Sustentável e zero emissão de
poluentes, o carro elétrico é uma tendência mundial. Esses veículos estão se
tornando cada vez mais presentes nas linhas de produção das principais
montadoras e muito em breve se tornarão maioria nos quatro cantos do mundo. Mas
você já parou para pensar como funciona um carro elétrico?
Apesar de a bateria ser o componente
mais importante nesse tipo de automóvel, há muitos outros componentes e
tecnologias fundamentais para o funcionamento de um carro elétrico.
Para tentar dar uma visão macro
a respeito do assunto, o Canaltech conversou com representantes de algumas montadoras
que já têm em suas linhas modelos híbridos ou 100% elétricos. JAC Motors e
Volkswagen atenderam à reportagem e explicaram, didaticamente, o porquê de os
carros elétricos serem a bola da vez no mercado automotivo.
O básico do carro elétrico
Antes de mergulharmos a fundo
no assunto, pedimos aos engenheiros da JAC Motors e da Volkswagen uma
explicação básica sobre como funciona um carro elétrico.
“O motor elétrico de um carro
funciona por meio de um processo físico. Consiste em utilizar uma corrente para
criar um campo magnético na carcaça (o 'estator'), cujo deslocamento coloca em
movimento uma parte giratória (o 'rotor')”, explicou o departamento de
engenharia da JAC Motors à reportagem do Canaltech.
Plataforma mostra como é feito
um carro elétrico.
“Diferentemente dos carros à
combustão, que são abastecidos em postos de combustíveis, os elétricos podem
ser carregados em estações de serviço fast-charge (Corrente Contínua - DC) e em
residências nas tomadas convencionais AC (Corrente Alternada). Para isso, esses
veículos têm conversores de corrente alternada e contínua”, emendou o setor
responsável da Volkswagen.
Bateria, o coração do carro
elétrico
Outro ponto importante sobre o
carro elétrico é entender a importância da bateria. E não é exagero dizer que
ela custa praticamente o preço total do veículo. O porquê de ela ser tão
valiosa, no entanto, talvez fique mais bem esclarecido nas palavras do
departamento de engenharia da JAC, que tem uma família completa de veículos
elétricos à venda no Brasil.
“O pack de bateria de alta
tensão é composto por vários módulos, e esses módulos são compostos por
milhares de células de íons de lítio. Os tipos mais conhecidos de células são
as cilíndricas, prismáticas e as pouch. E, para refrigeração e aquecimento das
células, o pack possui uma rede de tubos e flats pela qual o líquido percorre
fazendo o controle da temperatura”.
Bateria é o coração do carro
elétrico.
No caso dos carros da
Volkswagen, como o ID.3 e o ID.4, o departamento de engenharia pontuou que “a
bateria está posicionada sob o assoalho em todos os modelos construídos sobre a
plataforma MEB, exclusiva para elétricos, permitindo um melhor aproveitamento
do habitáculo e distribuição de peso”.
O “cérebro” da bateria
O coração do carro elétrico tem
um cérebro. Chamado de BMS (Battery Management System), ele é basicamente o
mesmo em todas as marcas que trabalham com veículos elétricos em suas linhas. E
como isso funciona? Novamente contamos com a gentileza do departamento de
engenharia da fabricante chinesa para levar a explicação correta a você:
“O BMS gerencia a temperatura,
tensão e corrente de cada célula do pack. Em um BEV, é fundamental ter uma
perfeita equalização das células e o BMS controla essa equalização durante o
carregamento e o descarregamento, além de gerenciar todo o sistema de segurança
e proteção do pack”.
Esse cérebro é importante,
principalmente, se o carro elétrico sofrer infiltração de água ou, por exemplo,
ficar preso em um alagamento, situação que não é tão rara em algumas regiões do
Brasil. “Se houver uma infiltração de umidade dentro do pack, o BMS
identificará e tomará as providências necessárias. Se houver um acidente e,
consequentemente, uma fuga de energia, ela irá cortar todo o sistema de alta
tensão”.
A
conversão da energia
Uma das muitas dúvidas que
surgem quando a discussão em pauta é como funciona um carro elétrico diz
respeito à utilização da energia. Afinal, como é feito o processo de conversão
do que é acumulado em energia cinética para fazer o carro “rodar”?
De acordo com a fabricante
alemã, isso ocorre graças a um componente chamado conversor de corrente
elétrica de alta voltagem.
“Ele é o encarregado de
transformar energia armazenada, que é capaz de acionar o motor, em energia
cinética. Também é ele que faz o compressor de ar-condicionado de alta
tecnologia é responsável em converter energia elétrica em energia cinética de
movimentação do compressor, responsável pelo circuito dinâmico de
ar-condicionado e refrigeração”.
Todos os cuidados envolvem a
montagem do carro elétrico e seus sistemas.
A Volks ainda citou um ponto
que é bastante interessante em toda a tecnologia que envolve esse tipo de
veículo:
“Um item interessante é que, no
carro elétrico, há possibilidade de regeneração de energia. Quando você aciona
o freio, o motor elétrico faz o trabalho de alternador e, por meio dos
conversores de corrente, é possível carregar a bateria. Além disso, quando o
motorista tira o pé do acelerador, ele automaticamente entra no modo freio
motor”.
A explicação é similar ao que
pontuou o departamento da JAC Motors. Segundo os engenheiros da chinesa, que,
aliás, é parceira da Volkswagen no desenvolvimento de carros elétricos, “toda
energia armazenada nas baterias percorre componentes de alta tecnologia e
eficiência, como a HVB, PCU, motor e, em alguns casos, a transmissão”.
