Pedeorelha | Como funcionam os sistemas híbridos avançados

Vova Krasen
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Galeria de imagens: carros híbridos A tecnologia híbrida está cada vez melhor, forçando os híbridos tradicionais a abrir caminho para sistemas híbridos mais avançados. Veja mais fotos de carros híbridos. AP Photo / Pat Wellenbach

Os veículos híbridos são bastante comuns nas estradas agora, e muitos fabricantes automotivos têm várias linhas de carros que incluem uma versão híbrida. Somente em 2009, mesmo durante uma crise econômica, mais de 290.000 veículos híbridos novos foram vendidos nos Estados Unidos [fonte: Hybrid Cars]. A demanda por híbridos não parece estar diminuindo e, conforme mais fabricantes constroem híbridos, a tecnologia está ficando cada vez melhor, forçando os híbridos tradicionais a abrirem caminho para sistemas híbridos mais avançados.

Os sistemas híbridos avançados ainda visam atingir a melhor milhagem de combustível e obter maior eficiência do veículo, mas fazem isso incorporando tecnologias novas ou aprimoradas que os híbridos tradicionais ainda precisam utilizar completamente. Os híbridos avançados usam mais os esforços da engenharia elétrica e os afastam um pouco mais do motor a gasolina e ficam um pouco mais próximos de um veículo totalmente elétrico.

Você pode pensar em sistemas híbridos como aulas de matemática. Primeiro, você tem que aprender o básico, como adição, subtração, divisão e multiplicação. Em seguida, você passa para matemática mais avançada, como álgebra, geometria, trigonometria e cálculo. Assim como na matemática, os híbridos se baseiam nas informações atuais e, em seguida, avançam para áreas mais avançadas. Para híbridos avançados, os benefícios são baterias mais potentes, maior alcance sem gasolina, novas formas de recarregar as baterias e até mesmo novas formas de aproveitar a energia.

Os híbridos que estão chegando ao mercado agora podem não parecer muito diferentes das versões anteriores, mas incluem avanços que foram possibilitados pelos últimos anos da tecnologia híbrida produzida em massa.

Na próxima página, daremos uma olhada em algumas das tecnologias novas e aprimoradas em sistemas híbridos avançados e ver como eles estão mudando nossa definição atual de um veículo híbrido.

O íon de lítio (Li-ion) pode armazenar mais energia em baterias menores e as empresas automotivas estão começando a usá-las como um sistema de armazenamento elétrico mais avançado para seus híbridos. AP Photo / Mark Humphrey

Os sistemas híbridos avançados funcionam de forma semelhante a muitos veículos híbridos padrão, o que significa que eles ainda usam um pequeno motor de combustão interna, um motor elétrico e, na maioria dos casos, um conjunto de baterias. Mas os sistemas híbridos avançados vão um passo além e incorporam tecnologias mais novas aos veículos.

Um exemplo disso seria o uso de baterias de íon-lítio (Li-ion) em vez de baterias de níquel-hidreto metálico (NiMH). O íon de lítio pode armazenar mais energia em baterias menores e as empresas automotivas estão começando a usá-las como um sistema de armazenamento elétrico mais avançado para seus híbridos. Atualmente, os íons de lítio custam mais para produzir, mas têm mais benefícios do que as baterias de NiMH. Na verdade, muitas empresas investiram muito dinheiro para desenvolver tecnologia sofisticada de baterias de íons de lítio. Assim, como o preço da tecnologia começou a diminuir, os fabricantes consideram o Li-on o armazenamento elétrico dominante para híbridos. Embora as baterias de íon-lítio estejam se tornando o armazenamento de bateria de escolha, alguns híbridos avançados não usam a tecnologia de bateria. Em vez disso, eles usam um volante para armazenar eletricidade para uso posterior. (Entraremos neste tópico um pouco mais adiante neste artigo.)

Outra grande diferença tecnológica entre os híbridos tradicionais e os sistemas híbridos avançados é a quantidade de eletricidade usada para fornecer energia ao veículo. Sim, todos os híbridos usam algum tipo de motor elétrico para auxiliar o motor de combustão, mas os híbridos avançados usam o motor elétrico de maneiras que fornecem uma alternativa ao motor a gasolina durante o transporte, ao invés de apenas assistência ao motor. Em alguns híbridos avançados, como o Porsche 911 GT3 R, existem dois motores elétricos que movem o carro em vez de apenas um [fonte: Abuelsamid].

Além das baterias de íon-lítio e do uso de mais motores elétricos, os sistemas híbridos avançados também podem incluir tecnologia plug-in para recarga da bateria. Nem todos os híbridos avançados são plug-ins, mas alguns, como o plug-in Toyota Prius, integram a tecnologia no veículo para fornecer um meio alternativo de recarregar as baterias, em vez de recarregá-las apenas dirigindo e freando.

