Frenagem regenerativa é um dos segredos para a eficiência maior de carros elétricos comparados à combustão interna e, graças a ela, têm um perfil de consumo oposto aos dos carros a combustão interna. Enquanto carros a combustão interna consomem menos na estrada, onde há menos necessidade de frenagem e reaceleração, os elétricos consomem menos na cidade, onde justamente o “anda e para” do trânsito urbano permite com que façam o máximo uso de frenagem regenerativa.
Se não fosse pela frenagem regenerativa, elétricos acabariam desperdiçando até 30% da energia usada para movê-los. Mas, graças a ela, acabam aproveitando até mais que 90% da energia com que são alimentados. Um carro a combustão interna, para comparação, só consegue usar cerca de 20% de energia (na forma química) com que é abastecido.
Segundo pesquisa desenvolvida na Universidade São Francisco (USF), a frenagem regenerativa pode recuperar entre 8% e 25% da energia consumida por um veículo elétrico, dependendo das condições de uso. Mas isso varia muito: se você descer a serra pisando no freio o caminho todo, não é impossível acabar com mais bateria do que quando começou o percurso.
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Todo motor é um gerador
O princípio é relativamente simples: um gerador elétrico e um motor elétrico são basicamente a mesma máquina funcionando de maneiras opostas. Um motor ou gerador consiste em ímãs (ou eletroímãs) fixos e um campo eletromagnético oscilante, que muda durante o giro de forma a uma parte sempre esteja “puxando” a outra. Quando a energia é inserida nesse sistema, o campo é gerado e faz com que o motor se movimente pela interação com os ímãs. Mas, se o eixo é movido por uma força externa, o resultado das interação das bobinas com os ímãs fixos é a geração de energia.
Quando o veículo acelera, a bateria envia eletricidade ao motor, que transforma essa energia em movimento. Para transformá-lo num gerador, basta reverter a polaridade, o que normalmente criaria um movimento reverso, como aconteceria dando ré.
Num carro a combustão interna, isso seria um desastre, porque as partes estão conectadas mecanicamente. Colocar ré em movimento iria destruir o câmbio (num carro antigo; carros automáticos modernos têm sistemas de segurança contra isso). Mas, num carro elétrico, a resistência ao movimento é puramente magnética, e o resultado de “dar ré” em movimento é a frenagem magnética e a geração de energia.
Essa energia é enviada para a bateria de alta tensão ou para sistemas auxiliares de armazenamento, como supercapacitores, em vez de ser perdida em forma de calor. Na prática, toda vez que o motorista reduz a velocidade, tira o pé do acelerador ou aciona levemente o freio, o sistema trabalha para recuperar parte da energia que seria desperdiçada.
A grande sacada é essa, usar o motor como gerador. É por isso que o sistema consegue recuperar energia que, em carros convencionais, seria simplesmente dissipada como calor nas pastilhas de freio.
Por que a frenagem regenerativa é importante?
A autonomia continua sendo um dos principais fatores considerados por quem compra um veículo elétrico. Qualquer tecnologia capaz de ampliar a distância percorrida entre as recargas é vista como estratégica. E é justamente nesse ponto que a frenagem regenerativa se destaca.
Em percursos urbanos, onde há grande número de semáforos, cruzamentos e congestionamentos, o veículo desacelera constantemente. Quanto maior o número de desacelerações, maior é a oportunidade de recuperar energia.
Por isso, carros elétricos costumam apresentar consumo energético mais eficiente na cidade do que em rodovias, situação oposta à observada em automóveis com motor a combustão.
Além de aumentar a autonomia, a tecnologia reduz o consumo energético geral do veículo e melhora a eficiência do conjunto motriz.
A frenagem regenerativa substitui os freios convencionais?
Não. Apesar da eficiência, a frenagem regenerativa atua como um complemento aos sistemas hidráulicos tradicionais.
Em desacelerações suaves, ela pode assumir praticamente todo o trabalho. Já em frenagens bruscas, situações de emergência ou paradas rápidas, os freios mecânicos entram em ação para garantir a segurança do veículo. Essa combinação entre os dois sistemas é conhecida na engenharia automotiva como torque blending, ou mistura de frenagem. O motorista normalmente não percebe a transição entre os dois sistemas, que é gerenciada eletronicamente.
Frenagem regenerativa preserva os freios físicos?
Os benefícios do freio regenerativo vão além da autonomia. Como parte significativa da desaceleração é realizada pelo motor elétrico, os freios convencionais são utilizados com menor frequência. Isso reduz consideravelmente o desgaste de discos, pastilhas e outros componentes.
Em muitos veículos elétricos, as pastilhas podem durar mais de 100 mil quilômetros, enquanto em automóveis convencionais as trocas costumam ocorrer entre 30 mil e 50 mil quilômetros.
A redução do desgaste resulta em custos menores de manutenção e menor geração de resíduos provenientes da substituição de componentes.
Outro benefício importante é a diminuição das emissões de partículas provenientes dos freios, um tema que vem ganhando relevância entre especialistas em qualidade do ar urbano.
O que é one-pedal driving?
Uma evolução natural da frenagem regenerativa é o chamado one-pedal driving, ou condução com um único pedal. Ele é disponível em muitos carros elétricos modernos.
Nesse sistema, ao retirar o pé do acelerador, o carro aplica o freio magnético, de forma a tentar manter uma velocidade proporcional ao quanto o acelerador está pressionado. Se o acelerador está no fundo, o carro acelera tudo, mas, se você pisa só até a metade, ele vai aplicar freios até chegar na velocidade correspondente. Se você simplesmente tirar o pé completamente, o carro freia até parar.
A tecnologia três vantagens principais:
- maior recuperação de energia;
- menor desgaste dos freios mecânicos;
- condução mais confortável em ambientes urbanos.
Motoristas acostumados ao sistema afirmam que, após um período de adaptação, o uso do pedal do freio passa a ser necessário apenas em situações específicas.
As limitações da tecnologia
Apesar das vantagens, o sistema possui restrições técnicas. Uma delas está relacionada ao estado de carga da bateria. Quando a bateria se aproxima da capacidade máxima, a quantidade de energia que pode ser absorvida diminui, reduzindo a eficiência da regeneração.
Pesquisas apontam ainda que fatores como velocidade do veículo, intensidade da frenagem, temperatura ambiente e condições do sistema elétrico influenciam diretamente a quantidade de energia recuperada.
Outro desafio está na infraestrutura energética. Em países onde a oferta de eletricidade ainda é limitada, a expansão dos veículos elétricos depende não apenas da tecnologia embarcada nos automóveis, mas também da capacidade de geração e distribuição de energia.
Dúvidas comuns sobre a frenagem regenerativa
A frenagem regenerativa recarrega a bateria completamente?
Não. A energia regenerada é complementar, mas insuficiente para substituir a recarga em carregadores.
A regeneração desgasta a bateria?
Não. Quando bem gerenciada eletronicamente, a regeneração não causa dano.
Carros a combustão podem ter frenagem regenerativa?
Sim, desde que ele tenha um motor elétrico para aproveitar a energia recuperada. Na prática, híbridos convencionais (HEV), híbridos plug-in (PHEV) e híbridos com gerador (EREV) todos contam com o recurso.
Em quais veículos o freio regenerativo é utilizado?
Carros, motos, caminhões, ônibus, até mesmo navios e aviões (usando o reverso) podem fazer uso do recurso.
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