“Atualmente, alguns veículos já
utilizam supercapacitores, que atuam como uma espécie de reservatório elétrico
que pode aceitar uma carga muito rapidamente e descarregá-la com a mesma
rapidez. Assim, é possível utilizá-los em uma situação na qual o alto torque é
exigido, mas em um período curto. Por isso os supercapacitores existentes não
substituem uma bateria, mas complementam a performance do veículo”.
Tipos de motor
Engana-se quem pensa que motor
de carro elétrico “é tudo igual”. Apesar de todos serem silenciosos, produzirem
energia limpa, ou seja, sem emissão de gases poluentes, e terem basicamente
composições iguais, há tipos distintos de motores elétricos.
Atualmente, a indústria
automotiva utiliza três tipos de motores elétricos:
Motor
Síncrono de Imã Permanente (PMSM), que é o mais comum;
Motores de indução trifásicos
(AC);
Motores de relutância comutados
(SRM).
Motor do JAC E-JS1, compacto
elétrico chinês.
“Os veículos JAC utilizam o
motor do tipo PMSM. Ele possui ímãs permanentes no rotor, têm características
de tração, como alta densidade de potência e alta eficiência. É a melhor
escolha para aplicações de alto desempenho”, assegurou o departamento de
engenharia da marca.
No caso da Volkswagen, a
montadora explicou ao Canaltech que utiliza motores trifásicos, de alta
performance e alto rendimento, todos localizados no eixo traseiro dos carros da
marca.
Outras tecnologias
Os altos preços cobrados pelos
carros elétricos na comparação com os tradicionais a combustão também estão
ligados à tecnologia de ponta embarcada nesse tipo de veículo, não apenas
centrados na bateria e no motor em si.
Entre os diferenciais que fazem
o valor do carro elétrico ir às alturas estão componentes que certamente farão
os mais antigos se lembrarem das citações como “rebimboca da parafuseta”. Para
quem ficou boiando, esse era o termo que as pessoas usavam para explicar, de
forma irônica, qual o problema que havia acontecido no carro, pois não
entendiam o diagnóstico passado pelas oficinas.
A
lista de componentes importantes para um carro elétrico suprir tudo o que o
motorista precisa, e para justificar o preço ainda inalcançável para boa parte
da população, inclui:
1. HVB (High Voltage Box)
Uma caixa central que distribui
toda a alta voltagem do veículo para todos os componentes movidos pela energia;
2.
PCU (Power Control Unit)
Responsável por controlar o
motor elétrico e converter corrente contínua CC em corrente alternada CA e
vice-versa, em uma situação de regeneração.
ID.3, que virá ao Brasil, é
aposta da Volkswagen.
Alguns PCUs possuem
internamente um inversor, também chamado de DCDC, que reduz a HV (alta
voltagem) do veículo para LV (baixa voltagem).
“Esse componente recarrega a
bateria LV de 12v, 24v, 48v. As PCUs normalmente ficam próximas ao motor
elétrico e algumas são integradas ao motor”, explicou o departamento de
engenharia da JAC Motors.
3. OBC (On Bord Charger)
O carregamento de um carro
elétrico na rede elétrica AC depende de três componentes, e sua velocidade será
sempre determinada pelo elo mais fraco da corrente. Esses três componentes são:
a estação de carregamento, o cabo de carregamento e o carregador de bordo OBC.
O menos conhecido desses três é
o carregador de bordo OBC. Ele recebe corrente alternada da rede (AC) e a
converte em corrente contínua (DC). Depois, a envia para as baterias, que
sempre trabalham em corrente contínua.
“A potência de saída dos
carregadores de bordo está geralmente na faixa de 3,7 kW a 22 kW. Essas duas
características determinam o preço do carregador e, portanto, o preço de todo o
carro elétrico”, explica a JAC Motors.
“O parâmetro-chave na escolha
da velocidade de carregamento AC do seu veículo depende do OBC . Por exemplo,
se seu veículo possui um OBC de 6,0 kw, e a estação possui uma potência de 22
kw, seu veículo será carregado na potência de 6,0 kw. Como dito anteriormente,
a velocidade é determinada pelo elo mais fraco, menos potente”, completou.
4. VCU (Vehicle Control Unit)
A Unidade de Controle do
Veículo, também chamada de ECU, gerencia todas as Unidades de Controle
Eletrônico dentro do BEV.
5. Compressor de
Ar-condicionado
No caso da Volkswagen, seus
carros elétricos possuem equipamentos totalmente elétricos, que servem para
refrigerar o interior do veículo e também para dissipar o calor das baterias.
6. Caixa de câmbio
Mais um item que existe tanto
no carro a combustão quanto no elétrico, mas, de acordo com o departamento de
engenharia da Volkswagen, nesse último caso precisa ser “apropriado,
desenvolvido para interface entre o motor elétrico e as rodas”.
Carro elétrico tem câmbio? |
Saiba como funciona a ré e mais curiosidades
O que o carro elétrico não tem?
Como citamos no início da
matéria, o motor do carro elétrico é composto basicamente por dois elementos: o
rotor e o estator. Por conta disso, o funcionamento é menos complexo do que o
de um carro a combustão. Afinal, não há virabrequim, velas, correias ou
comandos de válvula distribuídos por baixo do capô.
Motor a combustão do Chevrolet
Tracker.
E o que mais os carros
elétricos não têm quando comparados aos tradicionais, a combustão? Para abrir a
lista, por mais óbvio que seja, vamos deixar bem claro: carro elétrico não tem
tanque de combustível, ok? Afinal, ele não faz uso de gasolina nem etanol.
Além do tanque, também não
vemos em carros 100% elétricos itens como escapamento, bomba d’água, radiador e
outros itens de arrefecimento líquido. Pinças, discos e reservatório para
fluído de freio, no entanto, permanecem (por enquanto). (yahoo)