Como a temperatura e a velocidade afetam a autonomia dos veículos elétricos?

Os motoristas de veículos elétricos sabem muito bem que a autonomia nominal do veículo é melhor utilizada como orientação. A autonomia real do dia a dia, a distância realista que se pode percorrer com uma bateria totalmente carregada, pode ser maior ou menor do que a anunciada. Assim como acontece com veículos a combustão, a verdadeira eficiência operacional de um veículo elétrico é influenciada por diversos fatores, incluindo: planejamento de rota para veículos elétricos, condições da estrada, clima, topografia, velocidade, calibragem dos pneus e estilo de condução.

 

A autonomia máxima de veículos elétricos também está diretamente ligada à capacidade de sua bateria, que é quanta energia (kWh) ela pode armazenar e isso diminui com o tempo. Com os avanços na eletrificação de frotas, saber a autonomia exata em cada viagem tornou-se menos crítico, pois a capacidade da bateria aumenta a cada nova geração de veículos elétricos. A maioria dos veículos elétricos de carga leve no mercado oferece autonomia mais do que suficiente para a grande parte das necessidades diárias, inclusive em gestão de frotas elétricas.

Dito isso, entender os fatores que causam perda de autonomia de veículos elétricos é essencial para a gestão de frotas elétricas. Isso ajuda motoristas e gestores de frota a otimizar o monitoramento de veículos elétricos, garantindo maior eficiência operacional e planejamento estratégico. Solicite uma demonstração e descubra como a Geotab pode ajudar sua frota de veículos elétricos a maximizar a autonomia, reduzir o consumo de energia e tomar decisões mais inteligentes com dados precisos. 

Entendendo o impacto da temperatura na bateria de veículos elétricos

A temperatura, especialmente em clima frio, é frequentemente referenciada em discussões de drenagem da bateria  dos veículos elétricos. A temperatura externa pode afetar significativamente a eficiência e o consumo de energia do veículo elétrico, tanto positiva quanto negativamente. Em temperaturas ideais, a autonomia verdadeira é, em média, 15% melhor do que a autonomia nominal. Em dias extremamente frios, a autonomia pode ser reduzida em até 50%. Isso se deve predominantemente à energia necessária para manter o motorista e as baterias em uma temperatura confortável. 

No entanto, as altas temperaturas também exigem atenção, especialmente no contexto brasileiro. Em climas muito quentes, o uso intensivo do ar-condicionado para resfriar a cabine pode aumentar o consumo de energia e impactar a autonomia do veículo, embora de forma menos acentuada que o frio extremo. O gerenciamento térmico da bateria também é ativado em condições de calor, consumindo energia adicional.

Felizmente, algumas medidas podem ser tomadas para reduzir esse impacto e otimizar a gestão de frotas elétricas, como pré-aquecimento ou pré-resfriamento da cabine enquanto o veículo ainda está conectado à fonte de carga, além do uso de ventilação natural sempre que possível. Essas práticas ajudam a preservar a eficiência operacional da frota. e a reduzir o consumo de energia do veículo elétrico.

Mas seria a temperatura o fator mais significativo que afeta a autonomia dos veículos elétricos? Aqui, procuramos descobrir o impacto relativo da temperatura e um segundo fator-chave: a velocidade.
 

O papel da velocidade e da resistência aerodinâmica na eficiência dos VEs

A velocidade também afeta a eficiência do veículo e, consequentemente, o alcance. O impacto da velocidade do veículo, ou mais especificamente resistência aerodinâmica, influencia tanto os veículos com motor de combustão interna quanto os elétricos, impactando diretamente o consumo de energia do veículo elétrico e a eficiência operacional.

A resistência aerodinâmica (também conhecida como arrasto) é essencialmente a força que o veículo precisa superar para se mover pelo ar. A quantidade de resistência que um veículo enfrenta durante o percurso depende principalmente da aerodinâmica desse veículo, que é específica do modelo. A força do arrasto também muda com a velocidade do percurso (na verdade, o arrasto aumenta proporcionalmente ao quadrado da velocidade: se você dobrar a velocidade, o arrasto aumenta em um fator de quatro). Isso significa que a velocidade e a resistência aerodinâmica são fatores a serem considerados no planejamento de rota para veículos elétricos, garantindo um deslocamento mais eficiente e melhor aproveitamento da carga da bateria.

