A revolução tecnológica no meio automobilístico

A indústria automobilística é um dos setores mais dinâmicos e influentes da economia global, impulsionando a mobilidade e a conectividade em todo o mundo. À medida que a sociedade evolui e as preocupações ambientais e energéticas se tornam cada vez mais prementes, a busca por avanços tecnológicos na área automotiva se intensifica. Esta busca constante é um reflexo do desejo de superar desafios complexos e de oferecer soluções inovadoras para as crescentes demandas de mobilidade da humanidade.

Nas últimas décadas, temos testemunhado um ritmo acelerado de transformações na indústria automobilística. Novas tecnologias, como eletrificação, condução autônoma, conectividade avançada e sistemas de propulsão alternativos, têm revolucionado a forma como interagimos com nossos veículos. Essas mudanças não estão apenas mudando a maneira como nos locomovemos, mas também têm um impacto significativo na sustentabilidade ambiental, na segurança no trânsito e na experiência do usuário.

Neste cenário, vamos explorar a evolução dos veículos híbridos e outras inovações, destacando o progresso contínuo em direção a um futuro mais eficiente, seguro e ambientalmente consciente na estrada.

História da indústria automobilística

O setor automobilístico teve como berço o período do século XIX, com o primeiro automóvel monocilíndrico movido à gasolina, o Benz Patent-Motorwagen, criado por Karl Benz em 1885. Paralelo a isso, os estudos sobre a eletricidade e a invenção da primeira bateria recarregável do mundo em 1954 possibilitaram a invenção de veículos totalmente movidos à eletricidade, sendo o primeiro a sair nas ruas por volta de 1881, criado pelo francês Gustave Trouvé.

Porém, veículos à combustão tornaram-se mais atrativos por diversos fatores:

• Maior autonomia: permitiam viagens mais longas e não dependentes de estações de recarga. Além disso, os motores a combustão tinham um desempenho mais robusto em comparação com os motores elétricos da época;

• Precificação: A produção em série, desenvolvida por Henry Ford, na década de 1910 permitiu que o preço final dos veículos a gasolina fosse a metade do preço dos veículos elétricos;

• Limitações das baterias: As baterias elétricas disponíveis naquela época eram volumosas, pesadas e tinham capacidade limitada em termos de potência e velocidade. Isso resultava em autonomia restrita e longos tempos de recarga. 

Desde então, o setor automotivo tem sido caracterizado por uma busca incessante por inovações tecnológicas. A introdução de recursos como motores mais eficientes, freios aprimorados e sistemas de suspensão mais avançados levou a um aumento significativo no desempenho e na segurança dos veículos, que deixaram de ser meros meios de transporte e se tornaram símbolos de status e liberdade.

Aqui, você encontra um vídeo mais detalhado da trajetória dos veículos elétricos.

Impactos ao meio ambiente

Por volta de 1960, à medida que a conscientização global sobre as mudanças climáticas cresceu, os veículos elétricos e híbridos recuperaram destaque nas prioridades das principais montadoras automotivas. Num cenário em que o chumbo ainda era utilizado como aditivo na gasolina e a ausência de filtros e catalisadores permitia a liberação de emissões prejudiciais, os automóveis eram reconhecidos como uma das principais fontes de poluição atmosférica.

No decorrer das décadas, a crescente preocupação ambiental impulsionou o desenvolvimento de sistemas de alta potência, alta frequência e comutadores semicondutores na década de 1990. Isso se somou à evolução dos microprocessadores, resultando em projetos de conversores de energia mais eficientes para acionar motores elétricos. Simultaneamente, novas tecnologias e regulamentações foram introduzidas para minimizar as emissões de gases poluentes provenientes de veículos automotores.

Somado a isso, a crise do petróleo nos anos 1970 e o crescente movimento climático na virada dos anos 1990 para 2000 retomou a possibilidade da indústria desenvolver modelos elétricos e híbridos, mas ainda assim o ceticismo era grande.

Funcionamento dos híbridos-elétricos

Os carros híbridos funcionam por meio da combinação de dois sistemas de propulsão: um motor de combustão interna e um motor elétrico. O motor de combustão interna, geralmente a gasolina, fornece energia para mover o veículo e, quando necessário, recarrega a bateria híbrida. Por sua vez, o motor elétrico, alimentado por uma bateria recarregável, pode operar de forma independente em baixas velocidades ou em situações de baixa demanda de potência, contribuindo para economia de combustível e redução de emissões. Além disso, a regeneração de energia é empregada durante a desaceleração, convertendo energia cinética em eletricidade para recarregar a bateria. Sistemas de controle inteligente determinam automaticamente quando usar cada sistema de propulsão, com base nas condições de condução, demanda de potência e eficiência, otimizando o uso de energia. Essa combinação de motores e a capacidade de recarga da bateria durante a desaceleração torna os carros híbridos uma opção mais eficiente em termos de consumo de combustível e redução de emissões.

