Componentes
de um carro híbrido ou elétrico
Motor elétrico
Motor
em um BMW i3
Em primeiro lugar, precisamos de um motor elétrico para
acionar as rodas em conjunto com o motor de combustão. Um motor DC, como os
usados para reguladores de janela e limpadores de para-brisa, não é realmente
adequado, pois o grande fluxo de corrente pelas escovas resultaria em baixa
eficiência e confiabilidade. Em vez disso, usamos um motor CA trifásico.
O motor tem duas partes – o rotor (que gira) e o estator
(que é estacionário). Pense no rotor como o virabrequim e no estator como
o bloco do motor, se preferir. O estator é formado por bobinas de fio e, à
medida que passamos a corrente por elas, elas se tornam eletroímãs. Ao
ligar os eletroímãs alternadamente, criamos um campo magnético em
movimento. O rotor é magnético e, portanto, segue esse campo magnético e
cria nossa força de giro. Alguns rotores têm ímãs permanentes (por
exemplo, Toyota), outros têm um rotor enrolado que se torna um ímã quando a
corrente é induzida do estator (por exemplo, Tesla), e outros têm um rotor
enrolado com uma alimentação CC separada para transformá-lo em um ímã (por
exemplo, Renault). Em todos os casos, o princípio do rotor seguindo o
campo magnético giratório é semelhante.
Inversor
Então, para girar o motor, precisamos alimentá-lo com
corrente alternada. Nossa bateria obviamente contém DC (AC não pode ser
armazenada), então precisamos de um dispositivo no meio para convertê-la, e
este é o inversor. Já estabelecemos o que faz o motor girar, mas
precisamos de algum controle sobre isso. O torque do motor é controlado
pela corrente através de
os enrolamentos, e a velocidade do motor é controlada pela
velocidade com que ligamos os enrolamentos (pense neste último como o avanço da
ignição). Por exemplo, se estamos acelerando colina abaixo, podemos mudar
as fases muito rapidamente para acelerar o motor, mas precisamos de pouca
corrente. Se estivermos estacionando uma caravana, precisaremos de muito
torque, mas muito pouca velocidade, de modo que podemos colocar muita corrente
nos enrolamentos, mas alterná-los de forma relativamente lenta. Se você
viu os inúmeros vídeos de Teslas na faixa de arrasto, você notou que eles não
apenas derrotam a maioria das coisas contra as quais são colocados, como também
o fazem com pouquíssima patinagem. Isso se deve ao controle de velocidade
muito preciso de um motor CA.
Para acionar o motor, primeiro devemos saber sua posição
existente. Isso é feito por um sensor de posição do rotor ou, em alguns
casos, um resolver. O módulo de controle do motor então decide quais fases
ligar a seguir e com que corrente. Os transistores de potência no
inversor, então, fazem a comutação real para operar os enrolamentos do motor. O
inversor também fornece um caminho dos enrolamentos de volta à bateria para
frenagem regenerativa.
Um inversor separado é necessário para cada motor CA do
veículo. Por exemplo, o Tesla Model X tem um na parte traseira para o
motor traseiro, outro na frente para o motor dianteiro e um terceiro no
compressor de ar condicionado para operar seu motor elétrico embutido. A
segunda geração do Toyota Prius tem apenas um invólucro, que contém os
inversores para ambos os motores e o compressor A / C.
Inversor
em um VW eGolf
Os inversores quase sempre são refrigerados a
líquido. A maioria dos carros tem um sistema de resfriamento de baixa
temperatura completamente separado para que o calor do motor não superaqueça os
componentes de alta tensão. Outros separam parte do sistema de
refrigeração a uma determinada temperatura pelo mesmo motivo (por exemplo,
Mercedes), enquanto alguns têm formas inovadoras de usar esse calor residual
para aquecer a bateria (Tesla) ou aquecer o interior (Hyundai). A BMW usa
o circuito de refrigeração de baixa temperatura para resfriar o ar de admissão
em híbridos turboalimentados.
A maioria dos carros híbridos usa dois motores. Um é
usado para dar partida no motor e passa a maior parte do tempo como
gerador. O outro é usado para dirigir as rodas e frenagem
regenerativa. Claro, há uma variedade de sistemas diferentes usados por
diferentes marcas e modelos. A maioria dos carros inclui o inversor, o
módulo de controle do motor e o conversor DC-DC em um único alojamento. O
conversor DC-DC substitui um alternador.
Fonte Internet
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