O futuro já começou! Os veículos elétricos (EVs) e os carros autônomos (AVs) são duas das tecnologias mais inovadoras da história da indústria automóvel. Em 29 de outubro de 2019, Mark Aiello e James De Vellis, da Foley & Lardner LLP, juntamente com a SERES, receberam 70 executivos, engenheiros, empreendedores e consultores para ouvir as ideias dos palestrantes James Taylor e Carlos Bhola, além de três painéis ilustres sobre inovação tecnológica no setor de EVs e AVs, tecnologia de baterias e o impacto regulatório. O eventoocorreu na sede e showroom da SERES em Santa Clara, Califórnia. Aqui estão os destaques dessas discussões.
Visão geral do setor por James Taylor, co-CEO da SERES
A eletrificação, os veículos conectados e autónomos e a mobilidade como serviço (Maas) estão a revolucionar a forma como as pessoas e as mercadorias se deslocam. Até 2040, espera-se que 57% das vendas de veículos de passageiros sejam elétricos, o que equivale a cerca de 60 milhões de veículos híbridos plug-in e elétricos a bateria. Todos os fabricantes globais de equipamentos originais estão a eletrificar o seu portfólio, alguns de forma mais agressiva do que outros.
No entanto, embora a quota de mercado global dos veículos elétricos esteja a crescer, ainda representa, em média, apenas 3%. Os fatores que resultam na baixa quota de mercado atual incluem o alto custo das baterias, a baixa disponibilidade de modelos de veículos elétricos, um preço superior ao dos veículos não elétricos, autonomia limitada dos veículos elétricos, estações de carregamento limitadas e tempos de carregamento. Dito isto, James Taylor, co-CEO da SERES, apresentou quatro fatores-chave que afetam a adoção futura dos veículos elétricos.
Em primeiro lugar, as regulamentações relacionadas com a economia de combustível e os padrões de emissões tiveram, e continuarão a ter, um grande impacto na adoção de veículos elétricos. As políticas regulatórias dos Estados Unidos geralmente incentivam os veículos elétricos da seguinte forma:
- Descontos, créditos fiscais e subsídios para infraestruturas de carregamento
- Descontos e créditos fiscais para veículos
- Mandatos para veículos com emissão zero
- Acesso gratuito à faixa HOV
- Requisitos para aquisição de frota
- Taxas de licenciamento
- Isenções da taxa de teste de emissões
Embora existam várias tecnologias que reduzem as emissões de CO2 (por exemplo, motores start/stop, arranque por correia ou veículos híbridos), a única tecnologia que proporciona emissões zero são os veículos totalmente elétricos, de acordo com Taylor. O relaxamento da atual administração em relação à exigência da EPA (Agência de Proteção Ambiental dos EUA) relativa à economia média de combustível das empresas (CAFE) introduziu incerteza no mercado, o que pode afetar negativamente o cronograma de eletrificação.
O segundo fator que influencia a adoção de veículos elétricos é o número de opções disponíveis para os consumidores. Atualmente, o número de modelos de veículos elétricos é relativamente baixo. Dos 600 modelos de veículos disponíveis nos Estados Unidos, apenas 60 são elétricos de alguma forma, incluindo PHEV (plug-in), BEV (totalmente elétricos) e HEV (híbridos moderados). A atual falta de modelos de veículos elétricos não luxuosos e de modelos de picapes elétricas representa um grande obstáculo para a adoção em massa dos veículos elétricos. Mas, de acordo com Taylor, haverá um aumento de cinco vezes no número de modelos até 2021.
Em terceiro lugar, o custo das baterias deve continuar a diminuir para aumentar a adoção de veículos elétricos. Estima-se que, em 2010, as baterias custassem cerca de US$ 1.200/kWh e tenham caído para menos de US$ 200/kWh em 2018. Com base nessa tendência, Taylor estima que as baterias custarão menos de US$ 100/kWh até 2024 e cerca de US$ 60/kWh até 2030. Esta redução de 20 vezes no custo das baterias em 20 anos irá, sem dúvida, aumentar a adoção de veículos elétricos, reduzindo os seus custos.
