Mecânica

Nasce uma nova geração de motores para carros elétricos

Motor de nova geração para carros elétricos
O novo motor elétrico é baseado em um princípio de funcionamento diferente daquele dos motores elétricos atuais. [Imagem: Projeto Armeva/Divulgação]

Ímãs sem terras raras

Embora grande parte dos fabricantes de automóveis já tenha anunciado planos para converter seus carros - totalmente ou parcialmente - para versões elétricas, abandonando o centenário motor a combustão, ainda há alguns gargalos para viabilizar uma mudança em larga escala.

A principal delas é que os motores para carros elétricos dependem largamente de ímãs de terras raras. Embora não sejam exatamente raros, esses minerais são difíceis de processar, custam caro e, sobretudo, têm uma oferta reduzida.

É por isso que tem havido um esforço para fabricar ímãs de alto desempenho sem terras raras.

Um desses esforços é o projeto Armeva, financiado pela União Europeia.

"O objetivo que estabelecemos para nós mesmos foi a elaboração de uma solução que não envolva materiais de terras raras, mas que, no entanto, tenha um desempenho pelo menos tão bom quanto os melhores motores elétricos de hoje," disse Saphir Faid, gerente do projeto.

Motor de relutância comutada

Em apenas dois anos, a equipe desenvolveu uma nova tecnologia que, além de cumprir sua proposta de desempenho, mostrou-se factível economicamente.

A solução baseia-se em um princípio diferente do utilizado nos motores elétricos atuais. "A maioria dos motores elétricos no mercado hoje são baseados na força Lorentz," explica Faid. "Eles exploram um princípio pelo qual uma corrente [elétrica] que passa por um condutor colocado sob um campo magnético produzirá uma força perpendicular à corrente e ao campo magnético".

A nova tecnologia se baseia no princípio da relutância, um fenômeno que afeta o fluxo magnético de forma semelhante à da resistência em um circuito elétrico. "Basicamente," explica Faid, "baseia-se no fato de que um objeto em um campo magnético irá alinhar-se de tal forma que o fluxo magnético seja maximizado".

O movimento do objeto que tenta se alinhar ao fluxo pode ser usado para transformar a eletricidade em energia mecânica, e existem várias maneiras de fazer isto. Após uma análise de três métodos particularmente promissores, a equipe do projeto Armeva optou pela relutância comutada. É uma técnica pela qual um rotor gira conforme se ajusta a rápida mudanças no campo magnético, com essas mudanças sendo induzidas eletronicamente para os diferentes pólos do motor de forma síncrona com a posição real e o movimento do rotor.

É uma abordagem com potencial já reconhecido, mas que havia se deparado com alguns problemas sérios, entre eles a complexidade do projeto e do seu controle, além de bastante vibração e ruído.

A equipe afirma ter encontrado maneiras de enfrentar esses problemas e acredita estar muito próximo de viabilizar a tecnologia em escala industrial, tanto do ponto de vista técnico como econômico.

Motor de nova geração para carros elétricos
O motor já foi instalado em um carro elétrico e apresentou o mesmo rendimento do motor original. [Imagem: Projeto Armeva/Divulgação]

Conversão de carro elétrico

A demonstração da tecnologia incluiu a substituição do motor de um veículo elétrico comercial por um novo motor construído com a tecnologia Armeva - ambos têm basicamente o mesmo tamanho.

Os resultados foram convincentes, embora a equipe só agora vá entrar na fase de otimização do desempenho do motor e do desenvolvimento da tecnologia de fabricação em escala industrial.

Faid acrescenta que os primeiros contatos com a indústria automobilística já estão em curso: "Ainda estamos avaliando e otimizando essa tecnologia. Despertamos o interesse de vários clientes potenciais, então estamos discutindo possíveis cenários para comercialização com eles."





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