ANEXO

Metodologia para determinar a redução das emissões de CO2 decorrente da utilização do Valeo Efficient Generation Alternator num veículo da categoria M1

1.   Introdução

A fim de determinar a redução de CO2 que pode ser atribuída à utilização do Valeo EG Alternator num veículo da categoria M1, é necessário estabelecer:

a)	o procedimento de ensaio a utilizar para determinar a eficiência do alternador;

b)	a regulação do banco de ensaio;

c)	as fórmulas para o cálculo do desvio-padrão;

d)	a determinação da redução de CO2 para a certificação pelas autoridades de homologação.

2.   Procedimento de ensaio

A eficiência do alternador deve ser determinada por medições efetuadas a várias velocidades: 1 800, 3 000, 6 000, 10 000 rotações por minuto. A cada velocidade, o alternador é carregado a 50 % da carga máxima. Para calcular a eficiência, a distribuição temporal deve ser de 25 %, 40 %, 25 %, 10 % para as 1 800, 3 000, 6 000, 10 000 rotações por minuto, respetivamente (ver a abordagem da VDA descrita no ponto 5.1.2 do anexo I das Diretrizes Técnicas).

Obtém-se assim a seguinte fórmula (1):

Em que:

—	ηΑ é a eficiência do alternador;

—	(η @1 800 rpm @0,5·IN) é a eficiência do alternador à velocidade de 1 800 rpm e à carga de 50 %;

—	(η @3 000 rpm @0,5·IN) é a eficiência do alternador à velocidade de 3 000 rpm e à carga de 50 %;

—	(η @6 000 rpm @0,5·IN) é a eficiência do alternador à velocidade de 6 000 rpm e à carga de 50 %;

—	(η @10 000 rpm @0,5·IN) é a eficiência do alternador à velocidade de 10 000 rpm e à carga de 50 %;

—	IN= Corrente (A)

Para a regulação do banco de ensaio e o procedimento de ensaio, devem ser cumpridos os requisitos de exatidão especificados na norma ISO 8854:2012 (1).

3.   Banco de ensaio

O banco de ensaio deve ser um banco de ensaio de alternador de «acionamento direto». O alternador deve estar diretamente ligado ao medidor de binário e ao eixo de transmissão. O alternador deve ser carregado com uma bateria e uma carga eletrónica. Ver a configuração do banco de ensaio na figura 1.

Figura 1:

Configuração do banco de ensaio

A figura 1 mostra uma perspetiva da configuração do banco de ensaio. O alternador converte em energia elétrica a energia mecânica do motor sem escovas. O motor sem escovas gera uma quantidade de energia que é definida pelo binário (Nm) e pela velocidade de rotação (rad.s–1). O binário e a velocidade são medidos pelo medidor de binário.

O alternador produz energia para superar a carga ligada ao alternador. Esta energia é igual à tensão (V) do alternador multiplicada pela corrente (I) do alternador.

A eficiência do alternador é definida como a potência elétrica (à saída do alternador) dividida pela potência mecânica (à saída do medidor de binário).

Fórmula (2)

:

Em que:

ηΑ	=	Eficiência do alternador;
V	=	Tensão (V);
I	=	Corrente (A);
T	=	Binário (Nm);
ω	=	Velocidade de rotação do alternador (rad. s–1)

4.   Medição do binário e cálculo da eficiência do alternador

Os ensaios são efetuados em conformidade com a norma ISO 8854:2012.

A carga é instalada a 50 % da corrente que é assegurada pelo alternador a 25 °C e à velocidade de rotação de 6 000 rpm. Por exemplo, se se tratar de um alternador de 180 A (a 25 °C e a 6 000 rpm), a carga é instalada a 90 A.

Para cada velocidade, a tensão e a corrente de saída do alternador devem ser mantidas constantes, a tensão a 14,3 V e a corrente, para um alternador de 180 A, a 90 A. Quer dizer que, para cada velocidade, o binário é medido por meio do banco de ensaio (ver figura 1) e a eficiência é calculada por meio da fórmula (2).

