As transmissões elétricas marcam uma mudança fundamental no cenário automotivo. Consequentemente, muitas peças que existem num veículo com motor de combustão interna (ICE) tornam-se desnecessárias num veículo elétrico. Alguns componentes mantêm funções semelhantes, enquanto outros assumem novas funções. Este artigo pretende delinear as principais diferenças entre ICE e carros elétricos.
O que mudou?
Comecemos pelo único elemento exclusivo dos veículos elétricos: a bateria de alta tensão. Esta bateria serve como contrapartida elétrica do tanque de combustível de um carro ICE, fornecendo a energia elétrica essencial ao motor elétrico.
Outro componente distintivo de um veículo elétrico é o motor elétrico. Sua função é converter energia elétrica em movimento mecânico para impulsionar o carro. A interação não é simples, no entanto, porque o motor e a bateria funcionam em diferentes “linguagens” elétricas: a bateria de alta tensão utiliza CC (corrente contínua), enquanto o motor funciona com CA trifásica (corrente alternada).
É óbvio que precisamos de um “intérprete” entre essas duas partes. Essa função é assumida pelo dispositivo eletrônico de potência comumente conhecido como inversor.
A eletrônica de potência é responsável por converter a corrente contínua da bateria de alta tensão em corrente alternada trifásica do motor elétrico durante a propulsão. O oposto acontece durante a frenagem regenerativa - a CA é convertida em CC para carregar a bateria de alta tensão.
A eficiência do inversor desempenha um papel crucial na eficiência geral do veículo elétrico. No entanto, a electrónica de potência não é o único “intérprete” num veículo eléctrico. O carregador integrado é o segundo dispositivo de conexão. Ele converte a fase AC 1 ou 3 da rede em DC para carregar a bateria. Quando usamos carregamento DC de alta potência, o carregador integrado é ignorado.
Outra área muito diferente é o aquecimento da cabine dos EV - aquecedores PTC (Coeficiente de Temperatura Positivo) e bombas de calor. Esses dispositivos não existem nos veículos ICE, que desperdiçam bastante energia térmica (devido à baixa eficiência térmica de seus motores) e é fácil utilizar parte dela para aquecer suas cabines.
Porém, em veículos elétricos, isso não é possível. A elevada eficiência da transmissão significa que a energia térmica produzida é mínima. É por isso que são necessários diferentes dispositivos para produzir o calor necessário para a cabine e também para a bateria.
O conversor DC/DC é outro componente completamente novo. Este dispositivo é responsável por converter a Alta Tensão DC da bateria para 12V para os consumidores de baixa tensão do carro (luzes, infoentretenimento, vidros elétricos, retrovisores).
Finalmente, a tomada de carregamento também é um componente único que encontramos num carro elétrico.
O que há de diferente?
Embora tanto os carros ICE quanto os elétricos usem o compressor de ar condicionado, a forma como alimentam esse componente é completamente diferente. Em um carro elétrico, o compressor do ar condicionado é um dispositivo de alta tensão e é alimentado pela bateria. Porém, em um carro ICE, esta é uma peça mecânica que obtém energia do virabrequim do motor. É por isso que, quando ligamos o ar condicionado num carro ICE, podemos sentir uma ligeira perda de potência, pois o compressor do ar condicionado retira alguma energia do motor.
Ambos os tipos de carros usam caixas de câmbio, mas é muito mais simples em um carro elétrico, com algumas exceções notáveis) geralmente vem com apenas uma velocidade. Nos carros ICE de passageiros modernos, as transmissões automáticas de 9 velocidades já estão se espalhando. A razão pela qual isso acontece é abordada neste artigo.
A filosofia de um sistema de travagem também difere entre carros ICE e elétricos. Na maioria dos veículos elétricos, quando o condutor pisa no pedal do freio, o motor elétrico funciona como um gerador que faz a frenagem inicial e ao mesmo tempo recarrega a bateria – por isso chamamos de “frenagem regenerativa”.
Se o motorista precisar de mais força de frenagem, existe um limite após o qual o sistema hidráulico convencional freia o carro. Na maioria das situações do dia a dia, os carros elétricos não utilizam o sistema de travagem convencional, prolongando assim a vida útil das pastilhas e discos dos travões. Porém, em um carro ICE, os freios hidráulicos são usados toda vez que o motorista pressiona o pedal do freio.
Outra diferença entre carros movidos a combustível e elétricos é a simplicidade do próprio motor. O motor elétrico geralmente não precisa de manutenção e possui apenas duas partes móveis. Em contraste, o motor de combustão interna tem muitas peças móveis - um motor médio de 4 cilindros tem pelo menos 40. Ele precisa de filtros de óleo e combustível trocados regularmente, a corrente ou correia de distribuição é vital e precisa de manutenção, as correias poli-V acionam todos os componentes auxiliares - como você sabe por experiência própria, esta lista é infinita.
O que é o mesmo?
Tudo o que tem a ver com suspensão, rodas e pneus é bastante semelhante entre os carros ICE e elétricos. Começando pela suspensão, as mesmas arquiteturas são utilizadas em ambos os tipos de carros.
Os carros elétricos baseados em plataformas ICE geralmente têm o mesmo design de suspensão de seus colegas ICE. Os carros elétricos baseados em plataformas EV dedicadas usam principalmente designs de suspensão totalmente independentes, como multi-link, braços duplos e amortecedores McPherson.
É claro que os amortecedores e as molas são adaptados nos carros elétricos para lidar com o peso extra.
Os pneus também têm design semelhante entre ICE e elétricos. Existem pneus para ambos os tipos de veículos que apresentam características de baixa resistência ao rolamento. As rodas costumavam ser diferentes entre os carros ICE e elétricos por causa do design “aero” que a maioria dos carros elétricos usa para reduzir o arrasto aerodinâmico, mas não são mais. Muitos modelos ICE recentes estão equipados com rodas “aerodinâmicas” que também reduzem o fluxo turbulento ao redor das rodas. Essa diferença aparentemente pequena no design afeta 1/3 do arrasto total de um carro.
Finalmente, o sistema de direção tanto no ICE quanto nos EVs é semelhante. Ambos estão equipados com sistemas eletromecânicos com as respectivas unidades de controle. Os sistemas eletromecânicos são obrigatórios porque são capazes de suportar sistemas avançados de assistência ao condutor, como assistência de faixa e estacionamento autónomo.
Conclusions
Em resumo, as principais distinções entre veículos com motor de combustão interna e modelos elétricos decorrem dos seus sistemas de propulsão fundamentalmente diferentes, que exigem conjuntos de componentes totalmente separados. Uma vez deixadas de lado essas diferenças, o terreno comum torna-se evidente – afinal, ambos são automóveis e muitas peças são partilhadas, apesar dos motores divergentes.
Essa sobreposição é vantajosa; se os veículos eléctricos fossem diferentes dos carros ICE em todos os aspectos, os seus custos teriam aumentado e a adopção em massa teria progredido muito mais lentamente.
