Quais são as partículas dotadas de carga elétrica responsáveis pela condução de corrente elétrica nos metais?

Carros elétricos ou híbridos plug-in estão cada vez mais nas conversas dos grandes entusiastas da mobilidade. No Brasil, esses veículos ganham mais evidência, e não é para menos: possuem a premissa de zerar emissões de gases efeito estufa e demais poluentes ambientais. No entanto, uma dúvida bem comum sobre o motor elétrico para carros é como ele funciona.

Neste artigo, vamos responder suas principais dúvidas sobre carros e motores elétricos e temos certeza de que você terminará de ler entendendo por que eles irão se tornar maioria no Brasil. Boa leitura!

Como funciona o motor elétrico automotivo

Existem dois principais tipos de motores elétricos, sendo os de corrente contínua (CC) e os de corrente alternada (CA). Para veículos elétricos, o motor precisa de uma faixa de operação distinta devido às diferentes velocidades em que irá trabalhar, ao contrário de um motor industrial, que já é feito para funcionar em condições mais específicas e pré determinadas para o tipo de aplicação. 

Como eles são alimentados pela energia vinda de um banco de baterias, outra característica desse tipo de motor é que não pode ser utilizado enquanto a bateria está sendo recarregada na tomada. Ou seja, diferente de máquinas elétricas que geralmente funcionam ligadas direto na tomada, o motor de um carro elétrico não pode funcionar enquanto o carro está carregando na tomada ou no carregador.

A corrente elétrica alternada (CA) tem elétrons que mudam de direção periodicamente, já a as contínuas (CC) fluem em uma única direção — elétrons são partículas fundamentais dotadas de carga elétrica negativa.

Para ilustrar melhor como funciona um motor elétrico, é possível separá-lo em duas partes, sendo uma o estator, que é estático, e outra o rotor, que gira. O estator é responsável por usar a corrente elétrica para criar um campo magnético e, assim, fazer o motor girar. Enquanto isso, o rotor é o que faz as rodas do veículo se moverem.

Quantos cavalos tem um motor elétrico de carro?

Em uma versão mais potente, o motor elétrico para carros é capaz de desenvolver uma potência de 400 kW — o equivalente a aproximadamente 544 cv — e um torque (medida de força capaz de fazer um objeto girar ao redor de um eixo) máximo de 53 kgfm. A potência de pico, então, pode ser de 12,5 kW/kg.

Motor elétrico Siemens para carro

Um bom exemplo de motor para carros elétricos são os motores da Siemens. A marca possui uma linha com motores síncronos e de indução e promove desde motores elétricos padrão até servomotores e motores de alta tensão. Mas não é só hoje que a Siemens surge na cabeça dos entusiastas do mercado, a marca de mais de 150 anos faz parte da história dos motores elétricos. 

Saiba mais sobre o motor elétrico para carros

A era Siemens, marca hoje muito reconhecida por motores elétricos, começou em 1856 quando o eletrotécnico Werner Siemens construiu um gerador de corrente, magnético, com induzido T duplo. Mas foi apenas em 1879 que a Siemens & Halske apresentou a primeira locomotiva elétrica, com uma potência de 2 kW. A máquina, no entanto, era de alto custo e vulnerável em serviço, o que acabava exigindo o desenvolvimento de outro motor mais barato e também de menor custo de manutenção.

De lá para cá, grandes marcos na história do motor elétrico para carros aconteceram, como:

• 1885: O engenheiro eletricista Galileu Ferraris constrói um motor de corrente alternada de duas fases;
• 1887: Nikola Tesla apresenta um protótipo de motor de indução bifásico com rotor em curto-circuito;
• 1889: O engenheiro eletricista Michael von Dolivo Dobrowolsky registra a patente de um motor trifásico com rotor de gaiola, um tipo que exige menos manutenção e maior segurança em operação;
• 1891: O engenheiro eletricista e inventor russo Dobrowolsky começa a fabricação em série de motores assíncronos, nas potências de 0,4 a 7,5 kW.

Diferenças entre motor elétrico e motor a combustão

O motor elétrico para carros não tem caixa de câmbio, velas de ignição, correias e pistão como o a combustão. Ele é ligado no eixo da roda e funciona a partir da bateria do carro, convertendo a energia elétrica em mecânica por meio da inversão constante dos campos magnéticos dentro do estator. É por meio da interação com a tração do carro que acontece o movimento do veículo.  

Outra diferença é que um carro elétrico não tem caixa e câmbio, ou seja, nesse tipo de veículo não há necessidade de trocar a marcha, igual acontece em um carro automático, por exemplo. 

