Os carros eléctricos são o presente e o futuro da indústria automóvel, mas pode não ser fácil acreditar que os primeiros carros eléctricos foram introduzidos na década de 1880. A tecnologia eléctrica nos automóveis foi rejeitada devido aos carros a gasolina mais baratos e aos desenvolvimentos e inovações inesperados nos motores de combustão interna (IC). Os veículos eléctricos, uma alternativa mais ecológica, são agora o único recurso face às alarmantes alterações climáticas. Como o petróleo bruto é um recurso finito, os carros eléctricos podem ser a única forma de a indústria automóvel sustentar este milénio.
A era atual é um período de transição. A Europa espera tornar-se totalmente verde até 2030. Os novos automóveis movidos a combustíveis fósseis poderão ser totalmente proibidos na Europa a partir de 2035. Os Estados Unidos esperam que metade dos seus veículos em circulação sejam eléctricos até 2030. Não só os países desenvolvidos, mas também os países em desenvolvimento estão a pressionar para que os VE se tornem ecológicos simultaneamente. Países como a Índia já apresentaram um projecto de lei para sucatear os automóveis a gasóleo dentro de 15 anos e os automóveis a gasolina dentro de 20 anos. Vários carros elétricos foram lançados na Índia nos últimos três anos e vários estão em linha.
Um carro elétrico é total ou parcialmente movido por motores elétricos movidos pela energia armazenada em baterias recarregáveis. Por se tratar de um momento de transição, nem todos os carros elétricos são 100% elétricos. Isso é o que deixa muitos se perguntando o que significam os carros elétricos. Tecnicamente, existem cinco variantes diferentes de veículos elétricos que são agrupados livremente sob o termo EV. Em alguns países, os mesmos veículos são classificados em três ou quatro variantes.
Este artigo discutirá diferentes tipos de veículos elétricos e os comparará.
Tipos de carros elétricos
Os carros elétricos podem ser classificados em cinco variantes.
- Veículo Elétrico a Bateria (BEV)
- Veículo Elétrico de Célula de Combustível (FCEV)
- Veículo Elétrico Híbrido Plug-in (PHEV)
- Veículo Elétrico Híbrido (HEV)
- Veículo elétrico híbrido extensor de alcance (RE-HEV)
Num outro esquema de classificação, os veículos HEV e PHEV são considerados subclasses de carros híbridos. Portanto, classificando os carros elétricos nas seguintes variantes.
- Veículo Elétrico a Bateria (BEV)
- Veículo Elétrico de Célula de Combustível (FCEV)
- Veículo Elétrico Híbrido (HEV e PHEV)
Em muitos locais, os REHEVs são considerados uma subclasse dos PHEVs.
Veículos elétricos a bateria (BEV
BEVs são veículos totalmente elétricos. Esta variante EV não utiliza combustível fóssil direto para alimentá-la. O veículo é inteiramente movido por um trem de força elétrico alimentado por bateria. Um ou dois motores elétricos podem impulsionar o veículo, ou um cubo integrado de quatro motores elétricos. Um controlador eletrônico do motor controla todos os motores. O controlador é responsável por tudo, mudança de velocidade, torque, frenagem, diferencial de deslizamento, etc. Como nenhuma potência de IC (combustão interna) é implantada no veículo, a transmissão é totalmente automática. Os BEVs são os veículos elétricos mais eficientes e 100% ecológicos.
Os principais componentes utilizados no BEV são motores elétricos, controladores eletrônicos de motores, trens de força, inversores e baterias. Esses veículos são capazes de carregamento rápido e também de carregamento L2. O veículo é carregado conectando-o a um carregador doméstico ou público diretamente conectado a uma rede ou a um Sistema de Armazenamento de Energia de Bateria (BESS). A energia elétrica armazenada na bateria CC é primeiro convertida em CA com a ajuda de um inversor. O controlador eletrônico do motor detecta a aceleração do acelerômetro e ajusta a frequência da alimentação CA de acordo. A energia CA com frequência conforme aceleração é transferida para os motores ou hub integrado. Os motores são fixados às rodas por meio de um conjunto de engrenagens, acionando o carro. Quando os freios são aplicados, os motores atuam como alternadores redirecionando a energia para a bateria, desacelerando o veículo.