Em quarto e último lugar, a adoção de veículos elétricos é afetada pela autonomia dos veículos, pelo número de estações de carregamento e pelo tempo de carregamento. Apesar de uma pessoa média conduzir apenas 64 km por dia, o ponto de ruptura para a adoção de veículos elétricos é uma autonomia de 480 km. De facto, de acordo com Taylor, pesquisas indicam que 57% dos consumidores não hesitariam em comprar um veículo elétrico com autonomia de 300 milhas por carga, o que representa um aumento de 30% em relação a um veículo elétrico com autonomia de apenas 250 milhas.
Para que a penetração dos veículos elétricos passe dos atuais 3% para 50%, são necessários incentivos regulatórios contínuos, mais opções de veículos elétricos, baterias mais baratas, maior autonomia e mais estações de carregamento com tempos de carregamento mais rápidos. Embora não sejam insignificantes, esses desafios em torno da adoção de veículos elétricos são insignificantes em comparação com os desafios em torno da implantação de veículos autônomos L4/L5. Taylor enfatizou que as complexidades em torno da autonomia L4/L5 são fora do comum, portanto, os fabricantes de equipamentos originais devem se concentrar na implantação, a curto prazo, de um sistema L2+ completo, de nível automotivo e baseado em IA, que possa ser posteriormente ampliado para veículos totalmente autônomos no futuro — um exemplo do qual os participantes do evento tiveram a oportunidade de experimentar!
Inovação tecnológica: Automação
A taxa de inovação na tecnologia de automação veicular tem sido surpreendente, mas existem desafios importantes que afetam o avanço da inovação. Steve Hilfinger, sócio da Foley & Lardner LLP, e os ilustres membros do painel aprofundaram-se em desafios como segurança, confiança pública e regulamentações, bem como equívocos comuns relacionados a essa inovação tecnológica.
Quando se trata de segurança e conquista da confiança do público, não há dúvida de que os veículos autônomos terão que ser mais seguros do que os motoristas humanos. No entanto, o Dr. Fan Wang, diretor de Condução Autónoma da SERES, salientou que é difícil avaliar a segurança, muito menos determinar se os veículos autónomos são realmente mais seguros do que os humanos em qualquer situação. Embora as empresas divulguem quantos quilómetros os seus veículos autónomos percorreram sem incidentes para fazer uma afirmação sobre segurança, é um equívoco acreditar que todos os quilómetros são iguais. Em vez disso, o Dr. Ophir Samson, diretor de Parcerias Automotivas da Aurora Innovations, indicou que, do ponto de vista da inovação tecnológica, a métrica mais útil é o número total de quilómetros «interessantes» percorridos pelos veículos autónomos. Simplificando, conduzir 160 000 quilómetros numa autoestrada não é tão valioso quanto conduzir 160 000 quilómetros numa cidade movimentada.
As simulações, ao contrário do que se pensa, podem ser mais úteis do que os testes em estradas reais. Tanto na Aurora como na SERES, as simulações são fundamentais para o desenvolvimento da tecnologia AV e são amplamente utilizadas para explorar o desempenho do sistema AV em muito mais condições do que as que podem ser testadas no mundo real. Como observou o Dr. Wang, não é possível introduzir o nível de aleatoriedade necessário para aperfeiçoar a tecnologia AV sem o uso de simulações para treinar e testar a IA, que é um híbrido de lógica baseada em regras e modelos baseados em redes neurais. Quando os AVs puderem operar com segurança, o público poderá começar a confiar na tecnologia AV. De facto, a abordagem da Aurora para conquistar a confiança do público incluiu a publicação de um relatório de segurança abrangente e o lançamento de uma entidade educacional sem fins lucrativos para educar o público sobre a tecnologia AV e a sua segurança, de acordo com o Dr. Samson.
