Componentes eletrônicos em forma de banana vão equipar veículos híbridos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/04/2007

Os veículos híbridos já estão fazendo história. Os custos ainda elevados, principalmente em razão da baixa capacidade de produção da indústria, são os únicos entraves para que esses veículos movidos meio-motor a combustão e meio-elétricos possam se disseminar pelo mundo todo (veja Veículos híbridos geram economia de combustível e redução da poluição).

No que toca aos engenheiros, eles não têm poupado esforços e criatividade no sentido de viabilizar as novas tecnologias e fazer com que os veículos híbridos possam se tornar mais viáveis. Um dos melhores exemplos envolve a parte eletrônica que vai no interior desses veículos.

Eletrônica embarcada

Nunca o termo eletrônica embarcada fez tanto sentido quanto nos veículos híbridos. Mesmo nos carros tradicionais, atualmente a eletrônica controla quase tudo na parte mecânica e elétrica dos carros. Nos veículos híbridos podemos facilmente retirar o "quase" da frase anterior.

A energia gerada pelos freios, por exemplo, deve ser coletada, armazenada e depois reutilizada na própria movimentação do carro. O motor elétrico, além de permitir arrancadas mais suaves e rápidas, também funciona como um "backup" do motor a combustão. Quando um deve funcionar e o outro parar são detalhes totalmente controlados pela eletrônica embarcada.

O problema que surge é: onde embarcar essa eletrônica? Para viabilizar a utilização desses conceitos, é necessário que a parte eletrônica seja totalmente integrada no interior dos equipamentos. Senão a fiação necessária inviabilizaria sua utilização, aumentando o preço do carro e fazendo o sistema todo cair em confiabilidade.

Mundo redondo e componentes quadrados

O motor elétrico, por exemplo, deve ser montado entre o motor a combustão e o câmbio, num invólucro selado. Logo, ele deve levar consigo toda a sua eletrônica de potência.

Vibrações e temperaturas que chegam facilmente aos 150º C não são exatamente o ambiente preferido de componentes eletrônicos. Por isso, os engenheiros estão tendo que desenvolver novos componentes e, principalmente, alterar seu formato.

Os componentes eletrônicos em geral, assim como as placas de circuito impresso, nasceram em um mundo quadrado - no máximo retangular. Toda a tecnologia para sua construção prevê trilhas em linha reta, com curvas secas em ângulo, conectores planos e componentes eletrônicos "bem certinhos", quadrados ou retangulares, resistores e capacitores tubulares etc.

Mas o interior de um motor elétrico é redondo. Não se trata tão somente de ir acomodando os componentes tradicionais em uma estrutura curva, porque eles simplesmente não caberiam lá dentro. E o espaço é um luxo para quem está projetando um motor elétrico que deve ser leve e eficiente o suficiente para oferecer uma economia substancial de combustível em um veículo híbrido.

Componentes eletrônicos em formato de banana

O desafio é tamanho que os engenheiros eletrônicos já cunharam um novo termo: "banana-shaped components" - componentes eletrônicos em formato de banana, ou curvos.

Os chips e transistores de potência ainda estão em seus formatos tradicionais. Mas resistores, capacitores, conectores e placas de circuito impresso estão tendo que se adaptar rapidamente.

Pesquisadores do Instituto Fraunhofer, Alemanha, por exemplo, adotaram um enfoque tridimensional para criar componentes que rompessem com o paradigma bidimensional das placas planas de circuito impresso.

Os novos capacitores - componentes que armazenam a energia necessária para energizar as bobinas do motor elétrico - foram desenvolvidos na forma de películas que podem ser facilmente dobradas e encaixadas em qualquer espaço, aproveitando cada milímetro disponível.

Os componentes magnéticos do motor, por sua vez, estão sendo produzidos com um material plástico no qual são incorporadas partículas magnéticas. Isso permite que essas peças sejam fabricadas em qualquer formato.

Com isto, não se trata mais de inserir componentes sobre uma placa plana, mas de criar circuitos completos que podem ser inseridos, entre outros lugares, no interior do câmbio, muito próximo às engrenagens.

Eletrônicos refrigerados a água

Outro desafio é manter esses componentes eletrônicos sob temperaturas que atendam às suas faixas operacionais de funcionamento seguro. A saída foi aproveitar o próprio sistema de resfriamento do motor, fazendo a água relativamente fria que vem do radiador circular por entre os componentes, que estão enclausurados em um ambiente no qual nem ar circula.

Mesmo os mais modernos veículos híbridos ainda não tiraram proveito dos componentes eletrônicos em formato de banana. Os engenheiros esperam que a nova tecnologia possa chegar ao mercado em mais uma ou duas gerações desses carros.

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