Como funciona um carro elétrico?

Esqueça os pistões, as caixas de câmbio e as correias: um carro elétrico não tem. Esses carros funcionam muito mais facilmente do que um carro movido a diesel ou gasolina. Automobile-Propre explica sua mecânica em detalhes.

Na aparência, um carro elétrico é semelhante a qualquer outro veículo. É preciso olhar embaixo do capô, mas também embaixo do chão, para ver as diferenças. No lugar de um motor de combustão interna que usa o calor como energia, ele usa eletricidade. Para entender passo a passo como funciona um carro elétrico, traçaremos o caminho da eletricidade desde a rede pública até a roda.

Recarregando

Tudo começa com a recarga. Para reabastecer, o veículo deve estar conectado a uma tomada, caixa de parede ou estação de recarga. A conexão é feita com um cabo com conectores adequados. Existem vários deles, correspondendo ao modo de carregamento desejado. Para carregar em casa, no trabalho ou em pequenos terminais públicos, você geralmente usa seu próprio cabo Tipo 2. Um cabo é conectado aos terminais removíveis rapidamente que atendem a dois padrões: o "Combo CCS" europeu e o "Chademo". Pode parecer assustador no início, mas na realidade, à medida que você se acostumar, ficará mais fácil. Não há risco de erro: os conectores têm formatos diferentes e, portanto, não podem ser inseridos no slot errado.

Uma vez conectada, a corrente elétrica alternada (CA) que circula na rede de distribuição flui pelo cabo que está conectado ao veículo. Ele executa uma série de verificações em seu computador de bordo. Em particular, ele garante que a corrente seja de boa qualidade, esteja corretamente configurada e que a fase de aterramento seja suficiente para garantir uma recarga segura. Se tudo estiver em ordem, o carro passa a eletricidade pelo primeiro elemento de bordo: um conversor, também chamado de "carregador de bordo".

Porta de carregamento padrão Renault Zoé Combo CCS.

Conversor

Este corpo converte a corrente alternada da rede em corrente contínua (DC). Na verdade, as baterias armazenam energia apenas na forma de corrente contínua. Para evitar essa etapa e acelerar a recarga, alguns terminais convertem eletricidade para fornecer energia CC diretamente para a bateria. Estas são as chamadas estações de carregamento DC "rápidas" e "ultra-rápidas", semelhantes às encontradas em estações de autoestradas. Esses terminais muito caros e pesados ​​não foram projetados para serem instalados em uma residência particular.

Bateria

Em uma bateria, a corrente é distribuída dentro de seus elementos constituintes. Eles vêm na forma de pequenas pilhas ou bolsos reunidos. A quantidade de energia armazenada pela bateria é expressa em quilowatt-hora (kWh), o que equivale a um “litro” do tanque de combustível. O fluxo de eletricidade ou potência é expresso em quilowatts "kW". Os fabricantes podem relatar a capacidade "utilizável" e / ou a capacidade "nominal". É muito simples: a capacidade utilizável é a quantidade de energia realmente utilizada pelo veículo. A diferença entre útil e nominal dá margem para estender a vida útil da bateria.

Um exemplo para entender: uma bateria de 50 kWh que carrega com 10 kW pode ser recarregada em cerca de 5 horas. Por que "por aí"? Como está acima de 80%, as baterias diminuirão automaticamente a velocidade de carregamento. Como uma garrafa de água que você enche de uma torneira, você deve reduzir o fluxo para evitar respingos.

A corrente acumulada na bateria é então enviada para um ou mais motores elétricos. A rotação é realizada pelo rotor do motor sob a influência de um campo magnético criado no estator (bobina estática do motor). Antes de chegar às rodas, o movimento geralmente passa por uma caixa de câmbio de relação fixa para otimizar a velocidade de rotação.

Transmissão de infecção

Assim, um veículo elétrico não possui caixa de câmbio. Isso não é necessário, porque o motor elétrico pode operar sem problemas em velocidades de até várias dezenas de milhares de rotações por minuto. Ele gira diretamente, ao contrário de um motor térmico, que deve converter o movimento linear dos pistões em movimento circular através do virabrequim. Faz sentido que um carro elétrico tenha muito menos peças móveis do que uma locomotiva a diesel. Não requer óleo de motor, não possui correia dentada e, portanto, requer muito menos manutenção.

