Cruise ou Neutro: Qual forma seria mais eficiente?

Diversas vezes encontrei nesse fórum dúvidas sobre se é possível reduzir o consumo de bateria em viagens usando o Neutro (ponto-morto) do BYD Dolphin em descidas para economizar bateria. E nessas conversas, li vários relatos anedóticos (baseado em observação e sem base científica) defendendo que a economia da prática seria muito relevante. Apontei alguns erros honestos nos relatos apresentados, como comparar trajetos em uma direção com o mesmo trajeto na direção contrária (ida com a volta), pois a altimetria inversa certamente influencia muito o consumo da bateria. É bem fácil ver que descer uma serra não pode ser comparável a subir a mesma serra no consumo da bateria.

É sabido que a prática de desconectar o motor, elétrico ou não, de um carro em uma descida acrescenta algum risco à condução, pois, resumidamente, o motorista perde o controle de aceleração do carro e o veículo tende a ganhar mais velocidade na ânsia do motorista em aproveitar ao máximo a energia da descida para a próxima subida. O risco pode ser pequeno, mas existe.

Pessoalmente acredito que não faça nenhuma diferença relevante no consumo da bateria, principalmente considerando a regeneração dos veículos elétricos que não existe nos carros à combustão. Afinal, ao iniciar uma longa descida, grande parte da energia potencial deveria ser armazenada nas baterias pelo freio regenerativo ao invés de convertida em energia cinética (mais velocidade). Mais velocidade significa mais arrasto aerodinâmico, que escala de forma quadrática, então sempre imaginei que não haveria ganho, e talvez até perda quando comparado ao freio regenerativo.

Então, cada vez que eu vejo uma descida dirigindo o Dolphin GS eu lembro desse problema não resolvido: será que as pessoas estão correndo mais risco por nenhum benefício?

Enfim, eu decidi investigar de forma científica.

Fiz dois vídeos no mesmo local que apresentava uma descida razoável para o teste. Em um vídeo eu desci no Neutro e no outro desci com o Cruise ativado, com velocidade inicial igual em ambos os casos.

Ao analisar o resultado, tentei ser rigoroso, olhando os vídeos frame por frame, anotando a medição de potência no painel e calculando a energia utilizada por cada trecho em KW/centésimo de segundo (KW/cs). Obviamente há fatores fora de meu controle, como vento. Adicionalmente, a precisão de início e fim do trajeto é limitada e baseada na observação da posição do veículo pelo vídeo.

Mais uma consideração: Eu suponho que o valor mostrado na regeneração para carregar a bateria seja precisa, ou seja, já desconta as perdas na geração. Eu tomei essa decisão por dois motivos:
1- Carros com bateria LFP exigem precisão na monitoração da corrente de carga e descarga da bateria, pois disso depende o cálculo de carga de bateria restante.
2- A minha experiência de recarga no Dolphin é essa: quando faço a conta de quantos porcentos faltam para a carga máxima e comparo com a potência de carregamento que aparece no visor, a conta é praticamente correta. Exemplo: se coloco o carro para carregar com 50% de bateria a 3kw/h, o carro leva mais ou menos 7,5 h para carregar, o mesmo que a conta 45kwh/2(50%)/3kw/h.

De qualquer forma, a planilha que criei permite ajuste na perda de regeneração, mas eu mantive em 1, que é 100%, ou seja, o mostrado no painel é a corrente que a bateria está efetivamente recebendo. O valor pode ser ajustado. Por exemplo: se for colocado um valor for 0.7, todo valor de kw abaixo de 0 será penalizado em 30%, por exemplo.

Dados do teste:
Linha de partida: a posição do carro quando a marcha está em ponto morto (neutro) e o consumo de energia é zero. A velocidade do carro nesse momento era de 79 km/h, o cruise estava ativado a 80km/h e desconectou ao mudar a marcha para neutro.
Linha de chegada: A linha de chegada é a posição do carro quando o painel de instrumentos marca exatamente 79 km/h, a mesma velocidade inicial.

