Carros Elétricos e Híbridos, o que são e como funcionam?

Carro elétrico

O tipo de veículo elétrico mais conhecido é o veículo elétrico a bateria (BEV – battery electric vehicle) ou, simplesmente, carro elétrico.

A maior diferença entre um carro elétrico e um com motor a gasolina ou etanol é que, no carro elétrico, o motor de combustão interna foi substituído por um ou vários motores elétricos alimentados por uma grande bateria de íon de lítio.



Assim, um carro elétrico é movido por um ou mais motores elétricos e, da mesma forma que um motor a combustão usa gasolina ou etanol do tanque de combustível, um motor elétrico consome a eletricidade armazenada em uma bateria. As baterias de íon-lítio são o tipo mais comum usado em carros elétricos e armazenam a eletricidade obtida da rede elétrica ao serem carregadas por meio de um cabo, como no seu celular.

A energia da bateria é transferida ao motor elétrico por meio de um controlador, que por sua vez é acionado pelo acelerador. A quantidade de movimento do acelerador determina quanta energia o controlador envia ao motor, que então determina a velocidade com que o carro se move.

A maioria dos carros elétricos também vem com tecnologia de frenagem regenerativa. Com isso, tirar o pé do acelerador força os motores elétricos a funcionarem efetivamente ao contrário, recuperando a energia que é então convertida em eletricidade e transmitida de volta para a bateria do carro.

Ao contrário dos carros comuns, os carros elétricos não possuem uma caixa de câmbio com várias marchas. Isso porque, um motor elétrico, fornece seu torque máximo imediatamente e não precisa ser acelerado.

Vantagens dos carros elétricos

Os carros elétricos têm muitas vantagens. As duas maiores são os custos operacional muito mais baixo do que os carros de combustão interna e a emissão zero no escapamento. A primeira vem do fato de que os veículos elétricos não usam gasolina ou etanol como combustível e sim eletricidade, que é muito mais barata.

Enquanto um litro de gasolina ou etanol custa em média R$ 4,62 e R$ 3,70 (fevereiro 2021) respetivamente, a eletricidade custa R$ 0,85 por kWh na tarifa residencial (janeiro 2021). Embora litros e quilowatt-hora não sejam diretamente comparáveis, você pode comparar o custo por km para ver o quão eficiente é um veículo elétrico.

Vamos usar o Honda Civic que, segundo o fabricante, gasta 7.0 litros de gasolina para rodar 100 km. Multiplicando o valor do litro da gasolina pela quantidade de litros para rodar 100 km no Civic, você vai gastar R$32,34 com gasolina.

O consumo dos carros elétricos é medido em kWh/100 km, assim os comparativos com os carros a combustão ficam um pouco mais difíceis. Usando o Chevrolet BOLT EV, que segundo o fabricante possui baterias com capacidade de 60 kWh e uma autonomia estimada de 383 km, o Chevrolet BOLT EV gasta 15,7 kWh para rodar 100 km. Multiplicando o valor do kWh pela energia de 15,7 kWh necessária para rodar 100 km, isso vai custar R$ 13,35.

Como esperado, o carro elétrico gasta menos que carro a combustão.

Para exemplificar, imagine que você trabalhe a 10 km de casa. Você pode ir e voltar ao trabalho a semana inteira com o carro elétrico e vai gastar em torno de R$ 13,35. Isso é 41% do valor que seria necessário para abastecer o carro do exemplo com gasolina e um pouco menos para o etanol.

A segunda vantagem é a falta de emissões de gases no escapamento, aliás, carro elétrico não possui escapamento, enquanto os carros normais emitem dióxido de carbono, dióxido de nitrogênio e outros poluentes prejudiciais. Isso não apenas melhora a qualidade do ar nos centros urbanos, mas, pela lei atual, também significa que os proprietários de veículos elétricos são isentos de rodízio estadual (Lei nº 15.997, de 27 de maio de 2014 para quem mora em São Paulo).

Desvantagens dos carros elétricos

Uma das grandes preocupações para qualquer proprietário de veículo elétrico é a distância que ele pode dirigir, ou seja, o seu alcance. Os primeiros modelos conseguiam percorrer menos de 160 Km de alcance, o que criou uma condição psicológica conhecida como “ansiedade de alcance” nos motoristas.

Mas os veículos elétricos mais modernos, ainda usando o exemplo do Bolt EV, vêm com um alcance testado em laboratório de quase 402 km. No entanto, isso ainda é menos do que os carros convencionais a gasolina e etanol podem alcançar e ainda é um problema pois as cidades brasileiras não possuem infraestrutura de abastecimento público ou privada suficiente.

Outra desvantagem é o tempo de carregamento. Uma carga completa de um carro elétrico com 60 kWh leva mais de 13 horas usando uma tomada doméstica normal de três pinos (aproximadamente 2 kW). Mesmo com um carregador rápido de 50 kW, leva mais de meia hora para carregar o carro. Por outro lado, um carro a gasolina ou a etanol é muito mais rápido para abastecer.