Frenagem regenerativa

Outra vantagem dos veículos movidos a bateria é que eles podem gerar eletricidade. Isso é chamado de "frenagem regenerativa" ou "modo B". Na verdade, quando um motor elétrico gira "no vácuo" sem fornecer corrente, ele o produz. Isso acontece sempre que você tira o pé do pedal do acelerador ou do freio. Desta forma, a energia recuperada é alimentada diretamente na bateria.

Os modelos EV mais recentes ainda oferecem modos para selecionar a potência deste freio regenerativo. No modo máximo, ele freia fortemente o carro sem carregar os discos e almofadas, e ao mesmo tempo economiza vários quilômetros de reserva de marcha. Nas locomotivas a diesel, essa energia é simplesmente desperdiçada e acelera o desgaste do sistema de frenagem.

O painel de um veículo elétrico geralmente tem um medidor que mostra a força da frenagem regenerativa.

Quebra

Portanto, as avarias técnicas de veículos elétricos são menos comuns. No entanto, pode acontecer que você fique sem energia depois de esperar mal pelo motorista, como em um carro a gasolina ou a diesel. Nesse caso, o veículo avisa com antecedência que o nível da bateria está baixo, geralmente 5 a 10% restantes. Uma ou mais mensagens são exibidas no painel ou na tela central e alertam o usuário.

Dependendo do modelo, você pode dirigir várias dezenas de quilômetros adicionais até o ponto de carregamento. A potência do motor às vezes é limitada para reduzir o consumo e, portanto, ampliar o alcance. Além disso, o "modo tartaruga" é ativado automaticamente: o carro desacelera gradualmente até uma parada completa. Os sinais no painel estimulam o motorista a encontrar um lugar para parar enquanto espera por um caminhão de reboque.

Uma pequena aula de mecânica em um carro elétrico

Para facilitar as coisas, diga a si mesmo que, em vez de um motor térmico, seu carro tem um motor elétrico. Esta fonte de energia está na bateria.

Você deve ter notado que o veículo elétrico não tem embreagem. Além disso, o motorista só precisa pressionar o pedal do acelerador para obter uma corrente constante. A corrente contínua é convertida em corrente alternada devido à ação do conversor. É também o que gera o campo eletromagnético através da bobina de cobre em movimento do seu motor.

Seu motor contém um ou mais ímãs fixos. Eles opõem seu campo magnético ao campo da bobina, o que os coloca em movimento e faz o motor funcionar.

Os motoristas informados podem ter notado que também não havia caixa de câmbio. Em um veículo elétrico, é o eixo do motor, que, sem intermediário, inclui os eixos das rodas motrizes. Portanto, o carro não precisa de pistões.

Finalmente, para garantir que todos esses "dispositivos" estejam perfeitamente sincronizados entre si, o computador de bordo verifica e modula a potência desenvolvida. Portanto, dependendo da situação, o motor do seu carro ajusta sua potência de acordo com a relação de rotações por minuto. Geralmente é menor do que em veículos de combustão.

Carregamento: onde tudo começa

Para que seu carro possa dirigir, você precisa conectá-lo a uma tomada elétrica ou a uma estação de recarga. Isso pode ser feito usando um cabo com conectores adequados. Existem diferentes modelos para se adequar a diferentes modos de carregamento. Se quiser encontrar seu carro novo em casa, no trabalho ou em estações de carregamento públicas, você precisará de um conector Tipo 2. Use um cabo “Combo CCS” ou “Chedemo” para usar os terminais rápidos.

Durante o carregamento, uma corrente elétrica alternada flui pelo cabo. Seu carro passa por várias verificações:

• Você precisa de uma corrente de alta qualidade e bem sintonizada;
• O aterramento deve fornecer carregamento seguro.

Depois de verificar esses dois pontos, o carro dá permissão para que a eletricidade passe pelo conversor.

