Série de reportagem desmistificando os híbridos chega ao fim com os PHEV, que são a última etapa antes da eletrificação total de um veículo

por Felipe Salomão   fotos Divulgação

Nas duas primeiras partes dessa série de reportagem sobre veículos híbridos, a Revista O Mecânico mostrou os sistemas 48V e os Strong Hybrid. Pois bem, chegou hora de falar sobre os Plug-in Hybrid Electric Vehicle – PHEV, em bom português: Veículo Elétrico Híbrido Plug-in. Inclusive, já foram emplacados mais de 20 mil modelos dessa categoria no Brasil, de acordo com a Associação Brasileiro do Veículos Elétricos – ABVE.

Um dos fatores que pode explicar os bons números dos PHEVs no mercado nacional está ligado a versatilidade de transitar entre os motores a combustão e, também, elétricos facilmente, o que confere um baixo consumo de combustível, em relação aos outros veículos híbridos, mas também, possibilita ter mais potência e autonomia.

Como funcionam os PHEV?
Em um veículo PHEV é possível fazer uma recarga na bateria pela tomada. Logo após fazer isso, o modelo terá carga suficiente para condução no modo 100% elétrico desde o início do funcionamento. Por sua vez, o motor a combustão não é acionado instantaneamente para recarga da bateria quando o veículo é ligado. Por precisar de mais energia, esses modelos contam com bateria otimizada de lítio com maior capacidade de armazenar energia, o que deixa o protagonismo da bateria em outro patamar no que se refere aos outros tipos de veículos híbridos, como explica Leonardo Z. Pereira, Instrutor Técnico da Bosch.

“A bateria nessa categoria de veículo tem um protagonismo muito diferente aos sistemas HEV e pode ser semelhante às baterias de veículos totalmente elétricos. Esse maior protagonismo se dá devido a aplicação de uma bateria de alta tensão que possui capacidade de energia maior em relação ao sistema convencional. A semelhança ao BEV (100% elétrico) se dá devido a possibilidade de o PHEV utilizar por mais tempo o modo de condução EV”, disse o Instrutor Técnico da Bosch.

Apesar dessas diferenças, os modelos PHEVs têm sistema de regeneração da bateria idênticos com as outras tecnologias vistas anteriormente, que pode ou não ser controlado por meio de botões ou apenas pelos pedais de acelerador e freio. Relativamente, as baterias dos PHEVs são parecidas com os veículos 100% elétricos, mas é importante ressaltar que existem diferentes tipos de composições de baterias de alta tensão, mesmo dentro da bateria de lítio há diversos tipos, o que interfere na capacidade de densidade de energia e densidade de potência. “Olha, em um veículo PHEV pode conter a mesma tecnologia de uma bateria utilizada em um BEV, porém normalmente em dimensões menores, capacidade de energia menor e modos de controle térmico mais simples”, diz Pereira.

Fluxo de energia dos PHEVs
O fluxo de energia nos PHEVs tem a energia em corrente contínua (DC) disponibilizada da bateria de alta tensão para o módulo de potência, que alimenta a máquina elétrica em corrente alternada (AC) em três fases. Ademais, a recuperação de energia é realizada de forma inversa através do modo de operação chamado de frenagem regenerativa. Por fim, o motor de combustão também pode realizar um processo de recarga do motor elétrico. Claro, isso se o projeto do carro for constituído com essa característica.

“Outro fluxo de energia disponível nesses veículos PHEV é a recarga em corrente AC ou DC, através de uma fonte externa de energia, que posteriormente é convertida ou direcionada para a bateria de alta tensão utilizando um carregador (on board ou off board charger)”, ressaltou Leonardo Pereira.

Motores
Por ter o motor elétrico é natural que algumas pessoas pensem que a máquina elétrica é mais relevante do que a térmica. “O que fica evidente é a possibilidade de a máquina elétrica prover condições suficientes para o modo de condução totalmente elétrica, sendo assim em alguns veículos o motor de combustão se mantém desligado”, constata Leonardo. Com isso, o conjunto térmico é ativado, quando a carga da bateria está baixa ou quando o veículo precisa aumentar a velocidade.

Manutenção dos PHEVs
No que se diz respeito a manutenção do motor elétrico, é simples, pois fica apenas nas conexões elétricas e de módulos de potência. Já o propulsor térmico tem uma manutenção convencional, que pode ser de baixo nível de complexidade a depender do veículo. Contudo, antes de fazer o reparo é preciso conferir se realmente o conjunto motriz está desligado e não apenas com a função start-stop ativa. Também é necessário fazer a desativação do sistema HV, ter ferramental isolado e utilizar Equipamento de Proteção Individual – EPI para realizar a manutenção da máquina elétrica.

“A manutenção em parte de alta tensão automotiva envolve aspectos de proteção coletiva e individual. Tudo deve ser pensado pelo responsável da atividade, desde isolamento de área, análise de risco e utilização de equipamento de proteção individual cedido pela empresa. Em caso de trabalhos mais avançados são necessários ambientes com controle térmico para desenvolver um trabalho, além de equipamentos específicos e ferramentais isolados. Seguir a orientação técnica do fabricante é fundamental para garantir a segurança e operação correta do sistema do veículo”, esclarece Leonardo Pereira.

Vantagens dos veículos PHEVs
A maior vantagem desses veículos é ter uma bateria, que permite rodar mais tempo no modo elétrico, além da economia de combustível e maior autonomia. “Outra vantagem é a possibilidade de recarga externa da bateria, sendo possível a aplicação de bateria de maior densidade de energia (melhor tecnologia) isso resulta em um modo de condução EV por mais tempo”, constata Leonardo Pereira.

Relembre as outras tecnologias eletrificadas
Para você, leitor, que não pôde acompanhar as outras tecnologias presentes nas outras partes desta reportagem. Essa edição final traz um pequeno resumo dos outros sistemas. Para começar, essa série falou dos veículos híbridos leves, que tecnicamente são chamados de MHEV, mas na linguagem popular também são conhecidos como sistema 48V. Esses veículos eletrificados combinam um motor de combustão interna, que pode ser abastecido a diesel ou gasolina, com uma máquina elétrica. Deste modo, o propulsor elétrico pode atuar na partida do conjunto motriz a combustão, ser um assistente do motor térmico na recuperação de energia e na função start-stop. Portanto, cumpre o objetivo de reduzir as emissões de poluentes e aumentar a eficiência energética do carro.

Já a segunda parte desta série sobre os veículos híbridos trouxe a luz os Strong Hybrid, que são aqueles modelos que têm uma estrutura mista com motor elétrico e, também, com propulsor a combustão. Com isso, os dois propulsores podem trabalhar em simultâneo ou individualmente. Além disso, essa tecnologia não conta com motor de partida e alternador convencional, pois foram substituídos por uma máquina elétrica também responsável por fazer essa função.