Os carros híbridos obtêm potência por meio da cinética?

A versão de produção do novíssimo Honda Insight 2010, um veículo híbrido elétrico-gasolina dedicado, fez sua estreia mundial no Salão Internacional do Automóvel da América do Norte em Detroit, Michigan, em 11 de janeiro de 2009. Veja as fotos do carro híbrido. Cortesia da Honda

Os carros híbridos são veículos com baixo consumo de combustível que obtêm uma fantástica milhagem de combustível por meio do uso combinado de novas tecnologias e física simples. Carrocerias aerodinâmicas, por exemplo, criam muito menos resistência ao ar conforme o carro se move na estrada, e materiais leves apenas aumentam o esforço. Os pneus dos carros híbridos costumam ser do tipo com baixa resistência ao rolamento e até mesmo o simples ato de parar o carro também é mais eficiente. Veja, a frenagem regenerativa permite que o veículo capture sua própria energia cinética para aumentar a eficiência do combustível.

Para colocá-lo em termos mais simples, a energia cinética é a energia do movimento. Qualquer coisa que se move, como a roda de um carro, tem energia cinética. No caso específico das rodas de um carro híbrido, ou de qualquer carro nesse sentido, a energia cinética é rotacional - e como todos sabem (sinta-se à vontade para cantar enquanto lê a próxima linha), as rodas do carro vão voltas e voltas.

A maioria dos carros híbridos no mercado hoje possui sistemas de freios regenerativos que fazem bom uso dessa energia cinética. Os sistemas de frenagem regenerativa podem ser usados ​​por híbridos completos, que podem operar no modo totalmente elétrico por curtos períodos de tempo, ou por veículos híbridos moderados, que fazem uso de sistemas avançados como tecnologia de parada lenta, às vezes chamada de tecnologia start-stop. Mas, independentemente do tipo específico de veículo híbrido, completo ou suave, ambos se beneficiam da frenagem regenerativa.

Sempre que um veículo puder usar energia diferente da gasolina, incluindo energia cinética, a eficiência de combustível desse veículo aumentará. A seguir, vamos dar uma olhada em como os freios regenerativos tornam possível a direção ecológica.

Como a energia cinética é a energia do movimento, você provavelmente pode imaginar que os carros a criam em grande quantidade. Capturar parte dessa energia cinética em prol da eficiência de combustível em um carro híbrido é um pouco complicado, mas a frenagem regenerativa é um método comum empregado por muitas montadoras.

Em um carro não híbrido, durante uma parada de rotina, a frenagem mecânica desacelera e, em seguida, para o veículo. Por exemplo, se seu veículo tiver freios a disco, as pastilhas de freio fixam-se em um rotor para parar o carro. Se o seu carro tiver freios a tambor, a sapata do freio empurra o material da lona do freio para fora em direção à superfície do tambor de freio para diminuir ou parar o carro. Em ambos os casos, a maior parte da energia cinética nas rodas giratórias é absorvida pelos blocos ou tambores, o que cria calor.

Em um carro híbrido que usa frenagem regenerativa, o motor elétrico é usado para diminuir a velocidade do carro. Quando o motor está operando neste modo, ele atua como um gerador para recuperar a energia cinética rotacional das rodas, convertê-la em energia e armazená-la nas baterias do carro. Quando o motorista de um carro híbrido tira o pé do pedal do acelerador, a resistência fornecida pelo gerador desacelera o carro primeiro e, em seguida, as pastilhas de freio mecânico podem ser aplicadas para terminar o trabalho. Claro, as pastilhas de freio mecânico também podem ser engatadas imediatamente em um cenário de frenagem de emergência.

O carro usa a energia armazenada na bateria para alimentar o motor elétrico que o move em baixas velocidades. Dependendo do tipo de híbrido, o motor elétrico pode trabalhar sozinho para mover o carro ou em conjunto com o motor a gasolina do carro. Portanto, a frenagem regenerativa, juntamente com técnicas de direção ecologicamente corretas, como partidas lentas e velocidades gerais mais lentas do veículo, é uma característica importante em alguns dos veículos mais eficientes em termos de combustível na estrada hoje.

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KERS

A frenagem regenerativa nem sempre é uma direção verde. A partir de 2009, os carros de corrida de Fórmula 1 estão usando um Sistema de Recuperação de Energia Cinética, chamado KERS, para aumentar a potência. Algumas equipes usam um volante para capturar a energia cinética em vez de um motor elétrico, mas de qualquer forma, a energia da frenagem é armazenada para uso posterior - neste caso, para ajudar o motor com um pouco de força extra.

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Fontes

• Dobson, David A., Ph.D. "Energia e o ambiente natural Carros híbridos - algumas perguntas frequentes e respostas." Centro Ambiental Welty. (25 de agosto de 2009) http://www.weltycenter.org/energy3.htm#braking
• Formula1.com. "A Renault responde a 10 perguntas sobre o KERS." 27 de janeiro de 2009. (25 de agosto de 2009) http://www.formula1.com/news/features/2009/1/8887.html
• Henderson, Tom. "O tutorial da sala de aula de física." (25 de agosto de 2009) http://www.glenbrook.k12.il.us/GBSSCI/PHYS/Class/energy/u5l1c.html
• Centro híbrido. "Hybrids Under the Hood (Parte 1)." (25 de agosto de 2009) http://www.hybridcenter.org/hybrid-center-how-hybrid-cars-work-under-the-hood.html#2_Regenerative_Braking
• Physics World. "Veículos movidos a eletricidade." (25 de agosto de 2009) http://www.hk-phy.org/energy/transport/print/hybrid_phy_print_e.html