 

A resistência aerodinâmica também é influenciada pela densidade e por características do ar em si, que muda com a velocidade do vento, altitude, temperatura e umidade (esses fatores são considerados constantes na análise a seguir). 

Para otimizar a gestão de frotas elétricas, o monitoramento de veículos elétricos pode fornecer dados precisos sobre o impacto do arrasto na eficiência energética, permitindo ajustes operacionais que reduzem o consumo excessivo e melhoram o desempenho da frota. Esses insights são fundamentais para empresas que buscam maximizar a autonomia de veículos elétricos e aprimorar suas estratégias de eletrificação de frotas.

Como dados telemáticos ajudam a identificar a velocidade ideal para diferentes temperaturas

Usando dados de viagem agregados e desidentificados em diferentes temperaturas e velocidades, geramos modelos de eficiência para um pequeno sedan e uma van de carga leve. O objetivo era determinar como a velocidade impacta a autonomia de veículos elétricos e como a curva de eficiência de velocidade se comporta em diferentes temperaturas.

O modelo do sedan foi gerado analisando 350.000 viagens de 500 sedans, totalizando mais de 180.000 horas de condução. O modelo da van de carga leve foi gerado analisando 2,8 milhões de viagens de 2.000 vans, totalizando mais de 370.000 horas de condução. Ambos os modelos foram ajustados para representar uma bateria de 65 kWh. A simulação considera velocidade constante.

A tabela acima mostra que a temperatura ideal para maximizar a autonomia de veículos elétricos é de 20 °C (68 °F) para o sedan (linha laranja sólida) e a van de carga leve (linha laranja pontilhada). No entanto, a velocidade ideal em que a autonomia é maximizada muda com a temperatura. Por exemplo, em 20 °C, a autonomia do sedan é maximizada a uma velocidade lenta de cerca de 30 km/h (19 mph), enquanto em 0 °C a velocidade ideal é duplicada para 60 km/h (37 mph).

Esta variação ocorre por conta de uma troca entre a quantidade de energia necessária para superar o arrasto e a energia necessária para manter a cabine do veículo em uma temperatura confortável. Velocidades mais altas reduzem o tempo de viagem, o que significa menos energia total gasta em aquecimento, ventilação e ar condicionado, o que é bom para a autonomia. No entanto, o aumento da velocidade também amplifica o arrasto, elevando o consumo de energia do veículo elétrico.

Quando comparamos esse cenário ao da van de carga leve, observamos que o planejamento de rota para veículos elétricos deve considerar a influência do arrasto. Como a van enfrenta maior resistência aerodinâmica, sua eficiência é maximizada em velocidades ainda menores. A temperatura ideal de 20 °C (68 °F) permite que a velocidade mais eficiente seja de 25 km/h (16 mph). Embora esse valor seja próximo ao do sedan, ele não é viável para a maioria das operações de frotas. Já em temperaturas abaixo de zero, a velocidade ideal da van fica em aproximadamente 40 km/h (25 mph).

Esses dados reforçam a importância do monitoramento de veículos elétricos e da gestão de frotas elétricas para ajustar estratégias operacionais. Com a análise correta, é possível otimizar a eficiência energética, reduzir custos e aprimorar a eletrificação de frotas.
 

A velocidade e a temperatura influenciam diretamente a autonomia dos veículos elétricos — mas o impacto varia conforme as condições de uso.

Dados de telemática agregados mostram que, em baixas velocidades, uma variação de 10 °C na temperatura pode causar uma diferença significativa na autonomia. Isso acontece porque o tempo de viagem é maior, exigindo mais energia para manter a cabine em uma temperatura confortável. Já em velocidades elevadas, o impacto da temperatura diminui consideravelmente — no caso da van de carga leve, chega a ser quase insignificante.

Tanto para o sedan (linhas sólidas) quanto para a van (linhas pontilhadas), observa-se que, à medida que a velocidade aumenta, as curvas de desempenho se aproximam. Isso acontece porque a resistência do ar, que cresce exponencialmente com a velocidade, passa a ser o principal fator de consumo de energia, superando o efeito da temperatura.