Ford Fusion Híbrido – Foto: Ford Motor Co.

Carro híbrido

A definição de carro híbrido é um veículo que possui duas fontes de energia diferentes para gerar tração e mover as rodas, normalmente, um motor de combustão interna (gasolina, diesel ou etanol) trabalhando em conjunto com um motor elétrico.

O principal objetivo deste tipo de veículo é obter uma condução mais suave com menor consumo de combustível e emissões mais baixas a partir do escapamento.

Isso o diferencia de um carro totalmente elétrico que possui somente uma fonte de energia; o motor elétrico para gerar tração para mover as rodas.

Contudo, dentro da categoria de híbridos, existem alguns tipos a serem considerados, cada um com suas vantagens e desvantagens.

Entre os mais comuns podem ser destacados três: híbrido paralelo, híbrido plug-in e híbrido série.



Híbrido paralelo

O híbrido paralelo é o mais comum dentro da categoria dos híbridos. Este possui um motor de combustão interna e um motor elétrico com um banco de baterias separado. Isso quer dizer de que pode se mover somente com o motor elétrico, com o motor a combustão ou com uma combinação de ambos.

A bateria é carregada pelo motor enquanto o carro freia graças à tecnologia de freios regenerativos que acumula a energia cinética (a energia que ele possui devido ao seu movimento) e a transfere para o banco de baterias. Esta permite que a energia dispersada quando o freio é usado seja reutilizada para recarregar o banco de baterias onde fica armazenada.

Exemplo de híbridos paralelo são o Toyota Prius e o Ford Fusion Híbrido.

Híbrido Plug-in

Também conhecido como PHEV (plug-in hybrid electric vehicle), um híbrido Plug-in é um carro similar ao híbrido paralelo já que, quando falamos de híbrido-plug-in, estamos falando da maneira em que é feita a recarga das baterias, independente da estrutura que traciona as rodas. Contudo, o banco de baterias no PHEV é normalmente maior que no híbrido paralelo. Isso quer dizer de que o carro pode percorrer maiores distâncias em modo puramente elétrico, mas, apesar de a tecnologia de freios regenerativos também estar presente, as baterias devem ser conectadas pelo usuário a uma tomada elétrica para serem recarregadas.

Exemplo de híbridos Plug-in são o Jaguar i-Pace, BMW i8 e o Volvo XC90 T8 Hybrid.


Porsche Panamera 4s e-hybrid – Foto: Porsche AG

Híbrido série

A tração neste tipo de carro é sempre movida pelo motor elétrico e o motor a combustão é usado para recarregar a bateria, precisando por isso, de uma bateria maior que o híbrido-paralelo já que não é capaz de tracionar as rodas diretamente com gasolina ou etanol. Contudo, com as melhorias na tecnologia de carga das baterias, este tipo de híbrido está desaparecendo.

Exemplo de híbridos série é o caso dos primeiros BMW i3.

Pontos fortes e fracos

Abaixo separo os pontos fortes e fracos dos veículos híbridos. Nos pontos fortes descrevo aquilo em que são consistentemente bons, no que se destacam e no que podem ser elogiados e, nos pontos fracos, o que atrapalha sua performance, do que sentimos falta e o que poderia melhorar.

Pontos fortes do carro híbrido:

  • No congestionamento é possível andar com o motor elétrico e carregar as baterias a cada frenagem;
  • No caso do híbrido paralelo, dispensa as estações de recarga;
  • Possui o mesmo tipo de manutenção que um carro convencional;
  • Possui motor menor e mais leve o que faz com que economize mais energia;
  • Aproveitamento de 90% a 95% da energia da combustão.

Pontos fracos do carro híbrido:

  • No caso dos híbridos plug-in existe a necessidade de recarregar a bateria, o que pode levar para uma carga completa, dependendo do tipo de recarregador, entre 8 e 14 horas. Além disso, no Brasil, ainda existe falta de infraestrutura (postos de recarga).
  • Seu preço ainda é alto comparado com os carros de combustão interna;
  • Alta tensão de suas baterias pode provocar choques;
  • Pode ser mais lento que os modelos convencionais.

Mild-hybrid

Aproveitando que estamos falando de híbridos, só para esclarecer, são muito comuns hoje os Mild-hybrid, que descrevo a seguir.

A grande diferença desta tecnologia é que, enquanto em um dos outros modelos de híbridos o motor elétrico pode tracionar as rodas, no mild-hybrid, o motor elétrico não tem força suficiente para isso.

Basicamente um mild-hybrid combina um motor elétrico, uma bateria de 48 volts e um conversor 12/48 volts com um motor de combustão interna. O motor elétrico funciona como partida administrando um sistema de start/stop e girando o motor suavemente. Ele também funciona como gerador, coletando a energia recuperada da frenagem, que é armazenada na bateria de 48 volts.

Exemplo de híbridos mild-hybrid é o caso do Hyundai Tucson ou o Land Rover Evoque.

Espero ter esclarecido o assunto.

Max Gorissen

Velejador, escritor e empresário… nessa ordem!


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