Sistema Fiep: Carros elétricos: ‘pernas curtas’, mas limpinhos!

Texto: Valério M. Marochi

Fotos: Divulgação

Depois da contextualização histórica que fizemos na matéria passada a respeito dos veículos elétricos, vamos começar a entender algumas tecnologias e tipos de veículos, bem como abordar a ‘sopa de letrinhas’ que são as siglas automotivas. Os termos veículo elétrico (VE, do inglês EV, electric vehicle) ou veículo eletricamente recarregável (VER), podem se referir a qualquer tipo de veículo que possua propulsão total ou parcialmente dependente de baterias de tração. Esta definição engloba sistemas de propulsão híbridos ou elétricos puros, desde monociclos, automóveis de passeio, caminhões, a trens e embarcações. Nesta edição trataremos dos veículos puramente elétricos (VPE) ou veículos elétricos a bateria (VEB, do inglês BEV, battery electric vehicle).

Anatomia dos elétricos

Os veículos puramente elétricos têm como fonte única de energia a bateria de tração, não possuindo mais motor a combustão e nem mesmo tanque de combustível, motivo pelo qual não possuem escapamento, não emitem poluentes e, como consequência, são silenciosos. Sua arquitetura de propulsão é muito mais simples do que a convencional, reduzindo drasticamente a quantidade de componentes e elementos móveis, o que também reduz a frequência de manutenções (abaixo a arquitetura do VW e-Golf).

A arquitetura dos carros elétricos, de forma genérica, é composta por: um banco de baterias de tração (chamado de pack); controladores e conversores de energia; e o conjunto do motor elétrico (figura abaixo).


Fonte: Denton, 2018.

As baterias sempre foram o principal problema dos carros elétricos por serem caras, pesadas, volumosas, de curta vida útil e proporcionarem baixa autonomia. Buscando responder a estas demandas, muitos estudos têm sido feitos, também impulsionados pelos dispositivos móveis. Atualmente, as tecnologias que conseguem um certo equilíbrio frente a estas premissas são as de íons de lítio que, comparadas às baterias automotivas de chumbo-ácido, apresentam redução do volume e peso à metade, com o dobro da vida útil, e características de carga e descarga mais adequadas aos sistemas de tração elétrica. O pack de baterias é constituído, portanto, das células de lítio e de sistemas eletrônicos que controlam a carga e a descarga das mesmas.

Os controladores e conversores de energia, em geral, são três: o carregador interno do veículo (on-board), que converte a energia do sistema de recarga para os níveis da bateria de tração; o conversor DC/DC, que reduz a tensão e supre a bateria auxiliar do veículo (12 ou 24 V) a partir da bateria de tração; o controlador do motor de tração (conhecido como driver), responsável por gerenciar o funcionamento do mesmo, como motor em acelerações ou gerador em frenagens.

O conjunto do motor de tração, em geral, é conectado ao eixo motriz através de um sistema de transmissão sem marchas, contando apenas com um sistema de diferencial e, às vezes, uma relação de redução, para melhor adequar o torque e a potência do motor elétrico com a demanda do veículo. Esta configuração sem caixa de câmbio confere aos veículos puramente elétricos um conforto semelhante ao de veículo com transmissão continuamente variável (TCV, do inglês CVT, Continuously Variable Transmission), onde não há trocas de marchas, independentemente da velocidade do veículo. Na figura abaixo é apresentado, em vista explodida, o conjunto do motor de tração do Renault Zoe.

1) Controlador do motor (driver); 2) Estator do motor; 3) Rotor do motor; 4) relação de redução e conjunto diferencial.

Prós e contras da tecnologia

Dentre os benefícios dos puramente elétricos, além dos já citados, figuram a facilidade de dirigir, principalmente em trânsito urbano, o baixo custo de recarga e a possibilidade de fazê-la em casa, em locais públicos ou mesmo no trabalho, diminuindo a necessidade de programar o abastecimento. Resumindo, é um veículo adequado para aplicações urbanas, o que causa dúvida e receio em consumidores do mundo todo, principalmente quando o assunto é autonomia. Olhando por esse aspecto, as autonomias médias estão entre 200 e 400 km, nada muito animador para quem pretende fazer uma viagem, principalmente para lugares onde a infraestrutura de recarga é modesta ou mesmo inexistente. Esta já é a visão das desvantagens da tecnologia, que abrange o alto custo de aquisição, a baixa autonomia relativa e a infraestrutura de recarga e de manutenção. Mas não se assuste! Estes aspectos ‘negativos’ são na verdade oportunidades, que com a dose certa de pesquisa e desenvolvimento, investimentos e incentivos, e treinamento profissionalizante, podem fazer dos elétricos a melhor opção para consumidores e também para o meio ambiente.

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