Os locais/tempos de linha de partida e de chegada no vídeo do cruise foram identificados por objetos na rua e as faixas da estrada.

O resultado segue abaixo:

Hora no vídeo do início do Neutro: 00:11.13
Hora no vídeo do fim do Neutro: 00:41.73
Energia consumida no teste de Neutro: 0 KW/cs

Hora no vídeo do início do Cruise: 00:58.88
Hora no vídeo do fim do Cruise: 1:29.36
Power consumed on Cruise test: -221 KW/cs

Resultado final: O carro foi ligeiramente mais eficiente quando estava no controle de cruzeiro (piloto automático) do que quando a marcha estava em ponto morto (neutro) em uma descida, mas a diferença foi insignificante. Talvez a resistência aerodinâmica adicional ao ultrapassar 80 km/h tenha aumentado a perda de energia no teste de deslizamento do neutro, mas pode ser apenas um erro na medição. O importante é saber que 221KW/cs economizados equivalem a 0,00061 KWh de uma bateria de 45KWh, ou seja, praticamente nada.

É importante ressaltar que esse experimento não é rigoroso o suficiente para encerrar essa discussão, mas SUGERE que o uso do cruise seja mais eficiente energeticamente do que o neutro em descidas e que qualquer diferença será desprezível.

Fica a minha pesquisa para crítica da comunidade e, principalmente, apontar possíveis erros.

Obviamente vou mostrar a origem dos dados. Se alguém tiver curiosidade, segue os links para a planilha com o cálculo de consumo e do vídeo.

Planilha
Vídeo do teste

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Eu fiz uma viagem com o aplicativo ABRP conectado a um dongle OBD2 via bluetooth. Ele armazena dados da viagem e do carro, e é bem legal para fazer esse tipo de análise, e várias outras.

O carro foi um Yuan Plus.

Aqui um print da dela do gráfico do ABRP no trecho de descida da serra. A descida teve velocidade limitada em 60km/h.

Note o lilgeiro ganho de carga na bateria no trecho de descida. Os trechos planos onde a carga diminuiu mais rapidamente foram a velocidades mais altes (que dá para plotar também, só não no mesmo gráfico, pelo app).

Em branco: altitude em metros
Em azul: carga da bateria em %

O mesmo gráfico pode ser plotado usando velocidade e potência (que seria carga ou descarga).

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Nem em carro a combustão é mais economico colocar no neutro, ja que todo carro com injeção eletronica tem sistema cut off há umas 2 decadas pelo menos.
No caso dos elétricos, além de não gerar gasto de bateria, o sistema do carro é projetado para recuperar bateria. Logo não faz sentindo algum usar o neutro pensando na economia, e se for levar em conta o ponto mais importante que é a segurança, fica ainda pior!
A unica coisa que acho relevante em descidas é sobre qual modo de regeneração usar.
Em descidas de baixo angulo e curtas acredito que é mais confortavel manter na regeneração baixa, que segura pouco o carro e ajuda a manter uma velocidade mais constante. Ja em serras com angulo muito inclinado, usar a regeneração alta ajuda no freio motor, por mais que o carro ao pisar no freio primeiro aumenta a regeneração, os discos traseiros(nos modelos motor em cada eixo) é ativado em toda frenagem.
Ja em modelos como o Seal, descer uma serra inclinada usando o freio não ativa os discos pois os 2 motores funcionam como freio motor, recuperando carga e evitando que o carro dispare na descida.

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Amigo, qual o OBD2 está usando? Andei procurando por alguns, mas parece existir algumas limitações de compatibilidade com elétricos e/ou ABRP.

O Vgate foi o que funcionou redondinho para mim em dois carros já, Ora GT e agora o Yuan Plus. Com o app car scanner e abrp:

Uso no android, mas um amigo usa o mesmo com iphone, e também já usou em dois carros elétricos até agora (Peugeot e2008 e Dolphin Plus).

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Muito obrigado. Já tinha visto esse modelo, mas estava com o pé atrás, precisava de um feedback antes de fechar a compra.