Na próxima página, daremos uma olhada em alguns exemplos de como essas tecnologias estão sendo aplicadas.

Carro de corrida Porsche 911 GT3 R híbrido GT PRNewsFoto / Porsche Cars América do Norte, Inc.

Na última página, mencionamos vários tipos diferentes de tecnologias que estão sendo usadas em sistemas híbridos avançados que são semelhantes aos híbridos tradicionais, mas que se baseiam nas tecnologias atuais e as levam um passo adiante. Então, por que aproveitar a tecnologia atual? Quais são as aplicações práticas de um sistema híbrido avançado? Bem, assim como com um híbrido tradicional, a eficiência de combustível é um objetivo principal, mas os híbridos avançados têm aplicações ainda maiores.

Vamos começar com a capacidade de armazenamento. Mencionamos na última página que os híbridos avançados usarão (e alguns já usam) baterias de lítio, que permitem que o veículo tenha uma vida útil de bateria mais eficiente do que os tipos de bateria anteriores. A aplicação prática disso resulta na capacidade dos motoristas de percorrer distâncias maiores apenas com eletricidade. Por exemplo, o Chevrolet Volt será capaz de dirigir até 50 milhas (80,5 quilômetros) somente com eletricidade, e o plug-in Toyota Prius terá um alcance elétrico de cerca de 13 milhas (21 quilômetros) [fonte: Thomas and Toyota].

A segunda aplicação é a conveniência do cliente. Alguns carros híbridos avançados, como o Volt e a próxima geração do Prius, têm a capacidade de carregar suas baterias conectando-as a uma fonte elétrica. Em vez de ter que usar o próprio carro para recarregar as baterias, alguns híbridos avançados são capazes de recarregar enquanto estão parados na garagem. Portanto, a carga da bateria não só dura mais e pode ser usada apenas para condução elétrica, mas também pode ser recarregada em casa no final do dia e estar pronta para partir na manhã seguinte.

Uma das últimas aplicações importantes para híbridos avançados é sua capacidade de criar mais energia e usá-la de maneira melhor do que seus antecessores. Como mencionamos na última página, o Porsche 911 GT3 R híbrido usa dois motores elétricos para acompanhar o motor. Esses motores capturam energia cinética durante a frenagem, convertem-na em eletricidade e armazenam a eletricidade em um volante eletromecânico para ser usado à vontade. Os dois motores são usados para as rodas dianteiras e fornecem ao motorista potência automática para as rodas em condições normais de direção, ou podem ser usados como uma explosão de potência para as rodas pressionando um botão especial de aceleração [fonte: Abuelsamid].

Esta forma de sistema híbrido avançado pode ser usada para energia sob demanda sempre que necessário.

Então, você pode ver que os sistemas híbridos avançados se baseiam nas tecnologias atuais dos veículos híbridos tradicionais, mas dê um passo adiante, melhorando não apenas a potência da bateria e a eficiência do combustível, mas também a produção sob demanda do veículo e a conveniência do motorista..

Para obter mais informações sobre sistemas híbridos avançados e outros tópicos relacionados, siga os links na próxima página.

Fontes

Abuelsamid, Sam. "Porsche 911 GT3R vai correr em Petit Le Mans." 21 de julho de 2010. (4 de novembro de 2010) http://green.autoblog.com/2009/04/24/fiat-working-on-new-hybrid-system-for-small-cars-to-share- com-c /
Carros híbridos. "Painel de dezembro de 2009: registro de fim de ano." 20 de janeiro de 2010. (4 de novembro de 2010) http://www.hybridcars.com/hybrid-sales-dashboard/december-2009-dashboard.html
Chevrolet. "Chevy Volt." (1 de novembro de 2010) http://www.chevrolet.com/volt/
Carros híbridos. "Estratégia híbrida de baixo custo da Honda: baterias de íon de lítio." 18 de março de 2010. (5 de novembro de 2010) http://www.hybridcars.com/news/honda-low-cost-hybrid-strategy-lithium-ion-batteries-27544.html
Carros híbridos. "Baterias híbridas de íon de lítio." 3 de abril de 2006. (5 de novembro de 2010) http://www.hybridcars.com/technology-stories/lithium-ion-batteries.html
Thomas, David. "GM aumenta alcance elétrico do Chevy Volt." 23 de setembro de 2010. (4 de novembro de 2010) http://blogs.cars.com/kickingtires/2010/09/gm-revises-chevy-volts-electric-range.html
Toyota. "Prius Plug-in Hybrid." (1 de novembro de 2010) http://www.toyota.com/upcoming-vehicles/prius-plug-in/

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