Um joint venture de motores entre a Renault e o grupo chinês Geely anunciou um novo máximo no campo dos propulsores eléctricos. O motor agora apresentado promete níveis de eficiência a que, até hoje, nem muitos eléctricos modernos conseguem chegar. Por trás deste recorde estão sobretudo um material pouco comum no interior do motor - e uma arquitectura tão fina que ultrapassa em delicadeza um cabelo humano.
O que está por trás do novo motor Renault-Geely
A empresa conjunta Horse, participada pela Renault e pela Geely, revelou um motor eléctrico de concepção inédita. Foi pensado principalmente para veículos híbridos e para sistemas range-extender, embora, a médio prazo, também possa vir a equipar automóveis 100% eléctricos.
O motor atinge, segundo o fabricante, uma eficiência de 98,2 por cento - um valor até agora inalcançável em tecnologia de produção.
Para enquadrar: motores eléctricos comuns situam-se, consoante carga, temperatura e regime de rotação, algures entre 93 e 97 por cento. À primeira vista, o salto parece reduzido, mas em engenharia representa um avanço significativo.
Com cerca de 190 cv e 360 Newton-metros de binário, este conjunto encaixa bem em plug-in hybrids dos segmentos compacto e médio, e também em SUV maiores com gerador eléctrico a bordo.
O truque do aço “amorfo”
A designação do motor está ligada ao material utilizado no estator: o chamado aço amorfo. Ao contrário do aço laminado eléctrico tradicional, de estrutura cristalina, este metal não tem uma grelha atómica ordenada. Os átomos dispõem-se de forma irregular, quase como uma fusão “congelada”.
É precisamente esta falta de ordem que traz vantagens técnicas:
- menores perdas por magnetização
- muito menos correntes de Foucault (correntes parasitas) no metal
- consequentemente, menos aquecimento desnecessário do motor
- melhor eficiência num intervalo de funcionamento mais amplo
O núcleo da inovação é o estator - a peça fixa em forma de anel que envolve o rotor. Ele é composto por inúmeras camadas muito finas de aço. Em motores convencionais, estas chapas têm cerca de 0,2 a 0,3 milímetros de espessura.
Mais fino do que um cabelo: 0,025 milímetros
No novo motor da Horse, a espessura das lâminas desce para apenas 0,025 milímetros. Isto é aproximadamente dez vezes mais fino do que nos propulsores clássicos - e inferior à espessura de um cabelo humano.
As camadas ultrafinas reduzem para metade, de acordo com a Horse, as perdas internas do motor.
A lógica é simples: quanto mais fina a camada, menor a área em que as correntes parasitas se conseguem formar e propagar. Estas correntes surgem com campos magnéticos variáveis e transformam energia eléctrica valiosa em calor - isto é, potência perdida. Com lâminas tão finas, esta parcela de perdas diminui de forma clara.
O que significam, na prática, 98,2 por cento de eficiência
Uma coisa são os números do fabricante, outra é o uso diário em estrada. Os 98,2 por cento resultam de condições laboratoriais ideais e de um ponto específico de funcionamento. No mundo real, rotações, carga e temperatura estão sempre a mudar. Soma-se ainda o envelhecimento natural dos materiais.
Por isso, a Renault e a Geely falam deliberadamente em eficiência máxima. No dia-a-dia, o valor deverá ser inferior, mas com tendência a ficar acima do patamar das máquinas tradicionais.
Para sistemas híbridos completos, a Horse estima um ganho energético real de cerca de um por cento. Parece pouco, mas tem impacto concreto:
- à escala global, uma frota de milhões de veículos poupa quantidades muito relevantes de electricidade
- o calor residual no motor baixa, aliviando necessidades de arrefecimento e espaço de instalação
- os ciclos de carga e descarga da bateria são aproveitados com um pouco mais de eficiência
- a autonomia eléctrica dos plug-in hybrids melhora de forma perceptível na margem
Um aumento de um por cento pode passar despercebido a um único condutor; acumulado ao longo da vida útil e em frotas, torna-se um factor importante para consumo energético e balanço de CO₂.
Porque é que a luta por cada ponto percentual se intensificou agora
Há cerca de um ano que, sobretudo na China, se vive uma corrida aos recordes de eficiência nos sistemas de propulsão. Marcas como Dongfeng, Changan ou BYD têm mostrado sucessivamente motores próximos dos limites físicos - seja em motores a gasolina com quase 50 por cento de eficiência térmica, seja em motores eléctricos particularmente eficientes.