O importante papel do conversor em um veículo plug-in

O conversor "converte" a corrente alternada que flui através do terminal em corrente contínua. Esta etapa é necessária porque as baterias EV só podem armazenar corrente CC. No entanto, lembre-se de que você pode encontrar terminais que convertem CA em CC diretamente. Eles enviam seu "produto" diretamente para a bateria do seu veículo. Essas estações de carregamento fornecem carregamento rápido ou super rápido, dependendo do modelo. Por outro lado, se se equipar com estes terminais para carregar o seu novo carro elétrico, saiba que são muito caros e impressionantes e, portanto, estão instalados, em qualquer caso, no momento apenas em locais públicos (por exemplo (por exemplo, áreas de recreação em rodovias).

Dois tipos de motor elétrico de carro

Um veículo elétrico pode ser equipado com dois tipos de motores: um motor síncrono ou um motor assíncrono.

Um motor assíncrono gera um campo magnético quando gira. Para isso, ele conta com o estator, que recebe eletricidade. Neste caso, o rotor está em rotação constante. O motor assíncrono é instalado principalmente em veículos que fazem viagens longas e se movem em altas velocidades.

Em um motor de indução, o próprio rotor assume o papel de um eletroímã. Portanto, ele cria ativamente um campo magnético. A velocidade do rotor depende da freqüência da corrente recebida pelo motor. É o tipo de motor ideal para condução na cidade, paragens frequentes e arranques lentos.

Bateria, fonte de alimentação para veículos elétricos

A bateria não contém alguns litros de gasolina, mas sim kilowatt-hora (kWh). O consumo que a bateria pode fornecer é expresso em quilowatts (kW).

A bateria de todos os veículos elétricos consiste em milhares de células. Quando a corrente passa por eles, é distribuída entre esses milhares de componentes. Para lhe dar uma ideia mais concreta dessas células, pense nelas como pilhas ou bolsas conectadas umas às outras.

Depois que a corrente passa pelas baterias da bateria, ela é enviada para o (s) motor (es) elétrico (s) do seu carro. Nesta fase, o estator vê o campo magnético gerado. É o último que move o rotor do motor. Ao contrário de um motor térmico, ele imprime seu movimento sobre rodas. Dependendo do modelo do carro, ele pode transmitir seu movimento às rodas por meio de uma caixa de câmbio. Possui apenas um relatório, o que aumenta sua velocidade de rotação. É ele quem encontra a melhor relação entre torque e velocidade de rotação. É bom saber: a velocidade do rotor depende diretamente da frequência da corrente que flui pelo motor.

Para obter informações, esteja ciente de que as novas baterias recarregáveis ​​usam lítio. A reserva de marcha de um veículo elétrico varia em média de 150 a 200 km. Novas baterias (lítio-ar, lítio-enxofre, etc.) aumentarão significativamente a capacidade da bateria desses veículos nos próximos anos.

Como mudar a aparência do seu carro elétrico sem caixa de câmbio?

Este tipo de veículo possui um motor que pode girar várias dezenas de milhares de rotações por minuto! Assim, você não precisa de uma caixa de câmbio para alterar a velocidade de cruzeiro.

O motor de um veículo totalmente elétrico transmite a rotação diretamente para as rodas.

O que você deve se lembrar sobre uma bateria de íon de lítio?

Se você está pensando seriamente em comprar um veículo elétrico, aqui estão algumas informações importantes sobre baterias de íon de lítio.

Uma das vantagens desta bateria é sua baixa taxa de autodescarga. Concretamente, isso significa que se você não usar seu carro por um ano, ele perderá menos de 10% de sua capacidade de carga.

Outra vantagem significativa: este tipo de bateria praticamente dispensa manutenção. Por outro lado, deve ser sistematicamente equipado com um circuito de proteção e regulação, BMS.

Os tempos de carregamento da bateria podem variar dependendo do modelo e fabricante do seu veículo. Portanto, para saber quanto tempo seu carro ficará conectado, consulte a densidade da bateria e o modo de carregamento que você escolher. A carga durará aproximadamente 10 horas. Planeje com antecedência e espere!

Se você não quiser ou não tiver tempo para planejar com antecedência, conecte seu carro a uma estação de carregamento ou caixa de parede: o tempo de carregamento será reduzido pela metade!

Outra alternativa para quem tem pressa: opte pelo “carregamento rápido” em vez do carregamento completo: o seu automóvel será carregado até 80% em apenas 30 minutos!

