Motor elétrico Renault-Geely da Horse bate 98,2% de eficiência

Um joint venture de motores formado pela Renault e pelo grupo chinês Geely anunciou um novo marco em propulsão elétrica. O motor recém-apresentado promete níveis de eficiência que, até agora, nem mesmo carros elétricos atuais costumam alcançar. Por trás do recorde há, principalmente, um material pouco comum no interior do conjunto - e uma arquitetura tão delicada que chega a ser mais fina do que um fio de cabelo humano.

O que está por trás do novo motor Renault-Geely

A Horse, empresa criada em parceria por Renault e Geely, revelou um motor elétrico de concepção diferente. O foco do projeto está em aplicações híbridas e em sistemas com extensor de autonomia, embora, mais adiante, a solução também possa aparecer em veículos 100% elétricos.

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

Como referência, motores elétricos convencionais costumam trabalhar, conforme carga, temperatura e rotação, na faixa de aproximadamente 93% a 97%. A diferença pode parecer pequena à primeira vista, mas, do ponto de vista de engenharia, representa um avanço relevante.

Com cerca de 190 PS e 360 newton-metros de torque, o conjunto se encaixa bem em plug-in híbridos de porte compacto e médio, além de poder atender SUVs maiores que carregam um gerador a bordo.

O truque do “aço amorfo”

O nome do motor vem do material usado no estator: o chamado aço amorfo. Ao contrário do aço elétrico tradicional, de estrutura cristalina, esse metal não apresenta uma malha (rede) organizada. Seus átomos ficam distribuídos de forma irregular, quase como uma fusão “congelada”.

É justamente essa falta de ordem que traz ganhos técnicos:

• menores perdas por magnetização
• bem menos correntes parasitas (de Foucault) no metal
• com isso, menos aquecimento desnecessário do motor
• eficiência mais alta em uma ampla faixa de operação

O coração da inovação está no estator - a peça fixa, em formato de anel, que envolve o rotor. Ele é formado por muitas camadas finas de aço. Em motores tradicionais, essas lâminas geralmente têm algo entre 0,2 e 0,3 milímetro de espessura.

Mais fino que um cabelo: 0,025 milímetro

No novo motor da Horse, a espessura das lâminas cai para apenas 0,025 milímetro. Isso é cerca de dez vezes mais fino do que nos projetos clássicos - e abaixo da espessura de um cabelo humano.

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

O motivo é direto: camadas mais finas diminuem a área em que as correntes parasitas conseguem se formar e se espalhar. Essas correntes surgem com campos magnéticos alternados e transformam energia elétrica em calor - ou seja, em potência perdida. Com lâminas ultrafinas, esse desperdício cai de forma significativa.

O que 98,2% de eficiência significam na prática

Uma coisa é o valor divulgado em condições controladas; outra é o uso no dia a dia. Os 98,2% são obtidos em laboratório, em um ponto específico e ideal de operação. Na rua, rotação, carga e temperatura variam o tempo todo. Além disso, materiais sofrem envelhecimento ao longo do tempo.

Por isso, Renault e Geely fazem questão de tratar o número como eficiência máxima. No uso real, a taxa tende a ser menor - ainda que, em geral, acima do patamar de máquinas tradicionais.

Para sistemas híbridos completos, a Horse estima um ganho energético real de cerca de 1%. Parece pouco, mas traz efeitos concretos:

• globalmente, uma frota com milhões de veículos economiza grandes volumes de eletricidade
• a quantidade de calor residual no motor diminui, reduzindo exigências de refrigeração e de espaço
• ciclos de carga e descarga da bateria passam a ser aproveitados com um pouco mais de eficiência
• a autonomia de plug-in híbridos melhora de maneira perceptível nas margens de uso

Um aumento de 1% pode ser quase imperceptível para um motorista isolado, mas, somado ao longo da vida útil dos veículos e em escala de frotas, vira um fator relevante para consumo de energia e balanço de CO₂.

Por que a disputa por cada ponto percentual ficou tão intensa

Há cerca de um ano, sobretudo fabricantes chineses intensificaram uma corrida por recordes de eficiência em propulsão. Marcas como Dongfeng, Changan e BYD vêm apresentando motores que se aproximam de limites físicos - seja em motores a combustão com quase 50% de eficiência térmica, seja em conjuntos elétricos especialmente eficientes.

