Ford quer elétrico de US$ 30 mil — e começou encolhendo a bateria
Para tornar seus veículos elétricos mais acessíveis, a Ford redesenhou estrutura, software e processo produtivo, apostando que eficiência pode valer mais do que uma bateria maior
Quando se trata de veículos elétricos, uma bateria maior nem sempre é melhor.
A Ford Motor Company está apostando nisso como parte de seu esforço para fabricar uma nova linha de veículos elétricos mais acessíveis — começando com uma picape elétrica de porte médio com preço inicial de US$ 30.000, com lançamento previsto para 2027.
Para obter mais de uma bateria menor, a Ford teve que reimaginar cada etapa de seu processo de fabricação. Ela abandonou o processo típico de linha de montagem em favor do que a montadora chama de “Plataforma Universal de Veículos Elétricos da Ford” e simplificou cada parte de seu veículo elétrico, desde os quilômetros de fiação dentro do sistema elétrico até o número de peças que compõem sua estrutura.
E teve de repensar a própria bateria, para torná-la mais eficiente e menos cara de produzir. A Ford credita muitas dessas inovações à equipe da Auto Motive Power, uma startup de carregamento de veículos elétricos que a Ford adquiriu em 2023.
INCENTIVOS DA FORD PARA AUMENTAR A EFICIÊNCIA
As baterias representam um grande desafio para o desenvolvimento de veículos elétricos acessíveis e eficientes. A bateria representa pelo menos 25% do peso total de um veículo elétrico e cerca de 40% do seu custo total.
Nos últimos anos, as baterias de veículos elétricos têm ficado cada vez maiores. Uma bateria maior pode aumentar a autonomia de um veículo elétrico, mas isso também significa mais peso, o que torna o veículo menos eficiente e potencialmente mais difícil de manobrar. Também significa maiores custos de produção, o que pode encarecer o veículo.
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Para tornar os veículos elétricos mais acessíveis, a Ford repensou cada componente do seu veículo elétrico em função da bateria.
Todos os engenheiros, seja trabalhando na aerodinâmica do veículo ou na ergonomia do interior, utilizam métricas que a Ford chama de “recompensas” para avaliar as compensações de design em termos de como elas afetam a autonomia do veículo e os custos da bateria.
Isso levou a uma “otimização em nível de sistema que a equipe realizou para analisar cada detalhe em busca de economia de custos e ganhos de eficiência”, afirma Alan Clarke, diretor executivo do departamento de Desenvolvimento Avançado de Veículos Elétricos da Ford.
A Ford removeu 1.200 metros de fiação de sua Plataforma Universal para Veículos Elétricos (UVP), por exemplo, reduzindo o peso em 10 kg em comparação com a fiação usada na primeira geração do SUV elétrico da Ford. Enquanto o Ford Maverick possui 146 peças estruturais em sua carroceria, o futuro veículo elétrico de porte médio da Ford terá apenas duas peças, graças a um processo de “unicasting” mais leve e simples.
UMA BATERIA MAIS EFICIENTE
Além das concessões de design feitas, a Ford também redesenhou sua bateria para torná-la menor e mais eficiente. Isso pode se traduzir em maior autonomia e melhor experiência de carregamento para os clientes.
“O fluxo de elétrons que sai da tomada é sempre o mesmo para todos os clientes”, diz Clarke. “Mas a quantidade de quilômetros que isso representa é diretamente definida pela eficiência da eletrônica de potência e pela eficiência do veículo.”
Em seu futuro veículo elétrico de porte médio, a Ford usará baterias de fosfato de ferro-lítio (LFP). Sem níquel ou cobalto, essas baterias — comuns em veículos elétricos chineses — utilizam componentes químicos mais baratos do que as baterias de íon-lítio e outros tipos de baterias.
A eficiência de uma bateria de veículo elétrico depende em grande parte do seu software, e é aí que entra a equipe da Auto Motive Power.
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Um conjunto de baterias de um veículo elétrico é composto por múltiplas células, e “o desempenho desse conjunto de baterias é limitado pela célula com pior desempenho”, explica Clarke. As células da bateria são sensíveis à temperatura, voltagem e outras condições ao seu redor.
“Você deve comprar [um veículo elétrico] da empresa que melhor entende suas baterias, que as gerencia termicamente da melhor forma do ponto de vista do software, que consegue medir o estado delas, balanceá-las e carregá-las nas taxas que não as deterioram”, acrescenta.
Algoritmos podem monitorar a voltagem, a temperatura e a frenagem regenerativa da bateria para maximizar o uso de energia do veículo.
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O software controla como um veículo elétrico extrai energia da bateria e a transfere para a unidade de tração. Ele também permite que a montadora otimize a bateria em tempo real, respondendo aos comportamentos do motorista e a dados do mundo real para reduzir a sua degradação e proteger sua vida útil.
“Cada cliente tem maneiras diferentes de utilizar as baterias”, explica Anil Paryani, ex-CEO da Auto Motive Power e atual diretor executivo de engenharia da Ford.
“No Arizona, por exemplo, eles podem enfrentar diferentes desafios relacionados ao calor… então, temos controles otimizados para o usuário a fim de minimizar esses impactos”, afirma.
Às vezes, os clientes simplesmente têm hábitos de carregamento diferentes. Por exemplo, Paryani conta que sua mãe mora em um apartamento e, portanto, usa quase exclusivamente carregadores rápidos, o que pode afetar negativamente a vida útil da bateria de um veículo elétrico.
“O que precisamos fazer para evitar a deterioração [da bateria]?” “Estamos resolvendo isso com nosso software.”
A Ford fabrica suas células de bateria no BlueOval Battery Park, em Michigan.
ESPÍRITO DE STARTUP DENTRO DA FORD
A Auto Motive Power foi fundada em 2017 e era fornecedora da Ford antes de ser adquirida pela montadora em 2023.
Na época, a equipe ainda operava como uma startup “muito independente”, diz Paryani. Tornar-se parte de uma montadora de US$ 56 bilhões poderia ter mudado drasticamente isso, mas eles conseguiram manter essa energia de startup.
Os executivos decidiram manter a equipe “isolada”, diz Paryani, “para que possamos assumir riscos de design que eu acho que as montadoras tradicionais jamais pensariam em assumir.“
Grandes empresas como a Ford muitas vezes podem ficar paralisadas pela “paralisia por análise”, admite Clarke, enquanto as startups são conhecidas por falharem rapidamente. Paryani e sua equipe mantiveram essa filosofia, ao mesmo tempo que aproveitaram os recursos da Ford, como o acesso ao seu centro de desenvolvimento de veículos elétricos.
“[Por meio de] todas as diferentes coisas que a equipe de Anil experimentou, aprendemos muito sobre diferentes materiais, interação entre diferentes dispositivos, coisas que não teríamos aprendido de outra forma”, diz Clarke. “Ou, para aprendermos, provavelmente teríamos passado dois anos construindo modelos e percebendo que não era uma boa ideia.”
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A equipe de Paryani, em vez disso, testou várias ideias rapidamente por meio de protótipos. Esse trabalho é crucial para o desenvolvimento de veículos elétricos melhores, que, em última análise, ainda são uma tecnologia em estágio inicial.
“Os veículos com motor de combustão interna passaram por 120 anos de amadurecimento, de trabalho de engenharia, de otimização e de inovação”, diz Clarke. Os veículos elétricos, por outro lado, estão no “primeiro inning — ou talvez no segundo”.