Foi o que fiz também. Tem trocentos dongle OBD2 no mercado, de alguns “pilas” até trocentos reais. Comprei esse pelo mesmo motivo: um amigo tinha comprado, e funcionou. Nem arrisquei outro. Talvez tenha outro barato que funcione, mas não quis me incomodar.

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Pelas leis da física não faz sentido algum colocar em neutro, até pq se fosse assim não existiria regeneração pelo motor, atuando como “inversor”.
Saindo da teoria, na prática, o carro é mais econômico de energia na cidade (relação kW x km), exatamente pela regeneração do sistema. Se eu colocasse em neutro todas as vezes que ia reduzir ou não precisar eu só ia gastar mais freio e não teria a recarga da bateria.
Já fiz observação prática na descida da serra e foi o mesmo que o gráfico apontou, ou seja, houve trecho onde a carga acumulada da bateria aumentou.
Voltando as leis da física, uma regeneração nunca será equivalente ao consumo, isto é, eu irei gastar muito mais para subir a serra do que irei acumular na descida.
É por isso que aquela história de motor contínuo não é verdadeira.

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Só acrescentando uma informação: nem todos os carros eletrificados (100% elétricos e híbridos) possuem regeneração no modo cruise control. Falo por experiência: vim do GWM Ora GT onde esta é uma das grandes críticas ao carro. O Ora simplesmente aplicava o freio para manter a velocidade numa descida, é horrível. E até pouco tempo atrás era o mesmo caso no Haval híbrido, mas parece que um update de firmware corrigiu isso lá.

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Fiz um novo teste em um local onde o carro pode pegar mais velocidade no neutro.
TLDR: O Cruise novamente foi mais eficiente do que o Neutro

Brasília é muito difícil de fazer isso porque a cidade é repleta de câmeras de velocidade, inclusive nesse teste eu desliguei o neutro imediatamente após passar uma câmera em uma via de 70km/h e passei a 75km/h na câmera seguinte, pois não podia pisar no freio sem interferir no resultado. O local do início do teste é aproximadamente aqui:

Alguns dados do teste:

  • O trajeto é formado por um forte declive seguido de um leve aclive e um leve declive.
  • No Cruise, o carro estava com a velocidade da via programada, 70km/h
  • No Neutro, o carro partiu de 70km/h em Cruise quando o Neutro foi ativado logo após a câmera.
  • No Neutro, o carro atingiu 91 km/h de velocidade máxima no meio do trajeto, fim do maior declive.
  • O teste termina quando o carro no Neutro atinge 70km/h no fim do trecho, velocidade igual ao carro no teste de Cruise.
  • Ponto de partida do teste no modo Neutro: 00:19:82
  • Ponto de chegada do teste no modo Neutro: 01:04:05
  • Ponto de partida do teste no modo Cruise: 01:26:67
  • Ponto de chegada do teste no modo Cruise: 02:18:69

Resultado:

  • Gasto de energia no modo Neutro: 0 KW/cs (obviamente)
  • Gasto de energia no modo Cruise: -3770 KW/centésimo de segundo ou 0,010472 Kw/h, ou seja, no fim do trecho a bateria tinha mais carga do que no início, graças a regeneração no declive. Muito pouca carga a mais, um centésimo de Kw/h, mas é mais do que o Neutro, que mantém a bateria sem gastar ou regenerar nada.

Hipótese para o melhor desempenho no modo Cruise
Quanto maior a velocidade de um objeto, maior a resistência aerodinâmica. E mais, a resistência tem uma relação quadrática com a velocidade. Ou seja, ao se dobrar a velocidade, a resistência do ar aumenta quatro vezes. Então qualquer aumento de velocidade terá um impacto relativamente grande na perda de energia por resistência aerodinâmica. Assim, armazenar a energia potencial do carro na bateria por regeneração parece ser mais eficiente que deixar o carro rolar no Neutro ganhando mais velocidade.