Modelos de motor elétrico para carros 

Afinal, qual é o motor usado em carro elétrico? Ao contrário do que se possa pensar, não existe apenas um tipo e não são todos iguais. A seguir, você vai saber quais são os tipos de motores elétricos e suas principais características.

Motor de corrente contínua (Motor CC) 

A tecnologia dos motores CC com escovas geralmente combina um sistema de comutação (processo de interligar dois ou mais pontos entre si) de metais ou organocobre e um ímã.

Esses são motores que oferecem soluções para equipamentos alimentados por bateria em que a eficiência seja um fator importante.

Vantagens

Dentre as vantagens dos motores CC estão: 

• baixa fricção e baixa tensão de partida;
• ausência de perdas de ferro;
• boa dissipação térmica;
• etc.

Preço

A pergunta “qual o preço de um motor elétrico para carros?” é bastante comum. Quando falamos dos motores CC a resposta irá depender da marca.

Motor trifásico de indução ou motor assíncrono de indução

O motor de indução trifásico, também chamado de assíncrono, é o tipo de motor mais utilizado por uma das principais montadoras de veículos. Esse tipo dispensa ímãs permanentes, uma vez que o campo magnético é produzido pela corrente elétrica que passa pelas bobinas fixadas no estator (a parte responsável por conduzir o fluxo magnético).

Características

Como exemplo de características e vantagens desse tipo de motor, podemos citar os motores trifásicos da Volkswagen, presentes em carros como ID.3 e o ID.4. Eles são de alta performance e rendimento. Além disso, não emitem nenhum gás poluente e seus níveis de emissões acústicos são bem baixos.

Preço

O motor de indução trifásico, ou assíncrono, também está presente nos carros mais desejados pelo mundo, como o Model X da Tesla. No entanto, existem soluções mais “em conta” como o fabricado pela empresa Swindon, na Inglaterra, o HPD Powertrain. Um kit de motor elétrico para carros completo da HPD pode sair por volta de R$ 48 mil.

Motor síncrono de imã permanente 

O motor de imãs permanentes (Permanent Magnet Synchronous Motor – PMSM) é síncrono, isso quer dizer que a velocidade do rotor é a mesma velocidade do campo magnético. Ele foi projetado para situações que demandam uma regulação mais precisa da velocidade em operações individuais ou múltiplas interconectadas.

Características

O motor de ímãs permanentes forma pólos salientes e sincronizam a carga com a frequência aplicada. De forma geral, ele permite uma performance maior do veículo. 

Preço

Alguns modelos de carros com motor elétrico de ímãs permanentes são o Toyota Prius 2021, vendido por um preço sugerido de R$ 184.990, e o Nissan Leaf, vendido pelo preço de R$ 293.790 

Motor de relutância 

A natureza robusta do motor de relutância (Switched Reluctance Motors – SRM) o torna adequado para aplicações de alta velocidade. O SRM também oferece alta densidade de potência, que são algumas características exigidas para os veículos elétricos. Sua maior desvantagem é a complexidade no controle e aumento no circuito de comutação. Ele também tem alguns problemas de ruído.

Características

O estator do motor de relutância é feito de laminações de material ferromagnético com saliências, seguindo o princípio de funcionamento de relutância magnética variável. 

Preço

Um dos carros que possui motores de relutância comutado é o BMW i3, com autonomia de até 335 km e 170 cv de potência. No Brasil, o preço sugerido está a partir de R$ 340.950.

Quanto custa um motor elétrico para colocar no carro?

O preço de carros que possuem motor elétrico pode ser uma questão. Um dos modelos mais baratos hoje no Brasil é o Renault Kwid E-Tech, que custa por volta de R$ 143 mil. Por isso, uma alternativa acaba sendo transformar um carro de combustão em elétrico. 

Kit de motor elétrico para carros

O kit de motor elétrico para carros é uma forma de fazer toda essa conversão e acaba saindo mais em conta do que comprar as partes separadas, o que exigiria o comprimento dos seguintes passos: 

1. Ter um controlador do motor e baterias que suportem o tamanho do carro;
2. Remover o motor a combustão do veículo, assim como o tanque de combustível, escape e silenciador;
3. Adquirir um adaptador compatível com o motor elétrico escolhido;
4. Projetar um acoplador que conecte o eixo do motor com a transmissão;
5. Montar o motor na transmissão, junto ao adaptador acoplador;
6. Construir compartimentos para as baterias;
7. Instalar as baterias e o controlador.