O quadro regulamentar não só tem impacto sobre os veículos que podem ser vendidos aos consumidores, como também desempenha um papel importante na capacidade de uma empresa desenvolver um veículo autónomo seguro, ao impedir ou facilitar os testes de veículos num ambiente real. Bryan Casey, membro do Centro de Investigação Automóvel de Stanford, concentra-se na intersecção entre a indústria, a engenharia e as políticas governamentais. No evento, Casey observou que o maior desafio enfrentado pela inovação tecnológica dos veículos autónomos é o quadro administrativo fragmentado resultante das regulamentações estabelecidas por diferentes agências federais, diferentes estados e até mesmo diferentes cidades dentro de um mesmo estado. Cada agência reguladora tem o seu próprio foco e perspetiva, o que representa um desafio para o desenvolvimento de veículos autónomos, que é inerentemente multidisciplinar e abrange aspetos que vão desde a segurança rodoviária, seguros, privacidade de dados, cibersegurança, partilha de frotas, serviços de táxi, etc. A conformidade universal é um desafio quando existem 29 estados diferentes com 29 regulamentos específicos para veículos autónomos, além das regras básicas de trânsito específicas de cada estado.
Outro equívoco comum diz respeito à atribuição de responsabilidade. As pessoas costumam pensar que os veículos autônomos introduzirão novas questões de responsabilidade, mas, de acordo com Casey, a realidade é que, mesmo quando não se sabe exatamente como o algoritmo de aprendizagem profunda de um veículo autônomo funcionou, pode ser fácil determinar que o fabricante do algoritmo de aprendizagem profunda do veículo autônomo será responsável. Até agora, de acordo com Casey, houve 100 acidentes envolvendo um AV na Califórnia, mas 90% deles foram causados por um condutor humano que colidiu com o AV. As leis estaduais sobre acidentes fazem um bom trabalho na atribuição de responsabilidade, e Casey espera que as leis estaduais continuem a ser adequadas para lidar com incidentes relacionados com AVs.
Embora os seres humanos sejam excelentes condutores quando não estão distraídos, tendem a ser péssimos condutores quando estão distraídos, o que resulta em dezenas de milhares de mortes por ano. Os veículos autónomos, portanto, apresentam oportunidades incríveis para melhorar a segurança no transporte.
Veículos elétricos: o desafio das baterias
A capacidade da bateria, longevidade, tempo de carregamento, segurança, custo e reciclabilidade representam desafios para a implantação e adoção em massa dos veículos elétricos. Abordar esses desafios requer uma abordagem multidisciplinar que abranja análise de dados, química, carregamento e gestão e controlo de desempenho. Embora os consumidores de veículos elétricos possam não compreender todos os desafios técnicos das baterias, é claro que os tempos de carregamento das baterias e a autonomia confiável dos veículos elétricos em todos os cenários de condução são pontos críticos palpáveis que impedem a adoção em massa. James De Vellis, sócio da Foley & Lardner LLP, explorou a tecnologia das baterias e os desafios com o segundo grupo de ilustres painelistas.
Todos querem um carregamento mais rápido. No entanto, como apontou Saeed Khaleghi Rahimian, líder técnico e engenheiro sênior de baterias da SERES, o carregamento rápido afeta negativamente o desempenho e a segurança da bateria. Uma bateria de veículo elétrico inclui células de bateria que contêm um ânodo, um cátodo e um separador entre o ânodo e o cátodo. Carregar células de iões de lítio em altas taxas, especialmente em estados elevados de carga e baixas temperaturas, pode causar revestimento de lítio no ânodo e danificar potencialmente o separador a ponto de o ânodo e o cátodo entrarem em contacto um com o outro. Esse revestimento de lítio não só degrada o desempenho da bateria, mas também causa preocupações de segurança devido ao risco de incêndio. Assim, Aditya Velivelli, engenheiro sénior de aplicações térmicas da SERES, está a trabalhar num melhor gerenciamento térmico para carregamento rápido, a fim de garantir que todas as células da bateria tenham uma temperatura uniforme dentro de uma faixa de temperatura ideal durante o ciclo de carregamento.
