Entenda como funciona um motor elétrico, futuro do setor automotivo

Equipamento fundamental para a eletrificação dos veículos tem um funcionamento extremamente simples

A década de 1920, de certa forma, foi muito parecida com a época atual para os carros. Naqueles tempos, ainda não era certo qual tipo de propulsão seria predominante para os veículos: vapor (combustão externa), gasolina (combustão interna) e eletricidade estavam disponíveis para qualquer comprador. Cada um com suas vantagens e desvantagens.

No entanto, com o vapor caindo em desuso e a eletricidade ainda sendo artigo de luxo naqueles tempos, o carro a gasolina acabou saindo vencedor. O combustível tornou- se mais fácil de ser obtido e transportado. Além disso, o grande sucesso do Ford Model T ajudou a pavimentar a predominância dos motores de combustão interna.

Em plena década de 2020, o mercado automotivo se encontra mais uma vez dividido. Dessa vez, veículos a gasolina, híbridos e totalmente elétricos estão na disputa. A tendência é que os motores de combustão interna puros caiam em desuso no médio prazo por conta das cada vez mais restritas regras de emissões de poluentes, seguidos pelos híbridos, que combinam um motor a gasolina e um elétrico. O cenário que se desenha para as próximas décadas é de dominância dos carros 100% elétricos, que não emitem poluentes.

O conceito do motor elétrico é muito antigo, datado ainda do século XIX. Muitas montadoras já tentaram resgatar seu uso em veículos, principalmente após as crises do petróleo na década de 1970. O Brasil mesmo, com a Gurgel Motores, já produzia seus próprios elétricos em 1974 na forma do Gurgel Itaipu. Mas você sabe como esses motores funcionam?

O conceito do motor elétrico

A função de um motor elétrico é transformar energia elétrica em energia cinética, que é levada por meio de uma transmissão para as rodas e põe o veículo em movimento. Essa é a parte simples. Mas o processo é mais complexo e se utiliza de princípios do eletromagnetismo para acontecer.

O motor elétrico presente na maioria dos carros elétricos atuais tem dois componentes básicos: um estator e um rotor. O primeiro é formado por uma série de eletroímãs que variam de polaridade e criam um campo eletromagnético. Alterando constantemente, mas de forma controlada, entre positivo e negativo, gera-se o movimento do rotor. Por sua vez, o giro do rotor é ligado à transmissão e daí chega às rodas.

Para conseguir essa alternância magnética dos eletroímãs, o motor elétrico convencional utiliza corrente alternada na maioria dos casos, com elétrons que mudam de direção periodicamente. Pode até existir um motor de corrente direta, mas é necessária a utilização de um comutador para criar a alternância do campo eletromagnético. Isso acontece pois os elétricos dessa corrente fluem em uma única direção.

E é daí que surge um dos primeiros desafios dos carros elétricos. Para alimentar o motor ou motores elétricos são utilizadas baterias. Hoje, as baterias mais comuns, de íons de lítio (Li-Ion) ou de lítio fosfato de ferro (LiFePO4), carregam e armazenam energia de corrente contínua. A maior parte das tomadas caseiras fornece corrente alternada para o carregamento também.

Assim, a maior parte dos carros elétricos possui um conversor de corrente, transformando a alternada em contínua para carregar as baterias e revertendo o processo para alimentar o motor.

As vantagens do motor elétrico

A principal vantagem do motor elétrico é não emitir nenhum poluente durante o uso, mas não é a única. Como foi dito acima, o motor elétrico possui apenas uma peça móvel, o rotor. Na comparação com um de combustão interna, que tem centenas de partes móveis, a manutenção é muito mais simples. Além disso, não exige trocas de fluídos ou filtros.

Outra vantagem prática do motor elétrico é que, por gerar energia cinética por magnetismo, sua entrega de força é imediata e silenciosa, ao contrário do motor a combustão que depende da absorção da energia gerada pela explosão e de se aumentar a rotação para entregar mais potência e torque.

Com apenas duas partes móveis, o motor elétrico é bem mais leve e compacto, podendo ser instalado até mesmo diretamente nas rodas. Além disso, libera espaço que pode ser aproveitado para porta-malas extras no lugar do propulsor convencional, o que dá liberdade para os designers entregarem mais espaço interno para os ocupantes. 

Também há a possibilidade de se ter o efeito de freio regenerativo. Quando o carro se movimenta, sem usar o acelerador, como na descida de uma ladeira por exemplo, o motor elétrico faz o caminho inverso. A energia cinética das rodas chega à transmissão e ao rotor. Invertendo-se a polaridade dos eletroímãs, ao invés de se gerar movimento, o motor cria resistência e vira um gerador, recuperando um pouco de energia de volta para as baterias. Além disso, causa uma desaceleração. Em alguns carros, o freio regenerativo possibilita ao condutor usar apenas o pedal do acelerador para modular a velocidade, necessitando menos do freio convencional.

Do CNN Brasil