Sempre que se fala de automóveis eléctricos alimentados por bateria, é recorrente (e correcto) ouvir-se que são veículos que necessitam de menos assistência, gerando menores custos e menos visitas à oficina. Porém, o tema da conversa salta rapidamente para as baterias, que teimam em perder eficiência à medida que os anos (e os quilómetros) passam, vendo a sua capacidade ser limitada pelo tratamento de que são alvo e, sobretudo, pelo número de cargas e descargas. Mas nunca se fala de motores. Serão estes infalíveis e durarão uma vida? Ninguém sabe, mas tudo indica que se vai saber em breve.
Para determinar o tempo de vida útil de um motor eléctrico, consoante o seu tipo e os materiais utilizados, entre outros pormenores, a Faculdade de Tecnologia de Veículos, na Universidade de Esslinger, decidiu criar um projecto de investigação com um custo total de 436.600€, em que 314.630€ são suportados pela Fundação da Investigação para a Aplicação de Aço e a Associação para a Investigação de Tecnologias de Motorização. Há igualmente uma série de construtores de automóveis envolvidos no projecto, essencialmente os três grandes grupos locais (BMW, Mercedes e Volkswagen), além de fornecedores da indústria automóvel como a ZF, Mahle, Stiefelmayer Lasertechnik, Valeo Siemens eAutomotive, Schaeffler, Bosch, EM-Motive, AVL, Magna Powertrain, Voestalpine e Wälzholz.
Segundo o professor Peter Häfele, da referida faculdade, “a crescente utilização de motores eléctricos nos veículos torna imperativo o desenvolvimento de métodos para prever a vida útil dos seus componentes”. O rotor, por exemplo, é formado por várias camadas muito finas (entre 0,1 e 0,3 mm) de aço eléctrico (uma liga especial de ferro com propriedades magnéticas), sendo necessário determinar como é processado e construído. “No teste que estamos a desenvolver, há vários elementos que condicionam a vida do rotor e que devem ser tomados em consideração, da produção do aço ao corte, passando pela laminação, analisando ainda os efeitos do envelhecimento provocado pelas flutuações de temperatura e variações de carga durante o funcionamento”, adianta Häfele.
Os motores eléctricos são extremamente simples, limitando-se a um rotor a girar dentro de um estator, transformando energia eléctrica em rotação. E conseguem uma eficiência que, em alguns casos, pode atingir 97% (um motor de combustão raramente atinge 40%), o que significa que há apenas 3% da energia consumida que se perde, especialmente em forma de calor.
Há vários tipos de motores eléctricos, mas nos automóveis são sobretudo utilizados dois, de um lado o motor de indução e, do outro, o motor síncrono de magnetos permanentes. Ambos têm vantagens e inconvenientes, mas o segundo é mais eficiente (3 a 5%) do que o primeiro. Veja como a Renault fabrica o motor do Zoe:
Num motor eléctrico moderno já sem escovas, que se desgastam e obrigam a substituições, os magnetos ou ímanes são uma das partes essenciais, pois numa unidade motriz deste tipo tudo gira devido ao magnetismo e à corrente eléctrica. Não havendo contacto entre as partes móveis não há desgaste. Ainda assim, um utilizador deste tipo de veículos pode-se questionar se o magneto permanente é mesmo… permanente.
Segundo os especialistas em terras raras, o neodímio, o melhor destes elementos para produzir ímanes, ultrapassa largamente a vida útil de qualquer veículo. De acordo com os dados disponíveis, um magneto permanente fabricado com neodímio perde em média 5% em cada 100 anos. Ou seja, após 300 anos de vida, os ímanes ainda estão com 85% da capacidade inicial para gerar campos magnéticos. Há quem questione a importância de utilizar aço eléctrico de boa qualidade e de espessura controlada na construção do rotor, para outros salientarem que a bobina de cobre tão pouco se deteriora com o passar dos anos e dos quilómetros, apesar de ser a parte do motor responsável pela maioria das (poucas) perdas, devido à resistência eléctrica do material. Mas há um ponto mais vulnerável no motor eléctrico.
Como tudo o que gira nesta vida, também o rotor do motor eléctrico está apoiado em rolamentos, relativamente fáceis e baratos de substituir. É claro que são estudados e preparados para o esforço que vão ter de suportar, que consiste em ter de girar a cerca de 20.000 rotações em alguns casos, mas é garantido que não irão resistir a 300 anos de trabalhos forçados. Nem provavelmente 100 ou 50 anos. Na realidade, ainda ninguém sabe.
Até que se conheçam as conclusões do estudo, o que está previsto acontecer dentro de três anos, bem como o método que vai determinar a longevidade das mecânicas movidas a electricidade, saiba que um motor eléctrico, se avariar, é altamente mais provável que o faça enquanto ainda é novo, com a maioria das avarias a serem devidas a componentes eléctricos externos, como por exemplo no inversor.
