Para o Mecânico

Entenda como funciona o sistema de freio dos carros elétricos

Freio dos carros elétricos

Um dos limitantes para a popularização dos veículos movidos a eletricidade é sua autonomia reduzida. No entanto, os engenheiros têm se debruçado sobre a questão, buscando alternativas criativas para torná-los mais eficientes. Nesse sentido, o sistema de freio dos carros elétricos é uma das apostas para conservar energia e melhorar o rendimento das baterias.

Afinal, os consumidores, principalmente de mercados desenvolvidos, estão cada vez mais interessados em veículos de baixa ou zero emissão de gases de efeito estufa (GEE). Assim, há uma corrida na indústria automotiva para sair na frente da concorrência e consolidar o primeiro modelo elétrico produzido em escala mundial.

Com isso, diversas tecnologias vêm sendo desenvolvidas, e uma das mais importantes é o freio regenerativo. Quer saber como funciona esse sistema e qual sua utilidade para os automóveis elétricos? Então, continue conosco, pois neste post responderemos a essas dúvidas e traremos outras informações sobre o assunto.

Boa leitura!

As particularidades dos veículos elétricos

A crescente preocupação dos governos e da população com a poluição atmosférica — principal causa do aquecimento global — e com a iminente escassez de petróleo está causando um alvoroço no setor automotivo. Em franca expansão, o mercado de veículos elétricos já ultrapassou a marca de 3 milhões de unidades no mundo, crescendo 55% somente em 2017.

Atualmente, há 3 tipos de automóveis movidos a eletricidade sendo fabricados e vendidos. Conheça-os abaixo.

1. Elétricos puros

Impulsionados somente por um ou mais motores elétricos, os veículos elétricos puros são “reabastecidos” por meio da recarga de suas baterias em eletropostos públicos ou instalados nas casas de seus proprietários. Apesar de serem os grandes astros dessa revolução na indústria automotiva, ainda oferecem pouca autonomia: em média, rodam por 250 quilômetros sem precisar de recargas.

2. Elétricos híbridos

Equipados com um motor de combustão interna e um ou mais motores elétricos, os veículos elétricos híbridos contam com um sistema eletrônico que dosa o uso de cada motor de acordo com a carga das baterias e as condições de uso. Eles têm como vantagens um nível de emissão de poluentes reduzido, em relação aos carros tradicionais, e autonomia ampliada, comparada a dos elétricos puros.

Esse tipo de automóvel é abastecido somente em postos de combustível normais, sendo que o motor a combustão fica responsável por recarregar as baterias. A combustão também é utilizada quando uma potência maior é exigida, como em grandes velocidades e em subidas.

3. Elétricos híbridos plug-in

Já os elétricos híbridos plug-in, além de poderem ser abastecidos com combustíveis tradicionais, como a gasolina e o diesel, e não exigirem recarga das baterias, também oferecem a possibilidade de alimentá-las pela rede elétrica, conectando-se a eletropostos. São, portanto, uma mistura dos dois modelos anteriores.

O funcionamento dos veículos elétricos

A briga para encontrar uma alternativa viável para os motores de combustão interna que seja barata, limpa e, ainda, ofereça os mesmos benefícios de autonomia e desempenho começou de vez. Os valores prometidos pelas grandes montadoras, para investimentos em pesquisa e desenvolvimento de carros a eletricidade, já passaram dos US$90 bilhões.

Basicamente, o automóvel elétrico funciona com baterias recarregáveis, como as de celulares, porém maiores. Como não trabalha com explosões, seu motor não emite partículas poluentes na atmosfera, tampouco produz ruídos.

As recargas das baterias são feitas de 2 formas, a depender do tipo de veículo: pela conexão direta à rede elétrica, operação chamada de plug-in, ou pela ação reversa do próprio motor. Ou seja, quando possível, o computador de bordo muda o sentido do sistema, usando a energia cinética para gerar eletricidade.

Esse processo ocorre em situação como declive, desaceleração e frenagem. Esta última é, particularmente, uma das maiores apostas dos engenheiros para tornar os veículos elétricos mais eficientes. Veja o porquê no próximo tópico.

O processo de frenagem regenerativa

O sistema de freio dos carros elétricos diferencia-se um pouco do usado em veículos tradicionais. Enquanto o de carros tradicionais é chamado de degenerativo, ou seja, tem como principal função dissipar a energia cinética transformando-a em calor e ruído por meio de fricção, o de veículos elétricos é regenerativo.

Segundo Luciano Matozo, coordenador de engenharia da Fras-le — uma das maiores fabricantes de materiais de fricção do mundo —, enquanto os freios convencionais são de fricção, os elétricos são redirecionados para as baterias. Isso reduz o custo de alimentação do veículo e impacta diretamente na redução média do consumo da bateria.

Isso significa que eles utilizam parte da energia cinética do movimento do automóvel para gerar energia elétrica e retorná-la para as baterias. Assim, essa tecnologia apresenta 2 vantagens em relação aos sistemas de freio convencionais: o reaproveitamento energético e o desgaste reduzido dos componentes de fricção, aumentando sua vida útil e o tempo entre manutenções.

O desgaste do sistema de freio dos carros elétricos

Os carros a eletricidade contam com inteligentes sistemas eletrônicos que aumentam sua capacidade de regeneração energética durante as frenagens. Ou seja, quando o freio é acionado, o fluxo de energia é revertido, e o freio motor passa a reaproveitar a força usada para movimentá-lo, antes dissipada.

Apesar de ainda utilizarem freios de fricção, as montadoras têm a intenção de retirá-los dos eixos traseiros nos próximos anos, melhorando sua eficiência regenerativa e diminuindo a dependência dos sistemas tradicionais.

Portanto, a frenagem nos veículos elétricos é feita, em grande parte, pela ação do próprio motor, que aumenta a resistência para a rodagem, visando o reaproveitamento energético. Esse processo alivia a carga sobre as pastilhas, os discos, as lonas, os tambores, as pinças e os cilindros dos freios, reduzindo seu desgaste.

Dessa forma, por serem diferentes, exigem alguns cuidados específicos na sua manutenção. Confira quais são as necessidades do sistema de frenagem dos carros elétricos no tópico a seguir.

Os cuidados especiais na manutenção desses freios

Na manutenção de freios de carros elétricos, como o sistema regenerativo e o de fricção agem concomitantemente, a troca dos componentes de desgaste é bem mais espaçada do que em veículos comuns. Porém, é preciso manter a manutenção do motor em dia, pois ele age tanto na propulsão como na desaceleração do automóvel. Além disso, é responsável por regenerar a energia cinética.

Nos carros convencionais, o servo freio (ou booster) usa o vácuo para ajudar no deslocamento do fluido para os freios das rodas, aumentando a força que o condutor faz no pedal. Esse processo está sendo substituído nos veículos elétricos por um sistema eletro-hidráulico, com o cilindro mestre comandado eletronicamente, melhorando a distribuição de energia e a participação dos dois tipos de freio.

Portanto, também é importante a manutenção do sistema eletrônico do veículo, que gerencia as funções de frenagem.

Como vimos, a autonomia reduzida é um dos maiores problemas para a popularização dos automóveis movidos a eletricidade. Mas o interesse dos consumidores tem feito com que as montadoras invistam cada vez mais no desenvolvimento de tecnologias, como a do sistema de freio dos carros elétricos, para aumentar a duração das baterias e torná-los viáveis comercialmente.

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