Provavelmente o futuro terá carros elétricos mais rápidos e com mais autonomia. Certamente a evolução passará por motores melhores e mais económicos. Contudo, em boa parte, essa evolução passará pelo ganho na utilização de melhores materiais no fabrico dos componentes. Desenvolver um motor elétrico de plástico pode seguramente ser um passo certeiros para disponibilizar mais quilómetros com a mesma carga de bateria.
Foi apresentado um projeto que visa apostar no plástico para desenvolver um motor mais leve, mas sobretudo mais barato.
Motores poderão ser mais eficientes se forem de plástico
Massa, aerodinâmica e eficiência motriz são os três pilares para um veículo de motor de combustão ser mais eficiente. Embora os carros elétricos já tenham o motor energeticamente mais eficiente alguma vez criado, ainda é procurada a eficiência no que toca ao preço.
Portanto, atualmente, para tornar os VEs mais eficientes a aposta passa por algo mais. Neste caso, vemos uma preocupação a desenhar melhor os puxadores das portas, os espelhos retrovisores, a frente, as jantes e muitas outras partes do carro.
Curiosamente, uma dessas oportunidades foi encontrada no elemento mais improvável: o motor elétrico. E se o seu invólucro fosse feito de plástico em vez de metal?
Motores elétricos mais eficientes que motores térmicos
Este foi o desafio proposto na Alemanha pelo Instituto Fraunhofer de Tecnologia Química e pelo Instituto de Tecnologia de Karlsruhe.
Um motor elétrico consiste num rotor giratório e um estator estático. O estator contém as bobinas de cobre pelos quais a eletricidade flui – e é aí que a maioria das perdas elétricas ocorre.
Referiu Robert Maertens, investigador do Fraunhofer ICT. Maertens refere-se aos 10% das perdas que acontecem através do calor num motor elétrico. É por isso que os carros elétricos são tão eficientes: 90% da energia elétrica transforma-se em movimento, enquanto os melhores motores de combustão só podem transformar 40% da energia química contida nos combustíveis para funcionar.
Meta é o motor elétrico não perder praticamente nada
Desta forma, o projeto tem como meta resolver o problema dos 10% de perdas. Assim, para não sobreaquecer, estes motores apresentam um invólucro de metal que conduz o calor gerado para uma manga de resfriamento, também feita de metal.
No entanto, o motor Fraunhofer usa fios planos retangulares ao redor dos estatores em vez dos fios redondos usados atualmente. Isso economiza espaço para os canais de refrigeração próximos aos estatores.
Neste projeto otimizado, as perdas de calor podem ser dissipadas através do canal de refrigeração dentro do estator, eliminando a necessidade de transportar o calor através do invólucro de metal para uma manga de refrigeração externa.
Explicou o especialista, que também aponta outras vantagens, como menor inércia térmica, o que significa que pode arrefecer muito mais rápido e maior saída contínua, algo que não precisa de qualquer explicação. O rotor também possui uma solução de refrigeração neste projeto.
Novos plásticos termoendurecíveis reforçados com fibras
Esta maior eficiência de arrefecimento é o que permitiu aos investigadores construir o motor a partir do plástico. Melhor dizendo, a partir de plásticos termoendurecíveis reforçados com fibras.
Caixas de polímero são leves e mais fáceis de produzir do que caixas de alumínio. Também se prestam a geometrias complexas sem exigir pós-processamento, por isso fizemos algumas economias reais no peso e custos totais.
Rematou Maertens.
Segundo os especialistas, os protótipos levam apenas quatro minutos para serem construídos. E a produção em massa será relativamente fácil de alcançar. No que se refere ao processo de refrigeração, evita 80% dos 10% de perdas.
Desta forma, contas feitas, sozinho aumenta a eficiência do motor elétrico para 98 por cento. No entanto, os investigadores acreditam que podem fazer com que os 20 por cento restantes, ou 2 por cento das perdas totais, sejam ainda menores, otimizando o fluxo de refrigeração.
Se estes motores se mostrarem tão confiáveis quanto os de carcaça metálica, em breve teremos veículos mais leves, mais baratos e mais eficientes. Aliás, é apenas uma questão de esperar que as baterias de estado sólido se tornem uma realidade. Combinando estas grandes inovações, iremos ter um salto quântico em relação aos carros elétricos. Em todos os aspetos.