Motor eléctrico Horse de Renault e Geely atinge 98,2% de eficiência

Um joint-venture de motores criado pela Renault e pelo grupo chinês Geely acaba de anunciar um novo máximo nos sistemas de tracção eléctrica. O motor agora apresentado promete níveis de eficiência a que, até aqui, nem os automóveis eléctricos mais actuais costumavam chegar. Por trás deste resultado está, sobretudo, um material pouco comum no interior do motor - e uma construção tão fina que fica abaixo da espessura de um cabelo humano.

O que está por trás do novo motor Renault-Geely

A Horse, empresa conjunta participada pela Renault e pela Geely, revelou um motor eléctrico de arquitectura inédita. O desenvolvimento foi pensado principalmente para híbridos e para soluções de extensor de autonomia, embora, a médio prazo, possa igualmente vir a ser aplicado em veículos 100% eléctricos.

"Segundo o fabricante, o motor atinge uma eficiência de 98,2 por cento - um valor até agora inalcançável em tecnologia de produção em série."

Para referência, motores eléctricos comuns situam-se, consoante carga, temperatura e regime, algures entre cerca de 93 e 97 por cento. À primeira vista, a diferença parece pequena; no entanto, do ponto de vista da engenharia, representa um avanço claro.

Com aproximadamente 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 de maiores dimensões equipados com gerador a bordo.

O truque do aço “amorfo”

A designação do motor está ligada ao material usado no estator: o chamado aço amorfo. Ao contrário do aço eléctrico convencional, de estrutura cristalina, este metal não apresenta uma grelha atómica ordenada. Os átomos ficam distribuídos de forma irregular, quase como uma fusão “congelada”.

É precisamente essa falta de ordem que traz benefícios técnicos:

• perdas de magnetização mais baixas
• muito menos correntes de Foucault no metal
• consequentemente, menor aquecimento inútil do motor
• maior eficiência num intervalo de funcionamento mais amplo

O foco da inovação está no estator, a peça fixa em forma de anel que envolve o rotor. Ele é composto por múltiplas camadas muito finas de aço. Em motores tradicionais, estas lâminas têm, em regra, 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 equivale a ser aproximadamente dez vezes mais fino do que nos sistemas clássicos - e mais fino do que um cabelo humano.

"De acordo com a Horse, estas camadas extremamente finas reduzem para metade as perdas internas do motor."

A lógica é a seguinte: quanto mais finas forem as camadas, menor é a área onde as correntes parasitas conseguem circular. Essas correntes são induzidas por campos magnéticos variáveis e transformam energia eléctrica valiosa em calor - isto é, em potência desperdiçada. Ao usar lâminas quase imperceptíveis, essa perda diminui de forma significativa.

O que significam 98,2 por cento de eficiência no mundo real

Uma coisa são os números do fabricante; outra é o uso na estrada. Os 98,2 por cento são obtidos em condições ideais de laboratório e num ponto de funcionamento específico. No dia-a-dia, regime, carga e temperatura estão sempre a mudar. A isto soma-se ainda o envelhecimento natural dos materiais.

Por isso, Renault e Geely referem-se de forma intencional a uma eficiência máxima. Em condução real, o valor deverá ser inferior, mas com tendência para ficar acima do patamar de máquinas mais convencionais.

Para sistemas híbridos completos, a Horse aponta para um ganho energético real de cerca de um por cento. Parece pouco, mas tem implicações concretas:

• globalmente, uma frota de milhões de veículos poupa quantidades muito grandes de electricidade
• reduz-se o calor residual no motor, aliviando a necessidade de refrigeração e espaço de instalação
• os ciclos de carga e descarga da bateria passam a ser usados de forma ligeiramente mais eficiente
• a autonomia eléctrica dos plug-in hybrids melhora de forma perceptível nos limites de utilização

Um aumento de um por cento pode ser quase imperceptível para um condutor isolado, mas, ao longo da vida útil e em grandes frotas, torna-se uma alavanca relevante para o consumo de energia e para o balanço de CO₂.

