Motores elétricos de propulsão: parte III

Este é o terceiro artigo sobre os motores elétricos e, depois de ver o que são, como funcionam e são classificados, vamos analisar as tecnologias aplicadas à propulsão veicular, apontando as características e citando exemplos

Texto: Valério M. Marochi, coordenador técnico do Centro de Mobilidade Sustentável e Inteligente do Senai no Paraná  

Tanto do ponto de vista da aplicação quanto da potência, os motores CC de ímã permanente, também conhecidos como motores brushless ou BLDC (do inglês, Brushless Direct Current; em português motor sem escovas à corrente contínua) são os menores e mais simples aplicados na propulsão elétrica. Possuem na sua construção rotores de ímãs permanentes que reagem eletromagneticamente a impulsos produzidos pelas bobinas do estator, fazendo-o girar, dispensando os coletores e escovas característicos dos motores CC (daí o nome “sem escovas”). Operam, em geral, com tensões máximas na casa dos 96 Volts, são extremamente silenciosos e fáceis de controlar, além de duráveis. Compõe os veículos da micromobilidade (hoverboards, monociclos, patinetes, bikes e skates elétricos), algumas motos e também veículos de pequeno porte, como carrinhos de golfe e transportadores de parques e aeroportos.

Controversamente, apesar de serem os menos empregados na tração, como o volume de levíssimos no mundo é muito grande, são os motores elétricos mais populares que existem! Suas limitações consistem no elevado custo, devido ao emprego dos ímãs permanentes, além de aumentar muito o tamanho e o peso. Outro limitante é o fato de que os sistemas de controle para BLDC são simples e baratos, porém são pouco eficientes, o que diminui a autonomia da bateria.

Fonte: https://swagtron.com/news/how-do-electric-bikes-and-electric-scooters-work/

Largamente empregados

Conforme o porte dos veículos aumenta, a demanda por torque e potência também é maior, exigindo tensões e correntes de operação que inviabilizam o uso de motores CC. Um outro ponto crítico é a capacidade e eficiência dos sistemas de controle, que precisam entregar mais energia, com maior segurança e maior eficiência. Assim, entramos no domínio da corrente alternada, mais especificamente dos motores trifásicos, onde há duas famílias principais empregadas nos carros elétricos: motores síncronos e assíncronos.

De forma resumida, máquinas síncronas são aquelas em que o rotor gira exatamente na mesma velocidade que o campo magnético girante, independente da carga imposta. Já os assíncronos são aqueles em que pode haver uma diferença entre as duas velocidades, chamada de escorregamento.

Os motores assíncronos são também conhecidos como motores à indução, sendo mais baratos, confiáveis e duráveis que os demais tipos, devido à não utilização de materiais caros, como é o caso dos ímãs permanentes. Dentre as aplicações comerciais que utilizam este tipo de motor podem-se citar os carros da Tesla, o Renault Twizy e o BAIC BJEV EC180.

A desvantagem dos motores à indução é a baixa densidade energética, o que os torna um pouco melhores que os motores CC, mas ainda assim de grande porte. A implementação do controle também é simples, porém ainda com baixa eficiência, levando à terceira aplicação de motores de tração: os síncronos!

Fonte: http://www.twinkletoesengineering.info/hybrid_car.htm

Os motores CA síncronos podem ser divididos em 4 categorias, como vimos no artigo passado, e todas elas são encontradas em veículos elétricos. Uma das mais empregadas é a dos motores síncronos de ímã permanente ou PMSM (do inglês Permanent-magnet Synchronous Motor), parecidíssimos com os BLDC, porém alimentados e controlados com CA trifásica, podendo-se citar como exemplos de aplicação o VW ID.3, o BMW i3, o BYD e6 e o Nissan Leaf.

São compactos e de fácil controle, porém possuem baixa potência relativa e custo moderado. Outra variação de síncronos largamente empregada são os motores de relutância chaveada ou SRM (do inglês, Switched Reluctance Motor), sendo encontrados no Renault Zoe, Fluence e no Smart EQ ForTwo. Comparados com a categoria anterior, são mais baratos e com excelentes torque e potência, porém demandam alta complexidade no controle e são mais sensíveis ao ambiente de operação.

Fonte: https://insideevs.com/photo/4508856/volkswagen-app-310-electric-drive-meb-platform/

Ufa! Estamos quase chegando ao fim deste ‘resumo’ sobre os motores elétricos de tração. No próximo e último artigo da série falaremos das arquiteturas dos veículos elétricos e híbridos, tendo como foco a forma como os motores elétricos são acondicionados no sistema de propulsão. Até breve.

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