veículos 100% elétricos a bateria, os EREVs constituem uma solução diferenciada. As rodas são totalmente acionadas por motores elétricos, enquanto um pequeno motor de combustão serve apenas de gerador para recarregar a bateria. O motor nunca transmite força diretamente às rodas.

Esta arquitetura delProporciona uma condução semelhante à de um veículo elétrico (EV) para uso diário, eliminando a ansiedade de autonomia graças ao reabastecimento rápido. Simplifica ainda a arquitetura de transmissão ao dispensar a necessidade de caixa de velocidades. Contudo, não elimina a necessidade de depósito de combustível.

Na verdade, os EREV impõem requisitos específicos ao design do sistema de combustível. Os depósitos são mais pequenos, o espaço de integração é mais limitado e a gestão de pressões continua a ser crítica. Simultaneamente, os construtores automóveis procuram reduzir o peso e o custo do veículo, mantendo a durabilidade em condições operacionais cada vez mais diversas.

À medida que a adoção dos EREV aumenta — especialmente em regiões que equilibram metas de eletrificação com limitações de infraestrutura — as soluções para depósitos de combustível precisam de evoluir em conformidade. Sistemas monolíticos de poliamida oferecem uma resposta a estas novas restrições sem acrescentar complexidade aos processos de fabrico.

Soluções em poliamida que simplificam e reforçam o design de depósitos

Fuel Lock Technology comcombina propriedades mecânicas elevadas com excelente desempenho de barreira num único sistema de material. Em comparação com a tradicional coextrusão multicamada HDPE/EVOH por blow molding, os depósitos em poliamida obtidos por moldação por injeção permitem:

• Maior liberdade de concepção
• Reforços localizados onde necessário
• Utilização otimizada do espaço disponível para instalação
• Elementos estruturais integrados moldados numa única operação

Esta integração reduz potenciais pontos de fuga e favorece uma arquitetura de depósito mais robusta. E como trabalhamos em estreita colaboração com OEMs e fornecedores Tier 1, apoiamos todo o ciclo de desenvolvimento, desde o design CAE e previsão de permeação até à análise da estabilidade térmica e validação de aplicação.

Sustentabilidade, estabilidade e resistência num só material

A eletrificação vai além das cadeias cinemáticas — a seleção adequada de materiais será determinante.

EcoPaXX® Fuel Lock constitui uma opção diferenciada para depósitos intrinsecamente resistentes à névoa salina em projetos de chassis abertos. Com base em 70% de monómero de origem biológica proveniente do óleo de rícino, o EcoPaXX® contribui para a redução da pegada de carbono enquanto proporciona uma combinação equilibrada de elevada cristalinidade, baixa absorção de humidade e estabilidade química. O resultado é um material capaz de assegurar desempenho em condições automóveis exigentes, promovendo ao mesmo tempo plataformas veiculares mais sustentáveis.

Um depósito monolítico também reduz a complexidade do processamento e permite a redução do peso, em apoio adicional aos objetivos de diminuição das emissões de CO₂ a nível do veículo. Sustentabilidade e desempenho não precisam ser prioridades opostas.

Um caminho mais simples para avançar

A hibridização está a evoluir, desde híbridos ligeiros até EREVs. Assim, os sistemas de combustível devem adaptar-se a novas arquiteturas sem herdar complexidade desnecessária de fabrico.

Na Envalior, ajudamos a desafiar práticas legadasdefinir pressupostos e desenvolver soluções integradas e eficientes para reservatórios de combustível que sejam mais leves, mais robustos e de produção mais simples. Ao reduzir a complexidade, ajudamos a criar sistemas mais inteligentes, capazes de responder a condições reais de operação e, simultaneamente, reduzir custos.

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