Uma abordagem para resolver esses desafios de design de baterias aproveita a análise complexa de dados. Sangwoo Han, engenheiro sênior de baterias da SERES, afirmou que, embora atualmente sejam coletadas grandes quantidades de dados, o uso preciso desses dados em modelos computacionais muitas vezes exige um processamento computacional muito intenso para aplicações em tempo real em um veículo elétrico. O desafio é simplificar os modelos, mantendo sua precisão, para que possam ser usados em um cenário online que melhore o desempenho da bateria durante a operação de um veículo elétrico.
Além dos desafios relacionados ao design e à modelagem do desempenho das baterias, a indústria enfrenta desafios relacionados ao fornecimento de matérias-primas para a fabricação, bem como ao que fazer com as baterias no final de sua vida útil. As baterias dos veículos elétricos contêm cobalto, que é proveniente do Congo e é relativamente caro. Al Prescott, vice-conselheiro geral e diretor de assuntos regulatórios da Tesla, destacou que a Tesla reduziu substancialmente o uso de cobalto e que a tendência é usar mais níquel em vez de cobalto devido ao custo. Do ponto de vista da estratégia de negócios, as empresas precisam decidir o quanto querem ser verticalmente integradas; se querem comprar a bateria de terceiros, fabricá-la elas mesmas ou até mesmo possuir a mina de onde as matérias-primas são obtidas.
Quando a capacidade de uma bateria cai abaixo de 80%, ela deixa de ser adequada para propulsão, levantando questões sobre o fim do seu ciclo de vida. O Sr. Velivelli defendeu usos secundários para a bateria, como backup de energia para residências ou comércios. No momento, o custo de reciclagem do material da bateria excede o custo da própria matéria-prima, que não está em falta, portanto a reciclagem ainda não é financeiramente viável. À medida que as baterias de veículos elétricos chegam ao fim do seu ciclo de vida, a indústria terá que implementar um processo de reciclagem econômico e ecologicamente correto.
Embora tenha havido um grande progresso até agora, a indústria está a trabalhar intensamente para melhorar todos os aspetos das baterias e do carregamento ao longo do ciclo de vida das baterias, ao mesmo tempo que prova ao público que os veículos elétricos são os veículos mais seguros do mercado.
Conversa à beira da lareira – O panorama geral
Numa conversa informal abrangente e instigante, Carlos Bhola, diretor administrativo da Celsius Capital, e Dave Kantaros, sócio da Foley & Lardner LLP, abordaram os quatro fatores que estão a causar disrupção na indústria de AV/EV, uma nova visão para o sistema de transportes e o que irá separar os vencedores dos perdedores.
Os quatro fatores que, segundo Carlos, estão a causar uma disrupção na indústria de AV/EV são:
- Movimento da economia proprietária para a economia partilhada, ou seja, mobilidade como serviço
- Abandono dos combustíveis fósseis
- Afastamento da navegação baseada no ser humano, ou seja, autonomia
- Experiências veiculares de última geração
Para a maioria desses fatores, o software desempenha um papel fundamental na expansão das capacidades de um veículo. De acordo com Bhola, o melhor software automotivo atualmente vem de empresas de alta tecnologia do Vale do Silício, como Google, Apple e Aurora. Para aproveitar as novas e aprimoradas funcionalidades fornecidas por esse software, as grandes montadoras devem fazer a transição do bloqueio da pilha vertical de dispositivos veiculares para veículos com tecnologia em camadas, com sistemas operacionais, middleware, software e serviços. Como resultado, os veículos da próxima geração passarão de entidades fechadas para plataformas conectadas e inteligentes que aproveitam a computação de ponta e a computação em nuvem para comunicar e processar grandes quantidades de dados em tempo real.