Este ensaio fornece a eficiência do alternador a 4 velocidades diferentes, em revoluções por minuto (rpm):

—	à velocidade de 1 800 rpm;

—	à velocidade de 3 000 rpm;

—	à velocidade de 6 000 rpm;

—	à velocidade de 10 000 rpm.

A eficiência média do alternador é calculada com a fórmula (1).

5.   Desvio-padrão do valor da média aritmética da eficiência do alternador

Os erros estatísticos nos resultados da metodologia de ensaio, causados pelas medições, devem ser quantificados. O valor do erro é dado por um desvio-padrão que seja equivalente a um intervalo de confiança bilateral de 84 % [ver fórmula (3)].

Fórmula (3)

:

Em que:

	:	desvio-padrão da média aritmética;
xi	:	valor de medição;
	:	média aritmética;
n	:	número de medições

Todas as medições devem ser efetuadas, pelo menos, cinco (5) vezes consecutivas. Para cada velocidade, é calculado o desvio-padrão.

O desvio-padrão do valor da eficiência do alternador (ΔηΑ) é calculado com a seguinte fórmula:

Fórmula (4)

:

em que os valores 0,25, 0,40, 0,25 e 0,1 têm a mesma ponderação que na fórmula (2) e S1 800, S3 000, S6 000 e S10 000 são os desvios-padrão calculados com a fórmula (3).

6.   Erro na redução de CO2 devido ao desvio-padrão (lei da propagação)

O desvio-padrão do valor de eficiência do alternador, (ΔηΑ), produz um erro na redução de CO2. Este erro é calculado com a seguinte fórmula (2):

Fórmula (5)

:

Em que:

ΔCO2	=	erro na redução de CO2 (g CO2/km);
PRW	=	750 W;
PTA	=	350 W;
ηΑ-EI	=	Eficiência do alternador de elevada eficiência;
ΔηΑ	=	Desvio-padrão da eficiência do alternador (resultado da equação na Fórmula (4);
VPe	=	Fatores de Willans (l/kWh);
CF	=	Fatores de conversão (g CO2/l);
v	=	velocidade média de condução do NEDC (km/h)

7.   Cálculo da fração correspondente à poupança de energia mecânica

O alternador de elevada eficiência produz uma poupança de energia mecânica que é calculada em duas etapas. Na primeira etapa, a poupança de energia mecânica é calculada em condições reais. A segunda etapa consiste em calcular a poupança de energia mecânica nas condições de homologação. Subtraindo estes dois valores de poupança da energia mecânica, obtém-se a fração correspondente à poupança de energia mecânica.

A poupança de energia mecânica em condições reais é calculada com a fórmula (6).

Fórmula (6)

:

Em que:

ΔΡm–RW	=	Energia mecânica poupada em condições reais (W);
PRW	=	Energia elétrica em condições reais, que é de 750 W;
ηΑ	=	Eficiência do alternador de referência;
ηΑ-EI	=	Eficiência do alternador de elevada eficiência

A poupança de energia mecânica em condições de homologação é calculada com a fórmula (7).

Fórmula (7)

:

Em que:

ΔΡm–TA	=	Energia mecânica poupada em condições de homologação (W);
PTA	=	Energia elétrica em condições de homologação, que é de 350 W;
ηΑ	=	Eficiência do alternador de referência;
ηΑ-EI	=	Eficiência do alternador de elevada eficiência

A fração correspondente à poupança de energia mecânica é calculada com a fórmula (8).

Fórmula (8)

:

Em que:

ΔΡm	=	Fração correspondente à poupança de energia mecânica (W);
ΔΡm-RW	=	Energia mecânica poupada em condições reais (W);
ΔΡm-TA	=	Energia mecânica poupada em condições de homologação (W)

8.   Fórmula para o cálculo da redução de CO2

A redução de CO2 é calculada com a seguinte fórmula:

Fórmula (9)

:

Em que:

CCO2	=	Redução de CO2 (g CO2/km);
ΔΡm	=	Fração correspondente à poupança de energia mecânica, calculada com a fórmula (8) (W);
VPe	=	Fatores de Willans (l/kWh);
CF	=	Fatores de conversão (g CO2/l)
v	=	velocidade média de condução do NEDC (km/h)

