Setembro 2025 vol. 12 num. 1 - XXXII Simpósio Internacional de Engenharia

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Avaliação de desempenho de um catalisador aquecido elétrico de 12 volts como uma solução limpa para o mercado brasileiro.

Performance Assessment of a 12-Volt Electrical Heated Catalyst as a Clean Solution for the Brazilian Market.

SILVEIRA, Alexandre Moura da ; ORTOLAN, Murilo Artur ; ZILLI, João Paulo ; BIGLIARDI, Vincent ; SOUZA, Ricardo ;

Trabalho completo:

Este estudo avalia a aplicação de um catalisador eletricamente aquecido (EHC) de 12 V em um motor GDI turbo de 1,0 L voltado à produção em série, como alternativa limpa para atender às metas de emissões no Brasil, especialmente frente à norma LEV8.2 Tab 2B. Enquanto sistemas EHC de 48 V e até 6 kW são comuns na Europa, o clima mais ameno brasileiro permite a adoção de versões de 12 V com menor demanda térmica. Três fatores apoiam essa escolha: (1) o uso de etanol puro exige rápida ativação do catalisador para reduzir NMOG na fase fria; (2) a menor severidade térmica local, com mínimas de -5 °C, reduz a necessidade de aquecimento; e (3) a predominância de sistemas elétricos de 12 V no mercado nacional. O sistema testado integra um aquecedor de 12 V a montante do catalisador. Ensaios FTP75 e RDE com diferentes níveis de potência, combustíveis e condições do catalisador mostraram redução de até 44% no NMOG na fase fria e 40% no ciclo completo. O sistema demonstrou compatibilidade com baterias de 12 V, representando uma solução eficiente e de baixo custo frente às tecnologias convencionais.

Trabalho completo:

This paper assesses the efficiency of a 12-Volt Electrical Heated Catalyst (EHC) in a 1.0L turbocharged GDI engine for serial production, offering a clean solution to meet Brazilian emission challenges. It provides an alternative to conventional technologies aimed at LEV8.2 Tab 2B compliance.  While 48V EHC systems delivering up to 6kW are standard in Europe, Brazil's warmer climate allows for a 12V version with lower heating power. Three key factors support this approach: (1) NMOG control during the cold phase, especially with pure ethanol, can be enhanced by a faster catalyst light-off; (2) Brazil?s minimum temperature of -5ºC reduces heating demand compared to Europe?s -30ºC; and (3) the local market predominantly relies on 12V powertrains, unlike Europe?s widespread 48V systems.  The proposed system integrates a 12V heater upstream of a close-coupled catalytic converter. FTP75 and RDE tests evaluated emissions across different power levels, fuels, and catalyst conditions. Results demonstrated up to 44% NMOG reduction during the cold phase and 40% over complete cycles. The study also highlights the system?s electrical balance, ensuring compatibility with existing 12V batteries while remaining a cost-effective alternative to PL8 solutions.

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DOI: 10.5151/simea2025-PAP101

Referências bibliográficas
  • [1] Review of thermal management of catalytic converters to decrease engine. Applied Thermal Engineering 2019
  • [2] emissions during cold start and warm up [3]Automotive Business. (17th of August of 2020). O caminho do downsizing no Brasil.
  • [3] Development of a 12 Volts Electrical Heated Catalyst as a clean and affordable solution for Brazilian market.
  • [4] MMA/CONAMA. (20 de 12 de 2018). Resolução Nº 492, de 20 de Dezembro de 2018. Diário Oficial da União, p. 141
Como citar:

SILVEIRA, Alexandre Moura da; ORTOLAN, Murilo Artur; ZILLI, João Paulo; BIGLIARDI, Vincent; SOUZA, Ricardo; "Avaliação de desempenho de um catalisador aquecido elétrico de 12 volts como uma solução limpa para o mercado brasileiro.", p. 525-532 . In: Anais do XXXII Simpósio Internacional de Engenharia. São Paulo: Blucher, 2025.
ISSN 2357-7592, DOI 10.5151/simea2025-PAP101

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