Com a Horse, Renault e Geely entram nessa disputa. O lançamento reforça que o joint venture não está restrito a motores a combustão tradicionais, mas também investe de forma direcionada em máquinas elétricas de ponta.

"A competição pelo trem de força mais eficiente está migrando, cada vez mais, do tamanho da bateria para a micro-otimização de cada componente."

Para a Renault, isso se traduz em vantagem estratégica: o grupo pode oferecer às suas marcas - de Renault a Dacia ou Alpine - uma base tecnológica de alta eficiência sem arcar sozinho com todo o desenvolvimento. Para a Geely, o ganho aparece ao fortalecer o portfólio de marcas como a Volvo e outras empresas do conglomerado.

Onde esse motor recordista pode ser usado

Por enquanto, a Horse não detalha em quais modelos o motor vai estrear nem quando isso ocorrerá. O que se sabe é que o conjunto já figura no catálogo oficial da empresa, o que permite que clientes do ecossistema do grupo o considerem em planejamentos.

O cenário mais provável inclui estes tipos de veículo:

• plug-in híbridos compactos e médios
• híbridos plenos (full hybrid) voltados a eficiência em longas distâncias
• veículos com extensor de autonomia, nos quais o motor elétrico traciona e o motor a combustão atua apenas como gerador

A combinação de 190 PS, 360 newton-metros e alta eficiência favorece especialmente arquiteturas em que a energia vem de uma bateria relativamente pequena e as perdas precisam ser minimizadas.

Barreiras técnicas e econômicas

Apesar de impressionantes, os números não vêm de graça. Aço amorfo nessa qualidade e em lâminas tão finas é mais difícil de fabricar do que o aço elétrico convencional. Processos de estampagem e conformação precisam ser revistos, e o isolamento entre camadas passa a exigir padrões mais rigorosos.

Possíveis consequências:

• custo unitário mais alto para os motores, principalmente no início da produção
• tolerâncias de fabricação mais apertadas
• maior esforço em controle de qualidade e testes finais

Em contrapartida, quando o volume cresce, o custo de materiais costuma cair de forma relevante. Se Renault, Geely e suas marcas adotarem o motor em larga escala, efeitos de escala podem compensar parte do acréscimo. Além disso, um motor mais eficiente permite reduzir exigências em outros itens, como sistemas de arrefecimento ou bitolas de cabos.

Por que eficiência em motor elétrico vai além de autonomia

Muitos compradores associam eficiência principalmente a autonomia e gasto de energia. Em motores elétricos e híbridos, porém, o alcance é maior. Toda perda evitada reduz a geração de calor no motor. Menos calor tende a aumentar a durabilidade de isolamentos, rolamentos e ímãs.

"Maior eficiência não significa apenas menor consumo de energia, mas também, potencialmente, maior durabilidade e menos necessidade de manutenção."

Há ainda outro ponto: se for possível extrair um pouco mais de energia útil da mesma bateria, as montadoras, no limite, podem instalar pacotes menores - ou aproveitar melhor a capacidade já existente. Isso reduz peso e demanda por matérias-primas, um argumento cada vez mais importante diante do debate sobre recursos como lítio, níquel e cobalto.

O que motoristas podem tirar dessa evolução

Para quem compra carro novo hoje, pouco muda no curto prazo. Esse motor é mais uma prévia do que pode chegar à próxima ou à seguinte geração de modelos da Renault, da Volvo e possivelmente de outras marcas. Ainda assim, a direção tecnológica fica clara.

As fabricantes podem transformar o ganho de eficiência:

• em um pouco mais de autonomia elétrica
• em consumo menor com o mesmo padrão de uso
• ou em redução de peso e custo em outros componentes

No cotidiano, o mais importante é a tendência: em vez de apostar apenas em baterias maiores, a engenharia volta a colocar o próprio trem de força no centro. Quem comprar um novo híbrido ou elétrico daqui a alguns anos pode se beneficiar desses “pequenos” percentuais - mesmo sem perceber.

Para entusiastas, porém, os detalhes do projeto chamam atenção. Um motor com perdas quase desaparecendo no estator é um bom lembrete de que, mesmo na era das grandes baterias, a engenharia clássica com aço, cobre e campos magnéticos segue decisiva.