Bhola opinou ainda que o software tem o potencial de possibilitar experiências veiculares inovadoras de última geração, mas o progresso até agora tem sido decepcionante. As experiências veiculares podem ser categorizadas como 1) a experiência proporcionada ao entrar no veículo, 2) a experiência dentro do veículo e 3) a experiência ao sair do veículo. Para que essas experiências de usuário de última geração alcancem penetração no mercado, elas precisam de um recurso indispensável semelhante aos gestos multitoque introduzidos por Steve Jobs, que impulsionaram o mercado de smartphones. Imagine o seguinte: quando um utilizador que está a transmitir música no seu smartphone entra num veículo, o veículo começa a reproduzir a música no sistema de som do veículo sem perder o ritmo; quando o utilizador sai do veículo, a música volta a ser reproduzida no smartphone sem interrupções. Nenhum carro no mercado faz isso atualmente e, se as grandes montadoras ignorarem essa oportunidade, uma gigante tecnológica do Vale do Silício irá desenvolvê-la.
Se todo o sistema de transporte fosse reconstruído, Bhola disse que faria uma análise aprofundada sobre como as pessoas e as coisas se deslocam, a fim de compreender as viagens. De facto, 60% das viagens de automóvel são feitas por menos de duas pessoas que percorrem menos de cinco milhas. Os carros não são práticos para este tipo de viagens, mas veículos elétricos leves pessoais, como scooters elétricas, podem ser a opção ideal. Dependendo do clima da área geográfica, das opções de transporte público e das preferências da população, as soluções de micromobilidade têm o potencial de eliminar até 60% das viagens de automóvel.
Tal como a indústria de veículos elétricos/veículos autónomos, a indústria da micromobilidade enfrenta o seu próprio conjunto de desafios, que vão desde a segurança à tecnologia e à economia. A maioria dos dispositivos de micromobilidade no mercado tem uma dinâmica veicular deficiente e não é segura para o ser humano médio. Além da segurança, o atual modelo de negócio de partilha de trotinetes elétricas, com um ciclo de vida do veículo de 90 dias e um custo de manutenção de 500 dólares, não é economicamente viável, de acordo com Bhola.
Embora isso possa parecer a «era MySpace» da micromobilidade, Bhola afirmou que o «Facebook» da micromobilidade está inevitavelmente a chegar. O Facebook da micromobilidade fornecerá dispositivos com dinâmica veicular segura para o utilizador médio, capacetes dobráveis e dispositivos que podem se reposicionar automaticamente para que fiquem distribuídos uniformemente por uma área geográfica. Empresas que estão em sintonia com os seus clientes e oferecem atendimento ao cliente de alta qualidade, como a Uber e a Lyft, estão bem posicionadas para resolver esses desafios da micromobilidade.
As novas tecnologias para transportar pessoas ou, mais ainda, mercadorias no comércio eletrónico oferecem inúmeras oportunidades tanto para empresas já estabelecidas quanto para novas participantes. Como é típico em qualquer novo setor, no final haverá vencedores e perdedores. Assim como um fabricante de equipamentos originais (OEM) usa um único fornecedor para hardware, como travões, ele não vai usar 20 fornecedores diferentes para software. Portanto, startups que não estão ligadas à cadeia de suprimentos de um grande OEM podem ter dificuldade para ter sucesso.
Regulamentações que afetam veículos elétricos e autónomos
É inevitável que as regulamentações desempenhem um papel fundamental no desenvolvimento e na adoção da tecnologia EV/AV. Chris Grigorian, sócio da Foley & Lardner LLP, liderou um painel de discussão sobre a melhor forma de navegar pelo atual quadro regulatório para continuar a fazer progressos tecnológicos.