Já armazenar a energia potencial transformando-a em energia cinética que é utilizada no aclive seguinte, principalmente quando o declive é acentuado e permite que o carro pegue muita velocidade, parece ser menos eficiente, pois nesse caso, a perda de energia por resistência do ar será maior do que o carro em menor velocidade controlado pelo Cruise. E suponho que, quanto maior diferença de velocidade entre o Cruise e o pico de velocidade do Neutro, maior será a desvantagem em se usar o Neutro.

Então, pessoalmente estou convencido que a teoria que se economiza bateria ao ganhar muita velocidade em uma descida colocando o carro no Neutro é uma falácia, além de acrescentar um risco marginal de acidente na condução.

Segue o link do vídeo:

Segue o link da planilha de cálculo (expira em 6 dias):

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@rsarres muito legal procurar fazer um teste com medições!

Mas infelizmente não dá para afirmar nada (ainda) pois seu teste tem alguns problemas:

  1. O cálculo na sua planilha na célula E4 está errada. O correto é =B4*6000+C4*100+D4 e não =B4*60000+C4*100+D4. O valor correto de DeltaT para Neutro são 44,23 s e não 58,428 s.

  2. O trecho percorrido foi cerca da 1.000 metros e a velocidade média em Neutro foi de aprox. 80 km/h. Então para uma comparação correta o teste com Cruise control deveria ser nessa velocidade e não em 70km/h. PS.: Pode ser meio desafiador, mas você pode tentar desativar ou alterar o Cruise Control perto do final para chegar no mesmo ponto com a mesma velocidade (70k/h). Vai ganhar uma regeneraçãozinha nesse trecho

  3. Todo teste prático deve levar em consideração os erros de medição. Para aparelhos não aferidos, a prática é considerar a metade da menor escala. No caso, pode-se considerar ±0,5 kW no medidor instantâneo do carro. Sugestão: crie duas colunas, uma subtraindo 0,5 da coluna G e outra somando 0,5 da G. Depois use esses valores para calcular o consumo (como vc fez na coluna I) com intervalo mínimo e máximo com a margem de erro.

Se você tiver tempo e paciência para fazer os itens 2 e 3 por favor posta aqui.

Muito legal, alguém também gosta de testes!
Obrigado pela correção da 1, eu errei na fórmula do tempo e corrigi antes de enviar, mas esqueci de corrigir nas células do Neutro. Vou corrigir, mas acho que o tempo do Neutro não é relevante para o resultado porque o gasto de energia é zero mesmo, concorda? Mas erro é erro e tem que ser corrigido.

Sobre seu comentário 2, não entendo porque temos que alinhar as velocidades médias. Meu teste é para comparar o gasto energético do ponto A ao ponto B, sem importar qual seria o mais rápido. Claro que não podemos fazer o teste com velocidades muito baixas, desonectado da realidade. Então comparo o cruise na velocidade da via, que no caso é 70km/h com o Neutro. O Neutro será mais rápido, com certeza, mas seria mais econômico?
Estou perdendo alguma questão importante sobre a velocidade?

O item 3 é fácil, vou fazer sim.

Depois posto o resultado.

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Uma das formas de aumentar a autonomia é reduzir a velocidade. Se no Neutro gastou 44 segundos para percorrer 1km (daí a relevância do cálculo) então para ficar equivalente teria que fazer no mesmo tempo com o Cruise Control. Assim todos os parâmetros de entrada e saída serão iguais.

Meu palpite (só vamos saber se vc fizer o teste) é que o resultado será inconclusivo. Ao colocar a margem de erro e os tempos de trajeto equivalentes, o consumo deve ficar entre os valores positivos e os negativos. Vamos ver!

Consertei o erro na planilha e acrescentei as medições com as margens de erro sugeridas, superior +0,5Kw e inferior -0,5Kw.
Resultados:

  • Sem margem de correção: Regeneração de 3770kw/cs, 0,0104722Kwh
  • Margem de correção +0,5Kw: Regeneração de 1169kw/cs, 0,0032472Kwh
  • Margem de correção -0,5Kw: Regeneração de 6371kw/cs, 0,0176972Kwh

Então em todos os cenários de margem de erro dentro das opções definidas no teste, o uso do Cruise foi mais econômico, gerando um saldo positivo na bateria ao fim do mesmo percurso quando comparado com o uso do Neutro.