Com a Horse, a Renault e a Geely entram também nesta disputa. O novo motor deixa claro que o joint venture não está focado apenas em motores de combustão clássicos, mas trabalha de forma direccionada em máquinas eléctricas de última geração.
A competição pelo sistema de propulsão mais eficiente está a desviar-se cada vez mais do simples aumento do tamanho das baterias para a optimização fina de cada componente.
Para a Renault, isto traduz-se numa vantagem estratégica: o grupo pode disponibilizar às suas marcas - da própria Renault à Dacia ou à Alpine - uma plataforma de elevada eficiência sem ter de suportar sozinho todo o desenvolvimento. Do lado da Geely, reforça-se a oferta para marcas como a Volvo e outras empresas do grupo.
Onde este motor recordista poderá ser utilizado
A Horse ainda não revela em que modelos o motor irá aparecer primeiro, nem quando acontecerá. O que se sabe é que o conjunto já consta do catálogo oficial da empresa, pelo que clientes do universo do grupo podem desde já contar com ele em planeamento.
O cenário mais provável é a aplicação nos seguintes tipos de veículos:
- plug-in hybrids dos segmentos compacto e médio
- híbridos completos orientados para eficiência em longas distâncias
- veículos com range-extender, em que o motor eléctrico assegura a tracção e um motor de combustão funciona apenas como gerador
A combinação de 190 cv, 360 Newton-metros e elevada eficiência é especialmente indicada para soluções em que a energia vem de uma bateria relativamente pequena e em que é crucial minimizar perdas.
Obstáculos técnicos e económicos
Por mais impressionantes que sejam os números, esta solução não é barata. O aço amorfo com este nível de qualidade e em camadas tão finas é mais difícil de trabalhar do que a chapa eléctrica convencional. Os processos de estampagem e conformação têm de ser revistos, e o isolamento entre lâminas impõe requisitos mais exigentes.
Possíveis consequências:
- custo por unidade mais elevado, sobretudo na fase inicial
- tolerâncias de fabrico mais apertadas
- maior esforço em controlo de qualidade e testes finais
Em contrapartida, com volumes suficientes, os custos de material tendem a cair de forma significativa. Se a Renault, a Geely e as suas marcas aplicarem este motor em larga escala, os efeitos de escala podem compensar parte do sobrecusto. Além disso, um motor mais eficiente permite reduzir exigências noutros pontos, por exemplo no arrefecimento ou nas secções de cablagem.
Porque a eficiência em motores eléctricos é mais do que autonomia
Muitos compradores associam eficiência прежде de tudo a autonomia e custo de electricidade. Nos motores eléctricos e híbridos, no entanto, a questão é mais abrangente. Cada perda evitada reduz a geração de calor no motor. Menos calor prolonga a vida útil de isolamentos, rolamentos e ímanes.
Maior eficiência significa não só menos consumo de energia, mas também potencialmente maior durabilidade e menor necessidade de manutenção.
Há ainda outro aspecto: se for possível extrair um pouco mais de energia útil da mesma bateria, os fabricantes podem, no limite, instalar acumuladores mais pequenos ou tirar melhor partido da capacidade existente. Isso reduz peso e necessidade de matérias-primas - um argumento cada vez mais relevante no debate sobre recursos como lítio, níquel e cobalto.
O que os condutores podem retirar desta evolução
Para quem está hoje a comprar um carro novo, pouco muda no curto prazo. Este motor é sobretudo uma antevisão para a próxima ou mesmo a seguinte geração de modelos da Renault, da Volvo e, possivelmente, de outras marcas. Ainda assim, a direcção tecnológica fica evidente.
Os fabricantes podem transformar este ganho de eficiência:
- em um pouco mais de autonomia eléctrica
- em consumos mais baixos para o mesmo perfil de condução
- ou em reduções de peso e custos noutros componentes
No dia-a-dia, o mais importante é a tendência: em vez de simplesmente montar baterias cada vez maiores, a engenharia volta a concentrar-se com mais intensidade no próprio sistema de propulsão. Quem comprar um novo híbrido ou eléctrico dentro de alguns anos beneficiará destes pontos percentuais discretos - mesmo sem se aperceber.
Para os entusiastas de tecnologia, os dados técnicos terão outro sabor. Um motor com perdas no estator quase residuais é um bom exemplo de como, mesmo na era das baterias grandes, a engenharia clássica aplicada a aço, cobre e campos magnéticos continua a ser determinante.
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