Carros elétricos: como funcionam, vantagens e tipos

Os carros elétricos são uma alternativa de locomoção sustentável em relação aos veículos convencionais movidos a combustíveis fósseis, grandes poluidores do meio ambiente. Segundo dados obtidos pelo Inventário de Emissões Atmosféricas do Transporte Rodoviário de Passageiros no Município de São Paulo, os carros movidos a partir de recursos naturais não renováveis são responsáveis por 72,6% da emissão de gases do efeito estufa. 

Apesar de alguns entraves na popularização dos carros elétricos, como maior investimento inicial, falta de incentivo e poucas opções no mercado, o uso de veículos menos poluentes vêm crescendo: de acordo com o Centro de Pesquisa em Energia Solar e Hidrogênio da Alemanha, no início de 2019, o número de veículos elétricos em todo o mundo chegou a 5,6 milhões, um crescimento de 64% em relação ao ano anterior. Os países nórdicos lideram a adoção de veículos elétricos e híbridos: em 2020, a Noruega se tornou o primeiro país do mundo onde os veículos elétricos representaram mais de 50% dos novos emplacamentos, com Islândia, Finlândia e Suécia, respectivamente, no ranking.

 

No Brasil, a adoção de veículos elétricos ainda caminha a passos lentos, mesmo com um aumento nas vendas: entre 2012 e 2018, o Brasil tinha 10.666 veículos eletrificados nas ruas. De 2018 para 2019, a frota circulante passou a ser de 22.524 modelos movidos por baterias.

 

Com uma mecânica mais simples do que a de um veículo com motor à combustão, os carros elétricos são formados por quatro componentes básicos:

 

●      Bateria: recarregável, responsável por armazenar a energia elétrica que movimenta o carro;

 

●      Inversor: converte a corrente elétrica contínua em corrente alternada, que é direcionada até o motor de indução;

 

●      Motor de indução: quando recebe a energia enviada pelo inversor, o motor de indução é acionado pela eletricidade que aciona os mecanismos responsáveis por fazer o carro se mover;

 

●      Sistema de recuperação de energia: formado por dispositivos que recolhem a energia cinética gerada pela desaceleração do carro para reutilizá-la.

 

A bateria dos carros elétricos influencia diretamente no tipo de veículo: densidade (quanto maior, mais capacidade de armazenamento de energia e maior a autonomia do carro), potência, eficiência, ciclo de vida e velocidade de carga (há três tipos de cargas: rápida, semi-rápida e lenta).

 

O armazenamento de energia necessária para que o carro se movimente é feito a partir da tecnologia de íons de lítio e de um material líquido que funciona como um eletrólito, o que possibilita que os íons se movam do pólo positivo para o negativo, gerando corrente elétrica e movimento.

 

São as baterias, também, que ainda geram dúvidas quanto à sustentabilidade dos veículos elétricos: segundo estudo do Instituto Fraunhofer de Físicas das Construções, a fabricação de um carro elétrico demanda uma quantidade duas vezes maior de energia do que a de um veículo convencional. Além disso, outros dilemas em relação aos elétricos, como o descarte da bateria após seu tempo útil de vida, a fonte de energia (quando não renovável) usada para recarregar as baterias e o impacto no ecossistema local na extração do Lítio, são constantemente colocados à tona.

 

Algumas soluções para essas questões:

●      Apostar em matrizes elétricas com participação alta de renováveis, como temos aqui no Brasil,

●      Apostar em baterias orgânicas, que não contêm metais ou quaisquer materiais tóxicos, e que usam componentes orgânicos oxidados de plantas, fungos, bactérias e animais (são químicos que produzem energia natural usados pelos animais na respiração a nas plantas na fotossíntese).

 

Já os motores são mais simples e mais baratos que os movidos a combustíveis fósseis, pois possuem só dois elementos: rotor e estator. De corrente alternada trifásica, eles têm vida útil maior que a dos similares a combustão e raramente necessitam de manutenção, já que não há óleo, velas e cabos de velas para serem trocados, por exemplo.