Esses dados reforçam a importância de considerar múltiplas variáveis no planejamento de rotas e na eletrificação de frotas. Ao equilibrar temperatura, velocidade e perfil de operação, é possível adotar estratégias mais eficientes, prolongar a autonomia e reduzir os custos operacionais — ampliando o valor estratégico da gestão de frotas elétricas com apoio da telemática.
 

Entenda o impacto no desempenho dos VEs por conta própria

A Geotab usou os resultados dessa análise para criar uma simulação interativa para comparar um sedan representativo e uma van de carga leve, ambos com uma bateria de 65 kWh. A ferramenta permite ajustar a temperatura e a velocidade para analisar como esses fatores influenciam diretamente a autonomia de veículos elétricos.

Esse tipo de análise é essencial para a gestão de frotas elétricas, pois permite entender as variações no consumo de energia do veículo elétrico em diferentes cenários. Além disso, auxilia no planejamento de rota para veículos elétricos, permitindo ajustes estratégicos que maximizam a eficiência operacional.

 

Nota: Uma barra completa (100%) é a autonomia teórica máxima do veículo com base no cumprimento das condições ideais para a temperatura e a velocidade. Não é o mesmo que a autonomia nominal de um veículo.
 

Use os controles para ajustar a velocidade e a temperatura
 

Considere o seguinte cenário 

Imagine que é um dia ameno, cerca de 21 °C, e tem duas opções: pegar a estrada e dirigir a 100 km/h ou dirigir nas ruas da cidade a 50 km/h. Se o objetivo for maximizar a autonomia de veículos elétricos, independentemente de estar dirigindo um sedan ou uma van, a melhor escolha é manter uma velocidade mais baixa.
 

Tente você mesmo: deslize a barra de temperatura para 21 °C. Agora, ajuste a velocidade de 50 km/h para 100 km/h e veja o impacto.

Digamos que você queira pegar a mesma rota no inverno e que esteja 0°C. A sua autonomia já seria inferior à da primavera, uma vez que agora você está consumindo energia para aquecimento, bem como as baterias do veículo. Será que ainda é melhor pegar o percurso mais lento?

Tente você mesmo: deslize a barra de temperatura para 35°C. Agora, deslize a barra de velocidade de 100 km/h para 50 km/h.
No caso do sedan, não há uma grande diferença entre dirigir pela cidade ou pela estrada. O consumo de energia do veículo elétrico na estrada é 12% maior, mas a viagem é duas vezes mais rápida. Já na van de carga leve, a perda de autonomia na estrada chega a 25% em comparação com a condução urbana, o que reforça a importância do planejamento de rota para veículos elétricos.

Temperatura ou velocidade: qual tem maior impacto na autonomia de veículos elétricos?

Provavelmente, não há uma única resposta para esta pergunta.

Em geral, a velocidade se torna mais dominante em deslocamentos de alta velocidade, e manter o limite adequado no trajeto é a melhor maneira de conservar a autonomia de veículos elétricos.Para gestores de frotas elétricas, o mais importante é traduzir essas variáveis em decisões práticas, como ajustar rotas, prever paradas para recarga e adaptar o uso dos veículos conforme o clima e o perfil operacional.

Se estiver em um veículo menor e mais aerodinâmico, a temperatura tem um impacto mais proeminente na autonomia de veículos elétricos, especialmente em vias de alta velocidade. Como resultado, será mais importante utilizar estratégias para reduzir esse impacto.

A realidade é que para a maioria das frotas eletrificadas, os veículos atuais podem concluir suas viagens com uma única carga, independentemente da velocidade ou da temperatura. No entanto, em rotas mais longas, conhecer as condições sazonais e os limites de velocidade pode ajudar a planejar paradas estratégicas para recarga e otimizar a operação. 

Quer maximizar a eficiência da sua frota elétrica? Solicite uma demonstração e descubra como  o monitoramento de veículos elétricos auxilia a tomada de  decisões mais precisas e garantir uma gestão de frotas elétricas mais eficiente..