Grupo Akaer na Vanguarda da Tecnologia – Parte I “O desafio do voo elétrico”

Em um futuro não muito distante, as grandes aeronaves comerciais deverão ser impulsionadas por motores elétricos e sistemas avançados de geração e armazenamento de energia elétrica. Estudos indicam que as tecnologias, ainda em estágio de laboratório com baixo nível de maturidade, rapidamente deverão evoluir para uma escala avançada e, em menos de 10 anos, o mercado de aeronaves de longo alcance poderá ser completamente alterado. Neste cenário, os desafios tecnológicos e regulatórios são significativos, e a indústria brasileira tem que estar preparada para dominar o ciclo de desenvolvimento desta nova tecnologia.

Como todo caminho importante começa com um primeiro passo, a Akaer e a Equatorial Sistemas, estabeleceram um acordo com a Oxis Energy, a Texas Aircraft e a WEG para, conjuntamente, desenvolver uma versão elétrica da aeronave Colt 100, fabricada pela Texas Aircraft.

O Colt 100 é uma aeronave de quatro lugares de asa alta desenvolvida no Brasil, impulsionada por um motor BRP-Rotax, modelo 912 ULS de 100 HP. Ela é parcialmente produzida em Campinas, São Paulo e tem sua montagem final realizada nos EUA, onde concentra-se um grande mercado para este tipo de aeronave. A aeronave está certificada na categoria Esportiva Leve Especial e tem se mostrado um grande sucesso de vendas.

O projeto da nova aeronave elétrica busca utilizar a mesma plataforma exitosa do Colt, que terá seu sistema de propulsão substituído por um sistema propulsivo elétrico a ser fornecido pela WEG. A energia será armazenada em um conjunto de baterias modulares que utilizarão células avançadas de Lítio – Enxofre (Li-S). As células de Lítio-Enxofre têm enormes benefícios devido à sua densidade de energia muito alta e baixo custo de fabricação em grandes volumes. Esta nova bateria é capaz de atingir a energia específica (Wh/kg) requerida para que a primeira versão elétrica do Colt 100 alcance uma autonomia maior que 90 minutos.

As células de bateria a base de Lítio-Enxofre serão fornecidas pela OXIS Energy do Brasil, localizada em Juiz de Fora, Minas Gerais. Esta fábrica terá condições de fornecer as células de baterias em escala industrial já em 2021.

No entanto, para trabalhar com sucesso em aplicações, é fundamental que a tecnologia não só opere com sucesso no nível da célula, mas que esses benefícios sejam totalmente percebidos no nível da bateria.

O escopo do trabalho da Akaer-Equatorial é, portanto, otimizar o desempenho da bateria por meio de um design inovador de módulo de células com materiais leves, gerenciamento integrado de bateria (BMS) e recursos de proteção e gerenciamento térmico integrado. Além disso, o módulo permitirá uma arquitetura de bateria versátil e escalável, adequada para uma variedade de aplicações.

O Grupo Akaer possui alguns dos melhores laboratórios do mundo para desenvolvimento e testes de sistemas de armazenamento de energia e de sua integração com sistemas veiculares. Esses laboratórios permitem testar e qualificar as baterias em um ambiente seguro para testes severos e simulação do ciclo operacional do componente.

A estrutura dos laboratórios do Grupo Akaer permite a execução de testes com alto nível de corrente e voltagem (600 VDC), atendendo “hazard level 7″ (nível de perigo 7), ou seja, pode conter possíveis explosões e vazamentos das baterias durante a execução dos testes.

A Akaer também dispõe do laboratório de sistemas “hardware in the loop” , capaz de simular o sistema de propulsão completo de uma aeronave ou de um veículo. Este laboratório pode ser integrado às novas baterias, motor, inversor e demais componentes do sistema. O conjunto de cargas dinâmicas, composto por dinamômetros ativos, permite testar o sistema propulsivo e seus componentes em diferentes regimes de carga, simulando os regimes de voo ou de condução de um veículo elétrico ou híbrido.

Em breve, teremos grandes aeronaves comerciais com propulsão elétrica voando ao redor do mundo e o Grupo Akaer está preparado para enfrentar os desafios desta nova tecnologia. Com sua capacidade de prover soluções de engenharia integrada de alta confiabilidade, e com os seus laboratórios instalados no site de São José dos Campos, o Grupo Akaer está pronto para atender as demandas do futuro.