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Como funciona um motor elétrico? 10 Perguntas e Respostas

Como funciona um motor elétrico? 10 Perguntas e Respostas

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COMO FUNCIONA UM MOTOR ELÉTRICO? 10 PERGUNTAS E RESPOSTAS

Qual o princípio de funcionamento dos veículos elétricos? Quais as diferenças face a veículos com motor de combustão interna? Quão fiáveis são? Os especialistas da ŠKODA apresentam respostas claras e facilmente percetíveis para todas as questões.

A Era Elétrica chegou. Brevemente os veículos elétricos farão parte do nosso quotidiano. A ŠKODA terá 10 modelos eletrificados até 2025. E, no entanto, o seu modo de funcionamento continua um mistério para muitos condutores. Os veículos elétricos emanam exotismo, aparentem ser complexos, desconcertantes e tecnologicamente disruptivos, quando na verdade são mais simples que os veículos com motor de combustão interna, em muitos aspetos.

1. Quais as diferenças entre um motor elétrico e um de combustão interna?

O princípio da conversão de energia para o movimento mecânico é completamente diferente. Enquanto um motor de combustão interna depende da termodinâmica para queimar combustível os motores elétricos fazem essa conversão aproveitando as forças eletromagnéticas geradas quando uma corrente elétrica atravessa um campo magnético. Um motor de combustão interna tem um mecanismo de manivela (cilindros, pistões, válvulas, cambota, etc.), enquanto no interior de um motor elétrico encontramos nada mais que um estator e rotor (e sua interação mútua) para impulsionar o veículo. Esse motor elétrico pode atuar como um gerador e, quando trava ou desacelera, a energia pode ser direcionada de volta à bateria, recarregando-a.

2. Quais as diferenças de performance para um motor de combustão interna?

Os níveis de potência e o binário de cada um dos motores são completamente diferentes. Enquanto a potência e o binário de um motor de combustão interna aumentam com a rotação até que a ultrapassem, num motor elétrico o binário máximo está disponível quase a partir das zero rotações e diminui à medida que atinge maior RPM. Na prática, isso significa que um carro elétrico tem maior tração no início e, portanto, uma dinâmica relativamente superior. Além disso, a ampla faixa de RPM’s de operação do motor elétrico, significa que não precisa de uma transmissão de múltiplas velocidades com embraiagem, de modo que o veículo elétrico pode atingir a velocidade máxima sempre na mesma marcha.

3. Como é calculada a potência de um automóvel elétrico?

Calcular a potência não é tão simples como em veículos convencionais. Num automóvel elétrico, o valor da potência total não é baseada apenas no que o propulsor fornece, é também influenciado pela potência da bateria. Como este é sempre um valor determinado por todo o sistema de propulsão, a unidade pode até ser projetada de forma a que, por exemplo, a sua base técnica seja a mesma para uma multiplicidade de versões de potência e o poder final do carro dependa somente da combinação com baterias de diferentes dimensões.

4.Como é medido o consumo?

Nos automóveis elétricos, o consumo indica a energia consumida em kilowatts-hora por 100 quilómetros de viagem (kWh / 100 km). No painel de instrumentos, como nos automóveis convencionais, pode consultar informações sobre o consumo instantâneo e médio. Além disso, é também exibida a quantidade de energia regenerada e enviada de volta para as baterias.

5. E em relação à manutenção?

Como a principal e, de facto, a única peça móvel de um motor elétrico é o rotor, os requisitos de serviço são mínimos, comparando com um motor de combustão. Não há necessidade de nenhuma troca de óleo ou substituição dos filtros de ar e combustível. Como tendem a ser máquinas de rotações elevadas, precisam ser bem projetadas (especialmente os rolamentos), mas, em geral, a propulsão elétrica requer menos manutenção do que um motor convencional.

6. A que eixo transmite força o motor elétrico?

Em princípio, o motor pode ser montado no eixo dianteiro ou traseiro. Geralmente, é, no entanto, preferível para um automóvel elétrico ter tração traseira, pois permite que o motor elétrico transfira o seu potente torque para a superfície da estrada e com mais eficiência. A tração totalmente elétrica nas quatro rodas pode ser instalada simplesmente adicionando um segundo motor elétrico ao eixo dianteiro.

7. Todos os automóveis elétricos têm o mesmo tipo de motor?

Da mesma forma que os diferentes motores de combustão interna evoluíram, existem também várias opções e variações quando se trata de motores elétricos, dependendo das características do automóvel. Avançando mais detalhadamente, os motores síncronos trifásicos, muitas vezes com ímanes permanentes, são os mais populares, bem como os motores assíncronos ou suas variações. Uma unidade eletrónica de potência é, geralmente, parte integrante destes motores e, pode ser diretamente integrada no motor, ou montada separadamente e depois acoplada ao motor através de três condutores de fase fortes.

8. Existem diferenças entre os motores elétricos de automóveis 100% elétricos e de Híbridos Plug-In?

Sim, na conceção de um automóvel 100% elétrico, prevê-se que não haja outro tipo de unidade motriz no automóvel, pelo que tal não precisa ser levado em consideração. Assim, o motor poderá ser otimizado para as opções de torque, potência e RPM necessárias ao veículo. O design de um motor híbrido, por outro lado, tem também em conta as características do motor de combustão interna, parceiro do motor elétrico, com foco nas possibilidades de conexão mecânica, temperaturas de operação, RPM e faixa de potência. O automóvel deve poder mover-se apenas eletricamente, com um motor de combustão, ou em modo combinado, e sempre com otimização energética.

9. É verdade que os veículos elétricos existem há mais de um século?

As primeiras tentativas de construir um veículo elétrico remontam a 1835 (48 anos antes da construção do primeiro motor a gasolina) e foram feitas de forma independente umas das outras - na Itália e na Holanda. Figuras como Ferdinand Porsche e o inventor checo František Křižík trabalhavam no projeto de veículos elétricos na viragem do século 20 (Křižík até revelou um automóvel da LAURIN & KLEMENT nessa época). Em 1900, foram conduzidos mais veículos elétricos nos EUA do que automóveis com motor de combustão interna. O primeiro automóvel a ultrapassar os 100 km/h era movido a eletricidade. No entanto, estes automóveis usavam pesadas baterias de chumbo e tinham uma reduzida autonomia. A chegada dos automóveis de produção em série e a utilização massiva de motores de combustão com maior autonomia, prejudicaram a aplicação da tração elétrica durante muitos anos.

10. A que se deve o desenvolvimento de motores elétricos atualmente?

A tendência da Mobilidade elétrica é impulsionada não apenas pela necessidade de reduzir as emissões dos gases de escape e de CO2, mas também pelo rápido desenvolvimento e disponibilidade de novas tecnologias. As modernas baterias à base de lítio, são melhores para armazenar e disponibilizar a quantidade de energia necessária. Têm os seus próprios controlos eletrónicos, comunicam com todos os sistemas do carro e encontram-se em próspero desenvolvimento. Da mesma forma, os componentes semicondutores de hoje podem transmitir correntes muito maiores, com menores perdas, podendo ser usados para controlar e regular de forma eficiente poderosos motores elétricos. O aumento da disponibilidade de energia verde a partir de fontes renováveis e planos para desenvolver infraestruturas de carregamento, têm também desempenhado um papel na recente promoção da mobilidade elétrica.

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