Veículos híbridos e etanol híbrido: como funciona?

A diversidade de combustível para o setor automobilístico está presente em diversos postos de combustíveis para veículos híbridos. Dependendo do posto você vai encontrar gasolina, etanol, diesel e gás natural veicular (GNV) e as suas diversas modificações (comum, aditivado, formulado, premium, etc.).

Cada uma das alternativas possibilita uma performance melhor ao veículo, deixando mais rápido e eliminando impurezas prejudiciais ao motor. Porém, muitas montadoras estão investindo cada vez mais em veículos elétricos por causa da demanda por motores mais econômicos e que emitam cada vez menos poluentes (CO e CO₂) motivada pelas leis locais de emissões.

Além disso, o consumidor tem visto muito valor agregado ao veículo elétrico devido à alta do preço de combustíveis. Dentre os valores decorrentes que o carro elétrico tem pode destacar-se: a eficiência energética, economia, estabilidade, sustentabilidade e conforto.

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Claro que o avanço dos veículos elétricos deve ser consciente e coerente com as fontes de energias disponíveis no local. Por exemplo, em países onde a matriz energética está concentrada em carvão (como na África), não faria sentido ecológico ter uma grande frota de veículos elétricos.

Neste caso, se ligar a tomada para carregar a bateria de um carro elétrico, precisaria de mais carvão e resultaria em mais poluição na região. Existem tecnologias que permitem uma transição simultânea do uso do combustível fóssil para o elétrico com o intuito de abraçar ambos e ao mesmo tempo possibilitar maior economia de combustível.

Dentre as soluções no Brasil duas podem ser destaques: os veículos híbridos e os movidos a sistemas de células combustível (SCC).

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O que é um veículo (carro) híbrido?

Os veículo híbridos apresentam basicamente um motor elétrico, um motor convencional (à combustão), um inversor, controlador e bateria. O intuito de todos esses componentes é combinar as vantagens de propulsão em um único sistema para obter uma boa performance do veículo possibilitando economia, conforto e eficiência energética. O sistema elétrico do carro permite identificar a melhor hora de usar o motor elétrico ou o motor convencional diante do movimento do automóvel.

Com isso, um dos grandes gastos de combustível antes estava vinculado ao se retirar o veículo da inercia, agora esta função é auxiliada pelo motor elétrico. Em contrapartida quando se necessita de alta aceleração, o motor convencional, o controlador e o inversor atuam para transformar o motor elétrico em gerador que recarrega a bateria gerando um sistema autossuficiente. Dentre os benefícios deste tipo de veículo está a redução da emissão de poluentes, redução de consumo de combustível e grande autonomia sem a necessidade de recarga.

Já os modelos de veículos híbridos elétricos com propulsor a combustão flex ou movido exclusivamente a etanol, se trata de um automóvel com um sistema que transforma o etanol em hidrogênio para alimentar a bateria elétrica do sistema. Basicamente o funcionamento parte do etanol (combustível) que ao entrar em contato com as placas de captação de elétrons transforma instantaneamente o etanol em energia elétrica para o motor elétrico. Ou seja, ao invés do etanol ser queimado como nos motores convencionais ele é convertido em eletricidade.

Uma molécula de etanol tem uma energia por peso 50 vezes mais que uma bateria de carro. Imagine agora a imensa capacidade de energia elétrica para o sistema contida em um tanque de combustível. Outro benefício é a rápida recarga diante da infraestrutura já existente. Diferente dos veículos elétricos que demoram mais tempo para recarregar na tomada, os veículos providos de células combustível se recarregam quando o etanol é depositado no tanque. O que é mais interessante nesta tecnologia é que o Brasil é o protagonista. Lembrando que o Brasil é o maior produtor de etanol do mundo e o com essa tecnologia desenvolvida se mostra em condições reais de zerar emissões de carbono.Porém é fácil perceber o que ambas configurações de veículos precisam ter para o melhor aproveitamento da energia produzida, com um sistema de gerenciamento e controle de energia (controlador).

Este sistema por sua vez, tem um papel fundamental para que o veículo responda da melhor forma as diversas situações de aceleração durante o trajeto. Neste caso, a MathWorks (MATLAB e Simulink) já oferece para diversas montadoras soluções robustas e eficientes para o desenvolvimento e controle de sistemas elétricos. Além disso, possibilita uma plataforma completa para o desenvolvimento dos diversos sistemas contidos no carro (elétrico, mecânico, arrefecimento, frenagem, etc.).

Seja o presente ou o futuro contido de veículos , convencionais, elétricos, híbridos ou movido a célula combustível, nós da OPENCADD queremos e podemos ajudá-lo com o que há de mais sofisticado da tecnologia de softwares. Quer saber mais como? Entre em contato, ficaremos felizes em ajudar!

Eduardo Lima é Mestre em Engenharia Mecânica e Doutor pela UNICAMP, atuando na OPENCADD como Engenheiro de Produtos no departamento de Marketing.Falm nossos especialistas e nós ajudaremos no desenvolvimento de seu projeto.