Porque a luta por cada ponto percentual está agora tão intensa

Há cerca de um ano que, sobretudo na China, vários fabricantes entraram numa corrida por recordes de eficiência em grupos motopropulsores. Marcas como a Dongfeng, a Changan ou a BYD têm apresentado sucessivamente motores que se aproximam dos limites físicos - seja em motores a gasolina com quase 50 por cento de eficiência térmica, seja em soluções eléctricas particularmente eficientes.

Com a Horse, Renault e Geely entram também nesta disputa. O novo motor evidencia que o joint-venture não está apenas focado em motores de combustão tradicionais, mas trabalha de forma dirigida em máquinas eléctricas de última geração.

"A competição pelo sistema de tracção mais eficiente está a deslocar-se cada vez mais do tamanho da bateria 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 alta eficiência sem assumir sozinho todo o esforço de desenvolvimento. Para a Geely, a aposta reforça o portefólio destinado a marcas como a Volvo e outras empresas do grupo.

Onde este motor recordista pode vir a ser utilizado

Por agora, a Horse não detalha em que modelos o motor surgirá primeiro, nem quando acontecerá. Ainda assim, há um ponto claro: a unidade já consta do catálogo oficial da empresa, o que significa que clientes dentro do universo dos grupos podem começar a planear a sua integração.

O cenário mais provável aponta para:

• plug-in hybrids dos segmentos compacto e médio
• híbridos completos com foco em eficiência em viagens longas
• veículos com range extender, em que o motor eléctrico faz a tracção e um motor de combustão funciona apenas como gerador

A combinação de 190 cv, 360 newton-metros e elevada eficiência adequa-se especialmente a conceitos em que a energia provém de uma bateria relativamente pequena e em que as perdas têm de ser minimizadas.

Obstáculos técnicos e económicos

Por mais impressionantes que sejam os números, a tecnologia não é gratuita. O aço amorfo com este nível de qualidade e em camadas tão finas é mais difícil de trabalhar do que a chapa magnética convencional. Os processos de estampagem e conformação precisam de ajustes, e a isolação entre lâminas passa a exigir tolerâncias e soluções mais exigentes.

Possíveis impactos:

• custo unitário mais elevado dos motores, sobretudo na fase inicial
• tolerâncias de fabrico mais apertadas
• maior esforço em controlo de qualidade e ensaios finais

Por outro lado, é típico que, com volumes suficientes, os custos de materiais caiam de forma significativa. Se Renault, Geely e as respectivas marcas aplicarem o motor de forma abrangente, os efeitos de escala podem compensar parte do sobrecusto. Além disso, um motor mais eficiente permite reduzir dimensionamentos noutros pontos, por exemplo na refrigeração ou nas secções de cabos.

Porque a eficiência em motores eléctricos é mais do que autonomia

Para muitos compradores, eficiência significa antes de mais autonomia e custo de electricidade. No entanto, em motores eléctricos e híbridos, o tema vai além disso. Cada perda evitada reduz a geração de calor dentro do motor. Menos calor tende a aumentar a durabilidade de isolamentos, rolamentos e ímanes.

"Maior eficiência não significa apenas 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 menores ou aproveitar melhor a capacidade existente. Isso reduz peso e a 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 automóvel novo, pouco muda no imediato. Este motor funciona mais como uma antevisão da próxima ou da seguinte geração de modelos da Renault, da Volvo e possivelmente de outras marcas. Ainda assim, a direcção tecnológica fica bem definida.

Os fabricantes podem transformar este ganho de eficiência:

• em mais alguma autonomia eléctrica
• em consumos mais baixos com o mesmo perfil de condução
• ou em reduções de peso e de custo noutras áreas do veículo

No quotidiano, o ponto essencial é a tendência: em vez de simplesmente aumentar baterias, os engenheiros voltam a colocar o sistema de tracção no centro das melhorias. Quem comprar um híbrido ou um eléctrico dentro de alguns anos beneficiará destes “pequenos” percentuais - mesmo que nem se aperceba.

Já os entusiastas de tecnologia olharão com atenção para as fichas técnicas. Um motor com perdas no estator quase residuais mostra que, mesmo na era das baterias grandes, a engenharia clássica de aço, cobre e campos magnéticos continua a ser decisiva.

---