Para os fatores de Willans, utilizar os dados do quadro 1:

Quadro 1

Fatores de Willans

Tipo de motor	Consumo de energia efetiva VPe [l/kWh]
Gasolina (VPe-P)	0,264
Turbo-gasolina	0,28
Diesel (VPe-D)	0,22

Para os fatores de conversão, utilizar os dados do quadro 2:

Quadro 2

Fatores de conversão

Tipo de combustível	Fator de conversão (l/100 km) → (g CO2/km) [100 g/l]
Gasolina	23,3 (= 2 330 g CO2/l)
Turbo-gasolina	23,3 (= 2 330 g CO2/l)
Gasóleo	26,4 (= 2 640 g CO2/l)

A velocidade média de condução do NEDC é: v = 33,58 km/h

9.   Significância estatística

É necessário demonstrar, para cada tipo, variante e versão de um veículo equipado com o Valeo EG Alternator, que o erro na redução de CO2 calculada com a Fórmula (5) não excede a diferença entre a redução total de CO2 e o limiar de redução mínima especificado no artigo 9.o, n.o 1, do Regulamento de Execução (UE) n.o 725/2011 [ver Fórmula (7)].

Fórmula (10)

:

Em que:

MT	=	limiar de redução mínima (g CO2/km);
CCO2	=	redução total de CO2, (g CO2/km);
	=	erro na redução de CO2 (g CO2/km)

10.   O alternador de elevada eficiência a instalar nos veículos

A fim de determinar a redução de CO2 a certificar, na sequência da utilização do Valeo EG Alternator, pela autoridade de homologação, em conformidade com o artigo 12.o do Regulamento de Execução (UE) n.o 725/2011, o fabricante do veículo da categoria M1 no qual é instalado o alternador deve designar, em conformidade com o artigo 5.o do mesmo regulamento, um veículo ecoinovador equipado com o Valeo EG Alternator e um dos seguintes veículos de referência:

a)	se a ecoinovação for instalada num novo tipo de veículo que será submetido a uma nova homologação, o veículo de referência deve ser idêntico ao novo tipo de veículo em todos os aspetos com exceção do alternador, que deve ser um alternador com uma eficiência de 67 %, ou

b)

se a ecoinovação for instalada numa versão existente do veículo, cuja homologação será prorrogada na sequência da substituição do alternador existente pela ecoinovação, o veículo de referência deve ser idêntico ao veículo ecoinovador em todos os aspetos com exceção do alternador, que deve ser o alternador da versão existente do veículo.

A autoridade de homologação certifica a redução de CO2 com base nas medições do veículo de referência e do veículo ecoinovador, efetuadas em conformidade com o artigo 8.o, n.o 1, e no artigo 8.o, n.o 2, segundo parágrafo, do Regulamento de Execução (UE) n.o 725/2011, utilizando a metodologia de ensaio estabelecida no presente anexo. Quando a redução de emissões de CO2 é inferior ao limiar especificado no artigo 9.o, n.o 1, aplica-se o disposto no artigo 11.o, n.o 2, segundo parágrafo, do Regulamento de Execução (UE) n.o 725/2011.

11.   Código de ecoinovação a inscrever na documentação de homologação

Para efeito da determinação do código geral de ecoinovação a utilizar nos documentos de homologação relevantes em conformidade com os anexos I, VIII e IX da Diretiva 2007/46/CE, o código individual utilizado para a tecnologia inovadora aprovada no âmbito da presente decisão deve ser «2».

Por exemplo: o código da ecoinovação no caso da redução decorrente da ecoinovação certificada pela autoridade de homologação alemã é «e1 2».

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(1)  ISO 8854 Road vehicles – Alternators with regulators – Test methods and general requirements (Veículos rodoviários – Alternadores equipados com reguladores de tensão – Métodos de ensaio e requisitos gerais). Número de referência ISO 8854:2012(E).

(2)  Esta fórmula (5) pode ser derivada da lei da propagação do erro, explicada nas Diretrizes Técnicas (ponto 4.2.1).