O preço de um kit de motor elétrico para carros vai depender do modelo do carro à combustível. Um Ford Ka Sedan, por exemplo, pode receber um motor de 10 kW pelo custo de R$ 82.500,00.

Motor elétrico para carros antigos é possível? 

E para os amantes de carros antigos, é possível a instalação de um motor elétrico? Sim! Uma empresa americana começou a produzir motores elétricos justamente com esse propósito. A EV West usa motores da Tesla que podem ser instalados em carros antigos dispensando grandes modificações. Interessante, não é mesmo?

Vantagens do motor elétrico

Para quem ainda está em dúvida se um motor para carro elétrico é ou não vantajoso, separamos os benefícios desse tipo de motor, confira:

Sem emissões de poluentes

Se compararmos o motor elétrico com o a combustão, ele tem 30% a menos de geração de CO₂. A informação foi passada pelo vice-presidente da ABVE, em entrevista ao portal de notícias Estadão.  

Eficiência energética

O automóvel com motor elétrico é mais eficiente em movimento. Um motor a combustão, por exemplo, aproveita de 30% a 40% do combustível, o restante se perde no calor da combustão. Já o elétrico consegue transformar 90% da energia elétrica em movimento. 

Manutenção de menor custo

Apesar da compra de um veículo ser considerada alta por alguns, os custos de manutenção são menores. O motivo é que o motor elétrico possui menor quantidade de peças móveis, não sendo necessário substituir itens como filtros de óleo, correia e velas de ignição, por exemplo. A manutenção pode ser resumida em limpeza, balanceamento e ajuste de freios. 

Cobrança menor de impostos 

Em 2014, o Governo Federal zerou o imposto de importação do automóvel elétrico, que era de 35%. Hoje, na maioria dos modelos, o imposto aplicado é de 9% e carros com propulsão eletrificada estão livres do rodízio em algumas cidades, como São Paulo.

Por fim, em alguns estados brasileiros, como Maranhão, Piauí, Rio Grande do Norte, Sergipe, Distrito Federal, Paraná e Rio Grande do Sul, o IPVA para carros elétricos e híbridos é totalmente isento. Em outros estados há a isenção parcial, como é o caso do Rio de Janeiro, Minas Gerais, Mato Grosso do Sul e Ceará.

Mais silencioso

Por não ter queima de combustível, os carros de motor elétrico são muito mais silenciosos, o que acaba proporcionando uma sensação de conforto a quem está a bordo, principalmente em velocidades menores.

Menor custo por quilômetro rodado

O custo por quilômetro de um automóvel de diesel, gasolina e etanol é maior se comparado ao de um veículo elétrico. O custo de carros elétricos por quilômetro rodado é de cerca de R$ 0,11.

Melhor desempenho

Em grandes cidades onde o tráfego consiste em andar um pouco e parar, os carros elétricos são mais eficientes nas partidas, gastando energia de maneira mais equilibrada. 

Qual o tempo de vida útil do motor elétrico de carro?

Se você está se perguntando “qual a vida útil de um motor elétrico?” a resposta que os fabricantes dão o mínimo de 10 anos, ou 240 mil quilômetros. O período, no entanto, pode ser maior dependendo da quantidade de recargas feitas. 

Mas por que o motor elétrico é mais durável? O motivo é que ele não sofre carbonização da queima do combustível, assim como suas peças não acabam se desgastando por atrito. 

Como você viu, seja diante da compra de um carro elétrico ou da conversão de motor a combustível para um motor elétrico, esse tipo de veículo gasta bem menos. Principalmente se considerarmos o valor atual da gasolina no Brasil. 

Hoje, já é possível encontrar carregadores públicos e estações de recargas elétricas e investir em alguma das diversas opções de carregadores para bateria de carro elétrico. A Tupinambá, por exemplo, disponibiliza carregadores inteligentes que podem ser adquiridos em planos de assinatura — inclusive já vem com software de gestão e serviços especializados de instalação e manutenção.

Quer conhecer melhor nossas soluções? Acesse agora o site da Tupinambá, a empresa de soluções inteligentes para veículos elétricos com a grande missão de recarregar o futuro da mobilidade no Brasil! 

Quais as partículas responsáveis pela condução da corrente elétrica?

Como é constituída a corrente elétrica nos condutores metálicos?

Como se chamam os responsáveis transportadores de cargas pela possibilidade de corrente elétrica?

Qual é o tipo de carga elétrica que se movimenta em fios metálicos?