A autonomia dos BEVs varia de 240 a 600 km. Os principais BEVs nos EUA são Tesla Model Y, Tesla Model 3, Tesla Model S, Ford Mustang Mach E, Nissan LEAF, Hyundai Ioniq 5, Volkswagen ID 4 e Kia Niro EV. Os principais BEVs na Europa são Mercedes EQ, BMW iX, BMW i4 e i3, Fiat 500, Tesla Model Y e Peugeot 208. Os principais BEVs na Índia são Tata Nexon, Tata Tigor, Hyundai Kona, MG ZS, Mahindra E20 Plus e Mahindra Verito.
Veículos elétricos com célula de combustível (FCEV
Embora os BEVs exijam carregamento a partir de uma rede ou BESS, os veículos elétricos com células de combustível transportam o seu próprio gerador de eletricidade. Esses veículos são movidos por uma célula de combustível de hidrogênio. Assim como os BEVs, os FCEVs também são carros com emissão zero. Eles não emitem poluição pelo escapamento, mas água. O veículo é instalado com tanque de hidrogênio e células de combustível. A eletricidade é gerada por uma reação química entre o hidrogênio do tanque e o oxigênio do ar, que deixa a água como subproduto. O tanque de hidrogênio precisa ser reabastecido quando estiver esgotado.
Os principais componentes de um FCEV são motores elétricos, um tanque de armazenamento de hidrogênio, uma pilha de células de combustível e um sistema de gerenciamento de bateria, incluindo um controlador eletrônico do motor e um conversor elétrico. A eletricidade produzida pela célula de combustível é armazenada na bateria, que é então utilizada para acionar os motores elétricos. Um sistema de gerenciamento de bateria armazena, converte, regula e transmite energia elétrica. Os FCEVs têm a vantagem sobre os BEVs de que há um fornecimento contínuo de corrente para a bateria à medida que a eletricidade é produzida a bordo. O carro também não requer ciclos de carregamento frequentes como os BEVs.
Os FCEVs também são carros puramente elétricos como os BEVs. Comparados aos BEVs, esses carros recebem menos atenção e há razões para isso. Os FCEVs possuem um design complexo que exige manutenção regular. A infra-estrutura necessária para estes carros ainda é escassa. A maior desvantagem desses carros é o ruído do compressor, que pode variar de modelo para modelo.
Os FCEVs oferecem um alcance de 600 a 640 km. Os modelos atuais de FCEVs disponíveis nos EUA e na Europa são Hyundai Nexo e Toyota Mirai. Os FCEVs disponíveis na Índia incluem Hyundai Tucson FCEV, Hyundai Nexo, Toyota Mirai e Honda Clarity.
Veículos Elétricos Híbridos Plug-in (PHEV)
PHEVs são uma série de carros híbridos. O carro é movido principalmente por um motor de combustão interna e inclui um sistema de motor elétrico como alternativa para dirigir o veículo. Esses carros têm baterias menores de baixa tensão em comparação com carros totalmente elétricos. Ainda assim, a bateria é maior em comparação com os híbridos paralelos. A bateria dos PHEVs é carregada por um carregador doméstico ou público conectado à rede ou BESS, assim como os BEVs. O carro dá partida no modo totalmente elétrico e funciona com eletricidade até que a bateria se esgote. Assim que a bateria estiver descarregada, o motor de combustão interna assume o comando. O modo elétrico do carro tem uma autonomia menor, entre 20 e 50 Km.
Os principais componentes de um PHEV são o motor IC, tanque de combustível, motores elétricos, bateria, inversor e controlador eletrônico do motor. O sistema de transmissão está conectado a motores elétricos auxiliares e ao motor IC convencional, mas nunca é acionado por ambos simultaneamente. O motor IC convencional pode ser gasolina, diesel ou biodiesel. Em muitos modelos PHEV, os motores elétricos são usados para acionar as rodas traseiras, enquanto o motor IC é usado para acionar as rodas dianteiras. Quando os freios são acionados, os motores elétricos atuam como alternadores redirecionando a energia para a bateria, desacelerando o carro.
Os PHEVs têm a vantagem de não necessitarem de carregamento. O carro pode funcionar totalmente elétrico para deslocamentos diários em um alcance mais curto com um ciclo de carregamento regular. O veículo ainda pode ser confiável para distâncias mais longas, pois ele mudará para o modo motor quando a bateria estiver descarregada. A desvantagem é que esses carros não são isentos de emissões. Quando funcionam em modo elétrico, não produzem quaisquer emissões, mas quando ligados no motor, produzem emissões como qualquer outro carro a gasolina.