 

Outro ponto interessante é que os carros elétricos não possuem entrada de ar, nem marchas: seu arranque é imediato ao pisar no acelerador. Para dar ré, por exemplo, é preciso inverter o sentido do giro do motor.

Conheça o carro elétrico produzido em tempo recorde com auxílio da software de Siemens e Impressão 3D

Uma pequena equipe de jovens engenheiros da Electra Meccanica, com sede em Vancouver, projetou, simulou e fabricou seu novo carro elétrico em dois anos utilizando um software da Siemens. Conheça esta história clicando aqui.

Como funciona a recarga de um carro elétrico?

A recarga pode ser feita em pontos de carga – existem aplicativos que indicam pontos públicos como shoppings, eletropostos, postos de combustível, e privados, como empresas e estacionamentos; ou mesmo em casa, em tomadas de 110V e 220V, com o uso de aparelhos conhecidos como Wallbox, que são uma espécie de carregador disponibilizado pelas próprias marcas. 

Tipos de carros 100% elétricos

No mercado existem dois tipos básicos de carros 100% elétricos:

 

●      Veículo elétrico a bateria (BEV): usam eletricidade armazenada na bateria para alimentar o motor elétrico. Quando esgotada, a bateria é recarregada utilizando os freios regenerativos e a energia proveniente da rede elétrica pela tomada ou via plugue por um carregador de carro elétrico.

 

●      Veículo elétrico a célula de combustível (FCEV): ainda novidade no mercado, esse tipo de carro combina hidrogênio e oxigênio para produzir eletricidade.

Vantagens dos carros elétricos

●      Não emitem ruídos incômodos e nem geram poluentes.

●      A condução do veículo é mais fácil, uma vez que o mecanismo do motor sofre menos atrito em comparação com o motor a combustível devido a eletricidade.

●      Manutenção mais barata: os custos de reparos chegam a ser 70% menores em relação aos carros convencionais.

●      O motor elétrico é cerca de 3 vezes mais eficiente que o motor movido a gasolina.

●      Possuem sistema de estacionamento automático.

Menor custo de abastecimento.

eHighway - Eletrificação do transporte rodoviário de carga

A eletromobilidade no transporte público é também vantajosa para as empresas:  os custos de operação de veículos elétricos são até 70% menores do que nos movidos por combustíveis fósseis. No Brasil, os ônibus elétricos como alternativas de mobilidade sustentável já marcam presença em grandes municípios, como São Paulo e Campinas (SP), além de testes em capitais como Brasília (DF) e Salvador (BA). Na capital paulista, local com a maior frota do país, pretende-se diminuir a emissão de CO2 pela metade até 2027 e em 100% até 2037.

 

Como o transporte rodoviário é o mais comum no Brasil, a Siemens também criou uma solução mais sustentável: as eHighways, linhas elétricas que seguem as rodovias e alimentam caminhões híbridos, equipados com motor a combustão para rodar nos trechos sem a tecnologia instalada.

 

Outra importante inovação para o setor elétrico desenvolvida pela Siemens, responsável por eletrificar há 20 anos caminhões e ônibus no Brasil e no mundo, é o sistema de propulsão elétrica para caminhões e ônibus, que substitui o sistema de propulsão a combustão com alta eficiência energética e baixo impacto no meio ambiente.

Mobilidade elétrica para todos

A chave para a eletromobilidade é a energia. Pensando nisso, a Siemens criou o eMobility, um portfólio completo com geração de infraestrutura de carregamento e software avançado – como a Fluence, uma nova tecnologia global de armazenamento de energia e prestação de serviços – fornecendo a ligação entre serviços públicos, edifícios e automotivo para criar um novo espaço digital dinâmico.

 

O número crescente de veículos elétricos impõe novos desafios aos operadores da rede de distribuição, bem como às frotas, postos de gasolina e outros operadores de infraestrutura de carregamento. Com consultoria de sistemas de energia Siemens, apoiamos na determinação dos efeitos na rede elétrica e recomendamos as medidas adequadas. Além disso, fornecemos assessoria de negócios para o planejamento, implementação e operação de infraestrutura de carregamento eMobility.

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