Mecânica

Uma nova era para os motores elétricos

Emma Woollacott - BBC - 10/01/2020

"O motor elétrico mudará dramaticamente. Eu não sei com que rapidez, mas daqui a dez anos será irreconhecível em relação ao que você vê hoje."
[Imagem: Equipmake/Divulgação]

Onde estão os HPs?

Quando se trata de melhorar os carros elétricos, você ouvirá falar principalmente sobre as baterias.

Mas e o motor, que de fato impulsiona o carro?

Os entusiastas de automóveis sempre foram obcecados com o que está sob o capô de um carro tradicional, mas no mundo elétrico o motor recebe pouca atenção.

Isso pode estar prestes a mudar, de acordo com Dave OudeNijeweme, chefe de tendências de tecnologia do Centro de Propulsão Avançada, uma associação entre o governo do Reino Unido e a indústria automotiva.

Ele diz que as melhorias na tecnologia dos motores elétricos deverão ter um efeito profundo no desempenho dos veículos elétricos nos próximos anos.

"A eletrificação é baseada em três pilares principais: baterias, motor elétrico e eletrônica de potência [o sistema de gerenciamento de energia]," diz ele. "Não se trata apenas de baterias. Elas estão em um monte de manchetes, mas os motores e a eletrônica de potência são absolutamente essenciais."

E com novas tecnologias, da impressão 3D aos motores nas rodas, que permitem que um carro gire sobre o próprio eixo, os motores elétricos estão prontos para chamar mais a atenção.

A refrigeração é essencial também nos motores elétricos.
[Imagem: Equipmake/Divulgação]

Inovações nos motores elétricos

A maioria dos motores dos carros elétricos segue os mesmos princípios básicos: bobinas de fio enroladas firmemente interagem com ímãs poderosos para criar rotação. Mas, apesar de uma configuração relativamente simples, ainda há muito espaço para melhorias.

"A potência de um motor aumenta com sua velocidade. O que você quer fazer é girá-lo o mais rápido possível, a fim de torná-lo o menor possível - mas então você se depara com problemas de refrigeração," explica Ian Foley, do fabricante britânico de motores Equipmake. "A limitação agora em como você melhora o desempenho dos motores elétricos está de fato na eficácia com que você pode retirar o calor deles".

A solução da Equipmake foi reorganizar os ímãs do motor de modo que eles fiquem posicionados como os raios de uma roda. Isso não apenas aumenta o torque (a força que causa a rotação), diz Foley, mas também torna os ímãs mais acessíveis, de forma que a água de resfriamento pode correr diretamente sobre eles.

A empresa agora está trabalhando também com a manufatura aditiva - ou impressão 3D - para melhorar o resfriamento e também cortar custos.

"Para resfriar, você precisa de trocas de calor muito mais eficazes e, com a fabricação aditiva, pode aumentar efetivamente a área superficial dentro do motor para as superfícies de resfriamento e, portanto, obter um potencial de resfriamento muito maior," acrescentou Foley.

A empresa espera ter seus motores em produção em cerca de 18 meses, vendendo-os inicialmente para uso em supercarros e ônibus elétricos - onde são eficientes o suficiente para poder operar o dia todo com uma única carga. A Equipmake também já assinou um acordo com a fabricante brasileira de automóveis Agrale.

Os motores nas rodas podem mudar radicalmente o projeto dos veículos, bem como sua dirigibilidade.
[Imagem: Protean Electric]

Motores nas rodas

Outros fabricantes estão pensando em uma mudança mais radical.

Na maioria dos carros elétricos, o motor fica em um eixo e, nos carros com tração nas quatro rodas, haverá dois motores, um em cada eixo. Mas algumas empresas estão trabalhando em um redesenho radical, colocando motores nas próprias rodas.

De acordo com Chris Hilton, da Protean Electric, os motores nas rodas melhoram a dirigibilidade, uma vez que o desempenho de cada roda pode ser controlado com precisão.

"Eles também diminuem o centro de gravidade geral e ajudam a reduzir o peso e otimizar a distribuição de peso no veículo," disse ele. "Além disso, como os motores nas rodas estão localizadas na própria roda, há perdas mínimas na transmissão do torque para a estrada, o que significa que eles são mais eficientes. Isso significa uma maior autonomia do veículo ou a mesma autonomia com uma bateria menor".

Atualmente, a tecnologia da Protean está sendo testada por fabricantes de automóveis de passageiros, veículos comerciais e até "pods" autônomos.

Os motores nas rodas da Nidec já estão no mercado.
[Imagem: Nidec/Divulgação]

Motores do futuro

Outra empresa trabalhando nos motores nas rodas é a japonesa Nidec, que anunciou seu protótipo no início do ano passado.

Segundo a Nidec, seu motor tem uma longa lista de vantagens, nem todas óbvias - menos ruído, por exemplo, graças a menos partes móveis. Mas talvez a maior vantagem seja o espaço. "Os carros que usam motores nas rodas não precisam de um compartimento para o motor," diz a empresa.

"Além disso, com a eliminação dos eixos de transmissão, as rodas podem girar livremente. Por exemplo, torna-se possível girar as rodas em 90 graus e dirigir para a esquerda ou para a direita, ou até mesmo girar no lugar, em vez de apenas avançar ou dar ré. Isso adiciona outra dimensão à maneira como o carro pode se mover e facilita a navegação em espaços apertados," propõe a empresa.

A APC estabeleceu um roteiro de como vê os motores elétricos se desenvolvendo: até 2025, seus especialistas esperam que os custos por quilowatt caiam quase pela metade, enquanto a densidade de energia triplica.

"Para a mesma quantidade de energia que eles geram, eles pesarão um terço e também terão um terço do tamanho. Ao mesmo tempo, os custos serão reduzidos," disse OudeNijeweme. "O motor elétrico mudará dramaticamente. Eu não sei com que rapidez, mas daqui a dez anos será irreconhecível em relação ao que você vê hoje, não na aparência, mas no que ele faz".