Os principais PHEVs nos EUA incluem Ford Escape Plug-In Hybrid, Toyota Prius Prime, Toyota RAV4 Prime, Kia Niro Plug-In Hybrid, Jeep Wrangler 4xe, Chrysler Pacifica Hybrid, Hyundai Ioniq Plug-In Hybrid, Hyundai Tucson Plug-In Hybrid, Mini Cooper Countryman PHEV, Subaru Crosstrek Hybrid, Kia Sorento Plug-In Hybrid, Hyundai Santa Fe Plug-In Hybrid e Jeep Grand Cherokee 4xe. Os principais PHEVs na Europa incluem Renault Zoe, Nissan Leaf, Mitsubishi Outlander P-HEV, Tesla Model 3, BMW i3, Volkswagen e-Golf, Tesla Model S, Hyundai Kona EV, BMW 330e iPerformance, Volkswagen Passat GTE, Renault Kangoo ZE e Volkswagen ID.3. Os principais PHEVs na Índia incluem Hyundai Sonata, Volvo XC90 T8, Ford Fusion Energi, Kia Optima, Porsche Panamera S E-hybrid, BMW 330e, Porsche Cayenne S E-Hybrid, Mini Cooper SE Countryman, Chrysler Pacifica, Mercedes S550e, Ford C -Max Energi, Mercedes C350e, Mercedes GLE550e, Audi A3 E-Tron, BMW i8, BMW X5 xdrive40e e Fiat 500e.
Veículos elétricos híbridos (HEV)
Os HEVs são mais conhecidos como híbridos paralelos ou híbridos padrão. Nestes carros, os motores elétricos e as baterias servem apenas para auxiliar o motor IC. O carro é movido principalmente por um motor que pode ser gasolina, gasolina ou diesel. Os motores elétricos auxiliares estão ligados à transmissão principal para que os motores elétricos e os motores acionem o carro simultaneamente. A bateria não é carregada externamente. Portanto, não há necessidade de carregar o veículo. Em vez disso, as baterias são carregadas pelo motor IC, pelo movimento das rodas e pela travagem regenerativa. A bateria oferece uma quilometragem extra de 10 a 35 km. Esses carros produzem emissões durante a condução porque não existe um modo de operação exclusivamente elétrico.
Um carro totalmente híbrido pode funcionar apenas com a bateria. A bateria é usada intermitentemente para economizar combustível. No entanto, como a bateria é muito menor nos HEVs em comparação com os PHEVs e BEVs, o carro pode rodar apenas alguns quilômetros em modo elétrico.
Os principais HEVs nos EUA incluem Toyota Prius, Toyota Corolla Hybrid, Toyota Crown, Toyota Camry Hybrid, Toyota Prius Prime, Toyota Avalon Hybrid, Hyundai Sonata Hybrid, Hyundai Elantra Hybrid, Hyundai Ioniq, Honda Accord Hybrid e Honda Insight. Os principais HEVs na Europa incluem Mercedes C 300 e, Mercedes E 300 e/de, Renault Captur, Toyota Prius, Toyota Yaris, Toyota Corolla, BMW 330e, BMW X5 45e, Kia Niro e Skoda Octavia iV. Os principais HEVs na Índia incluem Maruti Suzuki Grand Vitara, Toyota Urban Cruiser Hyryder, MG Hector, MG Hector Plus, Toyota Camry Hybrid, Honda City eHEV, Lexus NX, Lexus ES, Maruti Suzuki Brezza, Maruti Suzuki Ertiga, Maruti Suzuki Ciaz e Maruti Suzuki XL6.
HEV híbrido suave
Em HEVs moderadamente híbridos, os motores elétricos são frequentemente utilizados para acionar a transmissão onde o motor é ineficiente, como quando o carro acelera a partir de uma parada. Caso contrário, o motor IC é usado principalmente para alimentar as rodas. Essencialmente, ele precisa de um motor IC para operar o veículo. A bateria é recarregada pelo motor e a frenagem regenerativa apenas auxilia o motor e atua simultaneamente na transmissão para aumentar a quilometragem. Um veículo elétrico moderadamente híbrido não pode impulsionar o carro apenas com a bateria.
Veículos elétricos híbridos extensores de alcance (RE-HEV)
Estes são BEVs, mas com um gerador movido a gasolina a bordo como garantia adicional. O gerador é usado apenas para recarregar a bateria. Para isso, o modo extensor de alcance deve ser selecionado. No modo extensor de autonomia, ao contrário dos BEVs típicos, estes carros produzem emissões. Alguns exemplos de veículos elétricos com extensores de autonomia são Chevrolet Volt, Cadillac ELR, BMW i3 REX e Nissan Gripz Concept.