O atual quadro regulamentar é fragmentado. Ana Meuwissen, diretora de Assuntos Governamentais Federais da Robert Bosch LLC, reiterou que existem requisitos díspares estabelecidos por vários reguladores e legisladores importantes: orientações sobre veículos autónomos emitidas pelo Departamento de Transportes e pela NHTSA, estatutos em 29 estados diferentes, decretos executivos em 11 estados, bem como desenvolvimentos decorrentes de cidades individuais e até mesmo organismos de normalização. Esta situação representa um desafio para a indústria automóvel e para os desenvolvedores de tecnologia que agora atuam no setor dos veículos autónomos. Uma abordagem para os OEMs e fornecedores de ADAS é envolver-se totalmente no processo de regulamentação e solicitação de comentários, enviando comentários às agências relevantes com as suas perspetivas e mantendo um diálogo ativo com essas partes importantes. Um desenvolvimento positivo significativo é o esforço renovado no Congresso para aprovar a legislação sobre veículos autónomos, com as comissões competentes agora a trabalhar de forma bicameral e bipartidária para resolver as questões difíceis em jogo e apresentar um novo projeto de lei.
Além das empresas, os estados também enfrentam desafios devido ao quadro regulatório. Em particular, as leis federais podem procurar se sobrepor às leis estaduais. Kevin Biesty, vice-diretor de políticas do Departamento de Transportes do Arizona, acredita que, dado o atual ambiente federal e o estágio inicial da tecnologia, é melhor manter o status quo, com o governo federal e os estados tendo voz nas questões regulatórias relacionadas aos veículos autônomos. Essa divisão de tarefas deve permanecer como está hoje: deixar o governo federal regulamentar a segurança do veículo, mas permitir que os estados regulamentem como o veículo se comporta na estrada (por exemplo, licenças estaduais e regras de trânsito). Ao promulgar e avaliar políticas de veículos autônomos para o Arizona, Biesty analisa outros estados, organizações nacionais e internacionais e regulamentações e autoridades existentes para garantir testes seguros. A posição do Arizona é que os testes de veículos autônomos com um motorista de segurança não são diferentes dos testes veiculares que vêm sendo realizados há décadas (por exemplo, testes de transmissões automáticas).
Para produtos AV voltados para veículos comerciais pesados, Holly Gordon, diretora de políticas da Ike, analisa as regulamentações promulgadas pela Administração Federal de Segurança de Transportes Motorizados (Federal Motor Carrier Safety Administration, FMCSA). No entanto, à medida que o transporte rodoviário de longa distância avança em direção à autonomia L4/L5, certas regulamentações da FMCSA, como as relacionadas a inspeções veiculares na estrada, podem precisar ser reconsideradas quando não houver motorista humano. As diretrizes voluntárias da NHTSA e as futuras regulamentações relacionadas à autonomia também terão um impacto no desenvolvimento e na implantação da tecnologia de transporte rodoviário automatizado. Gordon observou que, para aumentar a transparência e validar a segurança, a Ike foi uma das primeiras empresas a publicar um relatório voluntário de autoavaliação de segurança antes de realizar testes em modo autônomo em vias públicas. O relatório da Ike concentra-se em sua abordagem à segurança em geral, que inclui uma combinação de simulações e trabalhos em pistas de teste por enquanto.
Considerações finais
Embora cada uma das sessões do dia tenha se concentrado em diferentes aspetos da indústria automóvel, o programa deixou claro que fabricantes, agências governamentais e consumidores estão entusiasmados com o potencial de maior segurança, benefícios sociais e conveniência trazidos pelos avanços em veículos elétricos, veículos autónomos e plataformas de micromobilidade. Todos os envolvidos estão a enfrentar desafios técnicos e regulatórios de ponta para continuar a fazer inovações tecnológicas a um ritmo alucinante.
