Texto: Valério M. Marochi
Foto: Global Toyota.en
Dando sequência ao estudo dos veículos elétricos, nesta edição trataremos dos veículos elétricos híbridos (do inglês HEV, hybrid electric vehicle), que figuram na linha de fronteira tecnológica entre os carros convencionais – a combustão interna – e os puramente elétricos, compartilhando características e comportamento hora de um, hora de outro, hora dos dois. Dependendo da aplicação e do fabricante, os híbridos podem assumir cerca de 16 topologias (arranjos) diferentes, constituindo uma família de veículos de transição, classificados em 4 categorias principais, partindo dos que possuem sistemas mais simples e mais parecidos com carros convencionais, até os mais complexos e similares aos puramente elétricos, conforme veremos a seguir.
Família dos híbridos
Os sistemas de propulsão híbrida resultam da junção entre dois ou mais motores, em geral um a combustão interna e ao menos um motor elétrico, com o propósito de melhorar o desempenho do veículo, reduzir o consumo de combustível e, consequentemente, as emissões poluentes. Olhando pelo viés da arquitetura do powertrain, os veículos híbridos são mais complexos e possuem mais componentes móveis do que os carros habituais, pois contam com o motor a combustão e um sistema elétrico ‘adicional’ embarcado. De acordo com a autonomia no modo elétrico, a relação de potência do motor a combustão versus o elétrico e os modos de operação, um veículo híbrido pode ser classificado como micro, médio, completo ou plug-in.
Os sistemas micro híbridos são o que no mercado brasileiro conhecemos como start-stop, que realizam o desligamento do motor a combustão interna quando o veículo está parado e religamento automático quando começa a rodar. Outra característica é o controle inteligente da regeneração de energia através do alternador, que gera maior saída de energia nos momentos de cruzeiro, frenagem e desaceleração do veículo, aproveitando melhor a energia cinética descartada nos sistemas de freio. Estas medidas contribuem para a redução do consumo e de emissões em aproximadamente 5%. No Brasil, é a categoria mais difundida, com diversos representantes, como o Chevrolet Cruze 1.4 Turbo, o Renault Sandero 1.6 SCe e o Fiat Argo 1.0.
Os híbridos médios, além das funções start-stop e regeneração, possuem a capacidade de auxiliar eletricamente o motor a combustão em alta demanda de torque, que é a pior condição de operação do mesmo: baixa rotação e alta carga (arrancada, aceleração e aclive). Por conta da operação assistida, a economia de combustível sobe para cerca de 15%. Esta é uma família que ainda não possui veículos rodando no Brasil. O Audi A6 Limousine é um exemplo, e conta com sistema de propulsão híbrida 48 V.
Os híbridos completos possuem arquiteturas mais complexas e acrescentam às funcionalidades anteriores a possibilidade de operar em modo somente elétrico em distâncias curtas e baixa demanda de torque (electric drive). Até esta categoria, as baterias de tração presentes nos veículos são carregadas pelo motor a combustão através da regeneração, e possuem baixa capacidade de energia, garantindo autonomias médias de 10 km. Mesmo assim, a economia de combustível pode chegar a 30%. Como exemplares desta categoria podemos citar o Toyota Prius e o Ford Fusion Hybrid.
Os híbridos plug-in diferenciam-se dos completos pelo aumento da autonomia no modo elétrico, o que corresponde a um aumento do tamanho e da tensão de operação das baterias de tração, tornando necessária a presença de uma tomada de recarga externa (além do bocal de abastecimento de combustível). Por consequência, esses são os sistemas de propulsão de maior complexidade e custo, mas que conseguem as maiores autonomias combinadas (combustão + elétrico) e também economia de combustível de até 70%.
Afinal: mocinhos ou vilões?
A principal vantagem dos sistemas híbridos é a economia de combustível, diretamente proporcional à redução de emissões. Como segundo ponto relevante há o conforto na condução, proporcionado pela assistência e operação elétrica, devido ao torque combinado dos sistemas a combustão e elétrico. O custo de aquisição é relativo, pois em geral a versão híbrida de um dado veículo é mais cara que a convencional, porém mais econômica, e mais barata que modelos totalmente elétricos de mesma categoria. Da mesma forma, a autonomia é análoga à posição que os híbridos ocupam entre as tecnologias veiculares: menor que os veículos a combustão e maior que os elétricos, não sendo uma vantagem ou um limitante.
Olhando por outro aspecto, há alguns fatores negativos como a questão ambiental, afinal o motor a combustão ainda está presente no carro, não resolvendo, apenas mitigando, o problema das emissões e da dependência de combustíveis. Em se tratando de manutenções periódicas, não há vantagens em relação aos veículos convencionais, uma vez que fluidos e filtros continuam presentes, e ainda há o acréscimo de mais sistemas e componentes, passíveis de manutenção. É válido reforçar que os híbridos foram desenvolvidos como ‘tecnologia de transição’ entre os convencionais e elétricos, atendendo a normas de emissões e dando um fôlego para o mercado automotivo se preparar para os próximos passos rumo à mobilidade sustentável. Se tratados desta forma, podemos considerá-los mocinhos…com um quê de vilões, é claro.