É bom saber: na maioria dos casos, as baterias dos automóveis estão localizadas sob o piso. Sua potência varia de 15 a 100 kWh.

Excelente recurso de frenagem para veículos elétricos

Você pode não saber ainda, mas dirigir um carro elétrico permite gerar eletricidade! Os fabricantes de automóveis dotaram seus veículos elétricos de "superpotência": quando seu motor fica sem eletricidade (por exemplo, quando seu pé é tirado do pedal do acelerador ou quando você freia), ele acaba! Essa energia vai direto para sua bateria.

Todos os veículos elétricos modernos possuem vários modos que permitem que seus motoristas selecionem uma ou outra potência de frenagem regenerativa.

Como você recarrega esses novos carros verdes?

Você mora em uma casa pequena? Nesse caso, você pode carregar o carro em casa.

Carregue seu carro em casa

Para carregar seu carro em casa, pegue o cabo que foi vendido com seu carro e conecte-o a uma tomada elétrica padrão. Aquele a partir do qual você está acostumado a carregar seu smartphone vai servir! No entanto, esteja ciente do risco potencial de superaquecimento. A amperagem é frequentemente limitada a 8 ou 10A para evitar acidentes. Além disso, se você precisar de uma carga completa para manter seu pequeno EV funcionando, é melhor programá-lo para ligar à noite. Isso ocorre porque a corrente mais baixa resulta em tempos de carregamento mais longos.

Outra solução: instale uma caixa de parede. Custa entre € 500 e € 1200, mas pode solicitar um crédito fiscal de 30%. Você obterá um carregamento mais rápido e uma corrente mais alta (aproximadamente 16A).

Carregue seu carro no terminal público

Se você mora em um apartamento, não consegue conectar seu carro em casa ou está viajando, pode conectar seu carro a uma estação de recarga pública. Tudo isso em aplicativos especializados ou na Internet. Saiba com antecedência: pode ser necessário um cartão de acesso ao quiosque emitido pela marca ou comunidade que instalou o quiosque em questão.

A potência transmitida e, portanto, o tempo de carregamento também diferem dependendo dos diferentes dispositivos.

Os modelos elétricos podem falhar?

Esses veículos mais ecológicos também têm a vantagem de menos quebras. É lógico, pois têm menos componentes!

No entanto, esses veículos podem sofrer quedas de energia. Na verdade, no que diz respeito aos veículos a gasolina ou diesel, se você não esperar "combustível" suficiente em seu "tanque", seu carro não será capaz de se mover para frente!

Seu veículo totalmente elétrico enviará uma mensagem de aviso quando o nível da bateria ficar particularmente baixo. Saiba que você tem de 5 a 10% de sua energia restante! Os avisos aparecem no painel ou na tela central.

Fique tranquilo, você (não necessariamente) estará à beira de uma estrada deserta. Esses veículos limpos podem levá-lo de 20 a 50 km - é hora de chegar ao ponto de carregamento.

Após essa distância, seu carro reduz a potência do motor e você deve sentir uma desaceleração gradual. Se você continuar dirigindo, verá outros avisos. Em seguida, o modo Turtle é ativado quando seu carro está realmente sem fôlego. Sua velocidade máxima não ultrapassará dez quilômetros e, se você (realmente) não quiser ficar na beira de uma estrada deserta, com certeza terá que estacionar ou carregar a bateria.

Quanto custa para carregar um veículo elétrico?

O custo de recarga depende de vários fatores. Observe que carregar seu carro em casa custará menos do que carregar em um terminal público. Veja o Renault Zoé, por exemplo. O carregamento na Europa vai custar cerca de 3,71 euros, ou apenas 4 cêntimos por quilómetro!

Com um terminal público, espere cerca de € 6 para cobrir 100 km.

Você também encontrará terminais de 22kW gratuitamente por um período de tempo antes de serem pagos.

Os mais caros são, sem dúvida, as estações de “carregamento rápido”. Isso se deve ao fato de que requerem muita energia e isso requer uma certa infraestrutura. Se continuarmos com nosso exemplo da Renault Zoé, 100 km de autonomia custarão € 10,15.

Por fim, saiba que, em geral, um carro elétrico vai custar menos do que uma locomotiva a diesel. Em média, custa 10 euros para percorrer 100 km.