Sobre a velocidade média, não devo fazer porque não acho que seja relevante ao teste que estou fazendo. Meu objetivo é comparar dois cenários bem definidos, conforme abaixo:

Considere um motorista trafegando em uma estrada com um carro elétrico na velocidade desejada com o Cruise Control ativado. Esse motorista se depara com uma descida convidativa em uma estrada livre, que permite que ele desça ganhando velocidade acima da velocidade anterior sem usar o freio. Nessa situação, gostaria de comparar os dois cenários abaixo:

  1. Manter o carro no Drive com o Cruise ativado na velocidade original durante todo o trajeto, armazenando parte da energia potencial na bateria pelo freio regenerativo, o que o Cruise fará automaticamente. Essa energia será usada para vencer parte da subida seguinte.
  2. Colocar o carro no Neutro, desligando o Cruise e deixando o carro ganhar velocidade acima da velocidade original por conversão da energia potencial em cinética. Essa velocidade adicional será utilizada para vencer parte da subida seguinte.

Com base nessas duas opções, a pergunta que quero responder é:

Qual seria a opção que maximiza a autonomia do veículo, ou seja, que gasta menos energia para percorrer o mesmo percurso.

Certamente o carro no Neutro terá maior velocidade média, pois ele ultrapassa a velocidade anteriormente programada para armazenar energia em forma de acréscimo de velocidade. Mas eu estou focado apenas no consumo, pois as discussões aqui do fórum estão tendendo a considerar que o Neutro é mais econômico com base nesses dois cenários.

Como o carro foi mais econômico com o Cruise ativado com aplicação dos extremos da margem de erro, eu estou convencido que manter o Cruise e não usar o Neutro seja a opção mais econômica no quesito energia e que resulta na melhor autonomia na estrada dentre os dois cenários testados.

Segue o link da planilha revisada:

Ultimamente parei de usar o cruzes em subidas e descidas, só tenho usado em terrenos mais plano

Nas descidas ele faz múltiplas freadas, umas mais fracas, outras mais intensas, além de ser muito desagradável, quem vem atrás não deve entender nada, o tanto que freia, daí tiro do piloto automático e deixo engatado regenerando no standard, não regenera o mesmo tanto que “freando” no cruise, mas eu prefiro…

Já na subida o cruise é muito agressivo, prefiro ir no pé

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Imagino que seu carro seja um dolphin plus.
O meu é um GS e o cruise é super suave.
Em alguns momentos de subida principalmente eu prefiro desligar o cruise, pois eu também não gosto que ele acelera demais o carro para tentar manter a velocidade alvo. Em subida muito íngremes, eu prefiro deixar o carro perder alguns quilômetros por hora e manter uma potência menor. Mas ele não dá trancos, acho que porque só tem 90 cavalos.

Eu usei o Cruise no teste apenas por uma questão de consistência, o algoritmo é mais previsível. Mas certamente a economia vai se repetir com alguém usando o freio regenerativo e mantendo velocidade mais consistente e menor que soltar o carro na descida. Eu diria que a economia será até maior com uma pessoa controlando ativamente o pedal, deixando o freio regenerar na descida e deixar o carro também perder um pouco de velocidade na subida sem pisar para manter uma velocidade alvo.

Mesmo deixando o cruise ligado em descidas íngremes? O seu não dá umas freadonas?

O controle de cruzeiro do GS não é adaptativo, ele não freia pra manter a velocidade. No máximo ele para de acelerar e deixa a regeneração atuar.

Não. Inclusive já precisei usar o freio convencional para evitar excesso de velocidade em descida muito acentuada. É muito raro, pois o freio regenerativo no modo large segura bem o carro.