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Como funciona o carro elétrico? (Parte 1)

Este post é a primeira parte do funcionamento do carro elétrico. Está tendo cada vez mais espaço pois não emite poluentes e é altamente eficiente.

O motor elétrico

O motor para carros elétricos é o de indução AC trifásico. Para saber o funcionamento deste tipo de motor, clique no botão abaixo.

Motor de induçãoClique aqui

Também existem motores DC para carros elétricos, mas os motores AC de indução trifásicos são mais eficientes e os carros elétricos mais rápidos, como o modelo S da Tesla usam motor de indução.

Controlando o motor

Para controlar o motor de indução, tem que controlar a frequência do sinal AC. Esta é a velocidade do campo magnético dentro do motor, também chamada de velocidade síncrona N_{s}f é a frequência e P é o número de polos.

N_{s}=\frac{120f}{P}

Se a velocidade do rotor for igual a velocidade síncrona, não haverá torque, pois o campo magnético não varia para o rotor. Logo não há corrente induzida, nem força. A diferença entre as velocidades do rotor N e do campo é o escorregamento s, que é calculado desta forma.

s=\frac{N-N_{s}}{N_{s}}

O motor precisa de sinais AC defasados 120º entre si para funcionar e a bateria fornece corrente contínua. O inversor converte a tensão DC em AC para o motor, além de controlar a frequência e a amplitude do sinal para controlar a potência de saída do motor. Este é um exemplo de inversor para veículos elétricos.

O funcionamento do inversor será assunto para outro post. O acelerador controla um par de potenciômetros que enviam um sinal para o inversor, regulando a velocidade do motor.

Conjunto de baterias

Os carros elétricos podem ser movidos a bateria, célula de hidrogênio ou podem ser híbridos. Neste post é mostrado o carro elétrico com bateria recarregável, outros tipos ficarão para futuros posts. O carro elétrico tem um conjunto de baterias em série e paralelo para fornecer a potência desejada. O conjunto de baterias fica na parte de baixo do carro para o centro de gravidade ficar mais próximo do solo, aumentando a estabilidade.

Todas as baterias para carros elétricos contêm lítio, pois é o melhor elemento para baterias. A maioria das baterias são de lítio-íon ou lítio-ferro-fosfato (LiFePO_{4}). Estas são baterias de lítio-íon.

Este é um conjunto de baterias de LiFePO_{4}. Baterias pequenas em módulos dissipam melhor o calor do que células maiores.

Os materiais usados para o ânodo das baterias são silício e grafite. Enquanto para o catodo são: níquel, manganês e cobalto, ou alumínio no lugar do manganês.

Carro elétrico da Itaipu Binacional

A Itaipu Binacional tem o Programa Veículo Elétrico em parceria com a Kraftwerke Oberhasli AG (KWO). O objetivo deste programa é encontrar soluções economicamente viáveis para diminuir a dependência de combustíveis fósseis na mobilidade. Este é o Renault Twizy, 32 modelos foram montados em 2014 para estudar a nacionalização dos componentes.

Dentro do programa, outros carros elétricos como o i3 da BMW e a versão elétrica do Palio Weekend da Fiat também foram montados.

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