Como funciona um carro híbrido?

Como funciona um carro híbrido? Ele combina dois sistemas de propulsão: um motor a combustão, que usa gasolina, e um ou mais motores elétricos, alimentados por uma bateria.

Segundo o Departamento de Energia dos Estados Unidos, o objetivo é reunir o alto rendimento de combustível e a baixa emissão de poluentes com a potência e a autonomia de um carro convencional.

Na prática, o carro usa a eletricidade em alguns momentos e a gasolina em outros, de acordo com a situação.

Explicado de forma simples

Pense em um carro híbrido como uma equipe com dois atletas. O motor a combustão fornece a maior parte da potência, segundo o FuelEconomy.gov. O motor elétrico entra quando é preciso um impulso extra, como para arrancar, ultrapassar ou subir uma ladeira.

Essa divisão de tarefas permite que o motor a combustão seja menor e mais eficiente, sem perder desempenho. Segundo o mesmo site, o motor a gasolina de um híbrido costuma ser bem menor e mais eficiente do que o de um carro convencional.

Segundo o FuelEconomy.gov, os híbridos podem ser projetados para diferentes objetivos, como melhor consumo ou mais potência.

Os componentes principais

Segundo o FuelEconomy.gov, um híbrido completo reúne um motor a combustão, um motor elétrico, um gerador, um dispositivo de divisão de potência e uma bateria de alta capacidade. O dispositivo de divisão de potência funciona como uma caixa de engrenagens que conecta os três elementos de movimento.

Segundo o mesmo site, a bateria guarda a energia gerada pelo motor a gasolina ou, durante a frenagem, pelo motor elétrico. Por isso, ela é bem maior do que as baterias usadas para dar a partida em carros convencionais.

Ajuda do motor elétrico

Segundo o Departamento de Energia, em um híbrido, a potência extra do motor elétrico pode permitir um motor a combustão menor. A bateria também alimenta os sistemas auxiliares do carro, como luzes e ar-condicionado, e reduz a marcha lenta quando o veículo está parado.

Essas características juntas melhoram o consumo sem sacrificar o desempenho, segundo a mesma fonte. Segundo o Departamento de Energia, quando um híbrido completo é ligado, a bateria costuma alimentar todos os acessórios antes de o motor a combustão entrar em funcionamento.

Frenagem regenerativa: energia que não se perde

Esse é um dos recursos mais importantes do sistema.

Segundo o FuelEconomy.gov, a frenagem regenerativa recupera energia que, em um carro comum, seria perdida ao frear ou ao desacelerar. O movimento das rodas faz girar o motor elétrico, que passa a funcionar como um gerador. Esse processo produz eletricidade e ajuda a diminuir a velocidade do veículo.

Segundo o Departamento de Energia, o motor elétrico usa a energia capturada na frenagem e a armazena na bateria.

Como um híbrido não pode ser ligado na tomada para recarregar, essa é uma das principais formas de recarga da bateria, ao lado do próprio motor a combustão.

Como o motor elétrico ajuda em baixa velocidade

Segundo o FuelEconomy.gov, em alguns híbridos o motor elétrico sozinho move o veículo em velocidades baixas, que são justamente as faixas em que o motor a gasolina é menos eficiente.

Os híbridos completos têm baterias e motores elétricos mais potentes, que conseguem mover o carro por distâncias curtas e em baixa velocidade. Os híbridos leves, ou micro-híbridos, não conseguem mover o carro apenas com eletricidade.

Parada e partida automáticas

Segundo o FuelEconomy.gov, o sistema desliga o motor a combustão quando o veículo para, por exemplo, em um semáforo. Quando o motorista pisa no acelerador, o motor volta a funcionar. Isso reduz a energia desperdiçada com a marcha lenta.

Segundo o Departamento de Energia, o motor elétrico também pode ligar o motor a gasolina de forma quase imediata quando necessário.

Tipos de híbridos

Segundo o Departamento de Energia, existem dois tipos principais de híbridos. Atualmente, há uma grande variedade de modelos disponíveis no mercado.

Os híbridos leves, ou micro-híbridos, usam uma bateria e um motor elétrico para ajudar a mover o carro e podem desligar o motor a combustão quando o veículo para. Eles custam menos, mas oferecem um ganho de consumo menor.

Os híbridos completos têm baterias maiores e motores elétricos mais potentes. Eles custam mais, mas oferecem um ganho de consumo maior.

Paralelo ou série

Segundo o Departamento de Energia, há também duas formas de combinar a potência dos motores. No sistema paralelo, que é o mais comum, o motor a combustão e o motor elétrico se ligam às rodas por acoplamento mecânico e ambos as movem diretamente.

No sistema em série, somente o motor elétrico move as rodas, e o motor a combustão apenas gera eletricidade. Esse sistema é mais comum nos híbridos plug-in.

Híbrido não é elétrico puro

Segundo o Departamento de Energia, um híbrido não pode ser ligado na tomada para recarregar a bateria. Essa é uma diferença importante em relação aos carros totalmente elétricos e aos híbridos plug-in.

Mitos sobre os carros híbridos

“Um carro híbrido funciona sem combustível.” Mito. Segundo o Departamento de Energia, o motor a combustão é parte essencial do sistema, e a gasolina continua sendo usada.

“Um carro híbrido precisa ser ligado na tomada.” Mito. Segundo o Departamento de Energia, os híbridos recarregam a bateria com a frenagem regenerativa e com o próprio motor a combustão.

“Híbrido sempre sai mais caro do que um carro comum.” Mito parcial. Segundo o Departamento de Energia, os híbridos costumam ser mais caros, mas parte desse custo pode ser recuperada com a economia de combustível e com incentivos estaduais.

Perguntas frequentes

O motor a gasolina desliga na estrada?

Não necessariamente. Segundo o Departamento de Energia, a parada automática acontece quando o veículo fica parado, por exemplo, em um semáforo. O motor a combustão volta a funcionar quando o motorista pisa no acelerador.

Como comparar o custo de um híbrido com o de um carro comum?

Segundo o Departamento de Energia, existe uma ferramenta do FuelEconomy.gov chamada “Can a Hybrid Save Me Money?”, que compara um híbrido com um modelo comparável sem o sistema híbrido, do mesmo fabricante, e estima a economia de combustível.

Segundo a mesma fonte, a comparação usa um modelo com equipamentos semelhantes, para que a diferença de preço e de consumo seja justa.

O carro híbrido polui menos?

Segundo o Departamento de Energia, os híbridos combinam alto rendimento de combustível com baixa emissão de poluentes pelo escapamento, em comparação com carros convencionais de mesma categoria.

Resumindo

• Um carro híbrido combina motor a combustão, motor elétrico e bateria.

• A frenagem regenerativa transforma em eletricidade a energia que seria perdida ao frear.

• O motor elétrico ajuda em arrancadas e em subidas e, em alguns modelos, move o carro em baixa velocidade.

• A parada automática reduz o desperdício de combustível na marcha lenta.

• Os híbridos não são recarregados na tomada, e a bateria é alimentada pela frenagem e pelo motor a combustão.

Veja também como funciona a eletricidade e como funciona o 5G, outras tecnologias explicadas de forma simples.

Fontes

• U.S. Department of Energy, Alternative Fuels Data Center, Hybrid Electric Vehicles: https://afdc.energy.gov/vehicles/electric-basics-hev

• FuelEconomy.gov (DOE e EPA, administrado pelo Oak Ridge National Laboratory), How Hybrids Work: https://fueleconomy.gov/feg/hybridtech.shtml