Com isso, os carros híbridos podem ser divididos em três tipos:

• Híbridos Convencionais (HEVs): Os híbridos convencionais são os mais comuns e utilizam tanto um motor a combustão interna quanto um motor elétrico. Eles geralmente não podem ser carregados em uma tomada elétrica externa e dependem da regeneração de energia durante a desaceleração para recarregar a bateria.

• Híbridos Plug-in (PHEVs): Os híbridos plug-in podem ser carregados em uma tomada elétrica externa e possuem uma maior capacidade de bateria em comparação com os HEVs. Isso permite que eles percorram distâncias mais longas no modo totalmente elétrico, reduzindo a dependência do motor a combustão interna.

• Micro-híbridos (MHEVs): Os micro-híbridos, também conhecidos como sistemas híbridos leves, incluem um motor elétrico que auxilia o motor a combustão interna em momentos de alta demanda de potência. No entanto, eles não podem funcionar apenas no modo elétrico e não possuem capacidade de recarga externa.

Frenagem regenerativa

Dentre as tecnologias que possibilitam a viabilidade dos carros híbridos está a frenagem regenerativa ou kers (Kinetic Energy Recovery System).

Trata-se um sistema inovador que permite que veículos elétricos e híbridos aproveitem a energia cinética gerada durante a desaceleração ou frenagem para recarregar suas baterias. Em vez de simplesmente dissipar a energia na forma de calor, como ocorre com freios convencionais, a frenagem regenerativa converte essa energia em eletricidade e a direciona de volta para a bateria do veículo.

O processo começa quando o motorista reduz a velocidade ou aciona os freios. Nesse momento, o motor elétrico no veículo inverte seu funcionamento e atua como um gerador. Ele converte a energia cinética do movimento do veículo em eletricidade, que é então armazenada na bateria. Isso tem o duplo benefício de retardar o veículo de forma eficiente, economizando energia e aumentando a autonomia elétrica do veículo.

A frenagem regenerativa é especialmente eficaz em situações de tráfego intenso ou descidas íngremes, onde a energia cinética pode ser capturada de maneira significativa. Esse sistema não apenas melhora a eficiência e a economia de combustível em veículos híbridos, mas também é uma característica fundamental em carros elétricos, ajudando a maximizar a recarga da bateria durante a condução diária.

O futuro automobilístico

Inovações tecnológicas estão modificando rapidamente o cenário do mercado atual, e a indústria automobilística também se beneficia das mesmas, atribuindo novos cenários nunca antes imaginados, aqui estão algumas das tecnologias abrangentes e atuais que estão se tronando tendências:

• Carros voadores: O desenvolvimento de carros voadores, conhecidos como veículos de mobilidade aérea urbana (UAM), está avançando rapidamente graças a inovações em propulsão elétrica, baterias e automação. Esses veículos prometem aliviar o congestionamento nas estradas, proporcionar viagens mais rápidas e sustentáveis, e estão sendo desenvolvidos por empresas líderes e startups. Embora desafios regulatórios e de infraestrutura ainda existam, o progresso nessa área é notável, mostrando o potencial de uma nova era na mobilidade urbana.

• Carros Autônomos: A condução autônoma é uma das maiores revoluções no setor automotivo. Os veículos autônomos estão sendo desenvolvidos com sensores avançados, inteligência artificial e tecnologia de mapeamento de alta precisão para permitir a direção sem intervenção humana. Embora ainda em fase de testes, eles prometem tornar a condução mais segura e conveniente.

• Carregamento sem fio de veículos elétricos: Pesquisadores do Oak Ridge National Laboratory (ORNL), nos Estados Unidos, desenvolveram uma tecnologia automotiva de recarregamento sem fio para elétricos em parceria com a HEVO, empresa pioneira no desenvolvimento de soluções de carregamento automotivo sem fio Essa tecnologia possui uma bobina eletromagnética polifásica que atinge uma densidade de potência de 1,5 megawatts por metro quadrado, que equivale ser de 8 a 10 vezes maior do que a tecnologia convencional, permitindo que veículos elétricos, inclusive, sejam carregados enquanto trafegam em alta velocidade.

A indústria automobilística está em constante evolução, impulsionada pela busca por avanços tecnológicos que atendam às crescentes demandas de mobilidade e de soluções mais sustentáveis. Ao longo das décadas, temos testemunhado uma rápida transformação, com inovações como veículos híbridos e elétricos, frenagem regenerativa e outras tecnologias que podem se tornar uma realidade em breve.