Como funcionam os carros elétricos? Motores EV e baterias explicados

Os veículos elétricos funcionam de maneiras fundamentalmente diferentes dos carros tradicionais. Os motores de combustão interna têm muitas peças móveis e, embora os veículos elétricos tenham as suas próprias complexidades, são muito mais digitais do que mecânicos. Vamos dar uma olhada mais de perto em como funcionam os veículos elétricos.

Como funciona uma bateria EV?

Em vez de gasolina, os VE obtêm a sua energia a partir de uma bateria, que normalmente se estende ao longo da parte inferior do carro para manter o peso o mais baixo possível. É composto por vários módulos, que por sua vez são divididos em células de bateria individuais, semelhantes em tamanho às baterias AA. Uma camada de refrigerante corre entre as células, pois as baterias quentes são baterias explosivas. Um sistema de gerenciamento de bateria regula o refrigerante e garante que cada célula seja drenada na mesma proporção, o que prolonga a vida útil do conjunto.

Temos um artigo inteiro sobre como funcionam as baterias, mas a versão resumida é que os elétrons são atraídos através de um circuito movendo átomos de lítio de um lado para outro da bateria. Os elétrons querem seguir esses íons de lítio, mas uma membrana separadora dentro da bateria os impede de acompanhar o passeio. Como resultado, eles precisam passar por fios que também alimentam nossos telefones, tablets, lâmpadas, computadores e carros. Ao carregar uma bateria, você atrai os átomos de lítio de volta ao lado original da bateria, carregando-a com elétrons.

Como funciona um inversor EV?

A maior parte dos seus eletrodomésticos funciona com corrente alternada. Isso significa que os elétrons vão e voltam perpetuamente pelos fios em intervalos definidos. As baterias, no entanto, funcionam corrente direta, então os elétrons são lançados em uma direção em um fluxo consistente. Um EV usa um inversor para mudar a corrente da bateria de direta para alternada antes de chegar ao motor. Este é um passo importante, pois a alteração da frequência CA feita pelo inversor afeta diretamente a velocidade do veículo elétrico.

Como funciona um motor EV?

Os motores EV transformam eletricidade em movimento, criando um campo magnético rotativo. Um cilindro chamado estator contém fios de cobre bem enrolados, por onde passa a corrente alternada vinda do inversor. Como a corrente se alterna, os pólos norte e sul desses campos magnéticos alternam entre si. Ao executar circuitos diferentes em frequências elétricas ligeiramente diferentes, o campo magnético geral gira.

Dentro do estator, um rotor flutuante sente o efeito de todos esses campos magnéticos rotativos. À medida que a corrente passa pelo estator, a atração magnética faz com que o rotor gire para alcançá-la. Afinal, os pólos magnéticos do rotor opostos aos do estator serão atraídos e os pólos iguais serão repelidos. Quanto mais energia é bombeada através do estator, mais rápido o campo magnético gira. O rotor move um eixo, que gira as rodas do EV. Como a potência gerada por um motor EV é significativa, um componente necessário denominado redutor reduz a força ao nível desejado antes de passar do rotor para as rodas.

Os motores EV não são apenas motores – eles também podem atuar como geradores. Quando você freia seu EV, a força mecânica do veículo em desaceleração gira o rotor, o que produz corrente que flui através do estator, de volta à bateria.

Uma vez que grande parte da força necessária para abrandar um veículo é aplicada na travagem regenerativa, as pastilhas de travão de um VE sofrem menos desgaste do que um carro normal. Os EVs lidam com muito menos estresse mecânico em todas as áreas, não apenas na frenagem. Os motores EV não lidam com reações químicas explosivas repetidas como os motores de combustão interna, transferindo o força linear de um pistão em força rotacional (torque) por meio de um virabrequim ou contando com um volante para estabilizar a força variável entrada. No geral, esta é uma boa notícia para os custos de reparação de VE.

Esperançosamente, isso fornece algumas dicas sobre o funcionamento interno de um veículo elétrico. Os VEs estão dominando o mundo, então provavelmente é bom que você saiba algumas coisas sobre como eles funcionam.

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