Os veículos elétricos são o futuro da indústria automotiva. Já são mais de 2,5 milhões BEVs e PHEVs nos Estados Unidos este ano, que deverá aumentar. Existem mais de 2,3 milhões de veículos elétricos (VE) na Europa. Na Índia, o número ultrapassou 1,3 milhão.
Deixando a bateria de lado, um fator chave para um EV de sucesso que raramente é discutido é o software incorporado. Um sistema embarcado é uma mistura de aplicativos de hardware e software desenvolvidos para executar tarefas específicas.
Um motor convencional de combustão interna (IC) possui sistemas mecânicos complexos para controlar e gerenciar o veículo. Este motor é composto por mais de 2.000 peças mecânicas. No entanto, o motor elétrico de um VE é mais simples na medida em que o controlo e a gestão do veículo são inteiramente atribuídos ao software embarcado.
O software é essencial para o gerenciamento adequado de EV. Por exemplo, o software de manutenção preditiva é um componente crítico para o funcionamento seguro da bateria e do sistema de gerenciamento da bateria.
Vamos revisar algumas das outras funções importantes que o software automotivo desempenha em um veículo elétrico.
Operação
Essencialmente, o software num veículo eléctrico substitui o sistema mecânico encontrado nos veículos IC e é responsável por múltiplos aspectos de um CE. Ele controla o sistema de gerenciamento da bateria, o motor do carro e a eletrônica de potência. Por exemplo, a eletrônica de potência é responsável por converter a tensão CC da bateria em tensão CA exigida pelo motor. O software incorporado controla esse processo e garante que a energia seja fornecida de forma eficiente e confiável.
Além disso, o software de controle do motor controla a velocidade e o torque do motor, determinando a rapidez com que o veículo acelera e quanta energia é utilizada. Este software também garante que o motor opere dentro de limites seguros de temperatura e o proteja contra sobrecarga.
Manutenção
A manutenção e as reparações dos VE são diferentes das dos veículos tradicionais, em parte devido ao papel significativo do software incorporado. É aqui que a manutenção preditiva é importante para garantir o desempenho ideal do veículo, evitar avarias e prolongar a vida útil do carro.
O software de manutenção preditiva pode enviar alertas em tempo real para programar a manutenção antes que ocorra uma falha. Este software monitoriza e recolhe dados dos diferentes componentes e sistemas do VE, notificando o condutor sobre quaisquer potenciais preocupações com base nas especificações do veículo. Isso ajuda a evitar tempos de inatividade inesperados e reduz potencialmente os custos de reparo.
O software de manutenção preditiva também analisa dados de vários sensores instalados no VE, como aqueles que medem a tensão da bateria, a temperatura do motor e a pressão dos pneus.
Navegação
Como os veículos elétricos têm um alcance limitado com base na carga da bateria, é comum planejar previamente a maioria das rotas. Ninguém quer ficar atrasado ou paralisado por causa de uma bateria descarregada.
O software do EV fornece dados sobre o status da bateria e pode prever a distância percorrida entre as cargas. O software de navegação inteligente também pode oferecer a rota mais curta e menos movimentada até um destino para fazer o melhor uso da bateria – e localizar as estações de carregamento mais próximas.
Segurança
O software incorporado é fundamental para a segurança dos veículos elétricos, garantindo que funcionam corretamente e ao mesmo tempo protegendo contra perigos potenciais. Os sistemas de controle eletrônico de um VE são mais fortemente acoplados do que em qualquer motor IC. A conectividade entre os sistemas embarcados de um VE deve garantir a segurança e o desempenho do veículo.
Além de monitorar e ajudar a manter o desempenho do veículo, alguns EVs possuem software que pode detectar possíveis colisões, usando sensores e câmeras que avisam o motorista ou acionam automaticamente os freios, se necessário.
Desempenho do carro
Nos VEs, o software não é apenas essencial para a operação, mas também apoia melhorias no design do veículo. Os dados de diagnóstico são compartilhados com servidores em nuvem que analisam os dados para melhorar a segurança e o desempenho. Isto é importante porque os fabricantes de VE ainda têm desafios a superar.
A indústria deve encontrar formas viáveis de reduzir o custo adicional e, ao mesmo tempo, aumentar a autonomia e reduzir o tempo de carregamento. A segurança da bateria é outra área que requer mais P&D.
Os dados recolhidos pelo software EV também são úteis na determinação de localizações e melhorias para novas infraestruturas de carregamento.
Atualizações de software
As atualizações de software em veículos tradicionais normalmente são feitas por meio de cabos. Por outro lado, o software EV é feito principalmente sem fio, por meio de atualizações over-the-air (OTA). É extremamente importante que o software EV seja atualizado regularmente e atualizado conforme necessário para garantir a segurança, proteção e funcionalidade do veículo. As atualizações OTA continuarão sendo a forma de manter o software do carro elétrico.
O software incorporado inclui recursos de segurança cibernética, como criptografia e protocolos de comunicação seguros, para proteção contra hackers e acesso não autorizado aos sistemas do veículo.
Condução autônoma
Os VE abriram caminho para o desenvolvimento da condução conectada e autónoma. A dependência do controle de software para toda a operação do VE significa que eles podem ser automatizados mais facilmente do que os veículos com motor IC. Com a utilização da tecnologia de motores elétricos, os carros elétricos podem ser controlados com precisão, mesmo que o seu movimento seja gerido remotamente por um serviço na nuvem.
O software para VE que permite a condução autónoma tem o potencial de melhorar a segurança, reduzir o congestionamento e aumentar a eficiência na estrada. O software conta com sensores avançados, algoritmos de aprendizado de máquina e tecnologia de mapeamento.
No entanto, ainda existem obstáculos antes que a condução autónoma se torne popular. Por exemplo, os carros conectados exigem uma infraestrutura extensa que envolve a Internet das coisas que deve operar para comunicar e navegar com segurança em tempo real, sem falhas. A segurança no trânsito também é uma preocupação que precisa ser abordada antes que os carros sem motorista possam pegar a estrada.
Além disso, enquanto os veículos elétricos melhoram continuamente a eficiência da bateria para alcançar a autonomia de condução mais longa possível, os carros autónomos requerem uma grande sobrecarga de energia para os sensores, a conectividade e a computação. A indústria de automóveis elétricos deve atender à necessidade de alcançar autonomias de condução mais elevadas, ao mesmo tempo que corta custos e reduz os tempos de carregamento.
Apesar destes desafios, os veículos eléctricos são um primeiro passo significativo para o desenvolvimento de carros autónomos e conectados. À medida que a tecnologia continua a evoluir, esperamos melhorias contínuas nos veículos eléctricos e autónomos, aproximando-nos cada vez mais de um futuro totalmente autónomo.
Conclusão
O software incorporado é crucial para a operação do EV, pois desempenha um papel vital na operação, manutenção, navegação, segurança e proteção do veículo. Esta tecnologia já atingiu marcos significativos, mas há espaço para melhorias. Os principais objetivos do desenvolvimento de veículos elétricos são aumentar a autonomia, reduzir os tempos de carregamento e reduzir custos, garantindo ao mesmo tempo o cumprimento dos padrões de segurança.
Apenas veículos totalmente eléctricos com software incorporado poderão tornar-se totalmente autónomos no futuro. O software automotivo envolvido na comunicação com sensores, na conexão à infraestrutura de IoT e na computação de navegação e movimento desempenhará um papel fundamental para alcançar isso.
No geral, o desenvolvimento contínuo de software incorporado para veículos eléctricos é essencial para o crescimento e sucesso da indústria e para o futuro da condução autónoma.
