Frenagem regenerativa

Ao converter a energia cinética do veículo em energia elétrica e armazená-la na bateria, a frenagem regenerativa pode aumentar a autonomia do veículo e melhorar a eficiência geral. Este artigo explora os diferentes tipos de estratégias de frenagem regenerativa usadas em veículos elétricos, seus benefícios e suas limitações.

Como funciona?

A frenagem regenerativa captura a energia cinética de um veículo em movimento e a armazena como energia elétrica na bateria do veículo durante a frenagem ou desaceleração.

Um motor elétrico pode funcionar como um gerador em um veículo elétrico usando o princípio da indução eletromagnética, que afirma que uma mudança no campo magnético ao redor de um condutor gera uma corrente elétrica no circuito. Quando um motor elétrico gira, ele cria um campo magnético que interage com as bobinas do estator e produz uma corrente elétrica que alimenta o veículo. Quando o carro desacelera ou freia, as rodas fazem o motor funcionar em reverso, fazendo com que o campo magnético mude de direção e induza corrente elétrica na direção oposta. Essa corrente pode ser devolvida à bateria e armazenada como energia, reduzindo a necessidade de freios de fricção convencionais e aumentando a autonomia e a eficiência do veículo elétrico.

Tipos de estratégias de frenagem regenerativa

Os fabricantes de veículos elétricos oferecem frenagem regenerativa com diferentes estratégias. Existem três principais tipos de estratégias de frenagem regenerativa. Alguns fabricantes oferecem apenas uma opção, enquanto outros permitem que o motorista escolha entre duas ou todas as três.

Condução com um pedal / regeneração ao soltar o acelerador

A condução com um pedal é um recurso de alguns veículos elétricos que permite ao motorista controlar a aceleração e a desaceleração do carro usando apenas o pedal do acelerador.

Quando o motorista pressiona o pedal, o veículo acelera. Quando o motorista solta o pedal, o carro desacelera usando a frenagem regenerativa, que converte a energia cinética do veículo em energia elétrica que o veículo elétrico armazena na bateria. Esse tipo de frenagem regenerativa também é chamado de regeneração ao soltar o acelerador. Dependendo das configurações do veículo e das condições de condução, a condução com um pedal pode parar completamente o veículo ou manter uma velocidade baixa até o motorista pressionar o pedal novamente.

O benefício da condução com um pedal é que ela simplifica a condução, pois requer apenas um pedal.

As desvantagens da condução com um pedal são que ela pode exigir alguma adaptação de motoristas acostumados à condução tradicional com dois pedais. A regeneração máxima ao soltar o acelerador pode ser uma desvantagem em estradas escorregadias, já que freará com força se você retirar rapidamente o pé do pedal. Muitos recomendam reduzir a força regenerativa no inverno.

Além disso, seu desempenho pode variar dependendo de fatores como o estado de carga da bateria, temperatura, inclinação da estrada e fluxo de tráfego. Enquanto alguns veículos elétricos têm um nível fixo de regeneração para a condução com um pedal, outros possuem paletas no volante para ativar a regeneração em diferentes níveis.

Outros, como a Tesla, têm configurações disponíveis em seu sistema de infotainment.

Na imagem acima, você também vê como a Tesla permite que o motorista decida como o carro deve se comportar em baixa velocidade. Por exemplo, é possível adicionar freios físicos em baixas velocidades do veículo para fazê-lo parar completamente e manter-se parado.

Regeneração manual usando o pedal de freio

Ao pressionar o pedal de freio, você pode regenerar energia em veículos elétricos com freios mistos.

A regeneração usando um sistema de freios mistos em veículos elétricos utiliza sensores e algoritmos para determinar o equilíbrio ideal entre frenagem regenerativa e frenagem por atrito, dependendo de fatores como a ação do motorista, estado de carga da bateria, condições da estrada, situação do tráfego e velocidade do veículo.

O sistema também pode funcionar com sistemas de assistência ao motorista, como piloto automático adaptativo ou prevenção de colisões, para aumentar a segurança e a conveniência.

Regeneração adaptativa

A regeneração adaptativa é um recurso de alguns veículos elétricos que permite ajustar o nível de frenagem regenerativa de acordo com a situação de condução.

A regeneração adaptativa funciona usando sensores, câmeras e dados de navegação para detectar as condições de tráfego, curvatura da pista, limites de velocidade e outros fatores que afetam a taxa de desaceleração ideal do veículo. Com base nessas informações, o sistema pode aumentar ou diminuir automaticamente o nível de regeneração quando o motorista solta o pedal do acelerador, sem exigir entrada manual ou seleção de modo.

O benefício da regeneração adaptativa é que ela pode proporcionar uma experiência de condução mais suave e natural e uma recuperação de energia mais eficaz. Ao ajustar o nível de regeneração conforme a situação, a regeneração adaptativa pode evitar frenagens excessivas ou insuficientes que possam causar desconforto ou desperdiçar energia, pois permite que o veículo siga livremente quando possível. A regeneração adaptativa também pode funcionar com sistemas de assistência ao motorista para aumentar a segurança e a conveniência, como manter uma distância segura do veículo à frente ou reduzir a velocidade para uma curva acentuada.

Alguns exemplos de veículos elétricos que oferecem regeneração adaptativa são o Porsche Taycan e o BMW i4. Esses veículos elétricos usam diferentes tecnologias e algoritmos para implementar a regeneração adaptativa, mas todos têm como objetivo oferecer aos seus motoristas uma melhor experiência de condução com um pedal.

Potência máxima de frenagem regenerativa

A potência regenerativa máxima de um veículo elétrico depende de vários fatores, como o tipo e o tamanho do motor, a velocidade e o estado de carga da bateria, além das configurações e modos do veículo. Diferentes veículos elétricos apresentam diferentes níveis de frenagem regenerativa, mas, tipicamente, varia de mais de 50 kW em carros pequenos a 300 kW nos mais potentes.

Luzes de freio e frenagem regenerativa

As luzes de freio típicas acendem sempre que a força de frenagem é alta o suficiente para reduzir substancialmente a velocidade. Mas nem sempre esse é o caso. Por exemplo, o Hyundai Ioniq 5 não acende as luzes de freio ao usar a condução com um pedal. Esse comportamento pode ser perigoso. Esse perigo é explicado neste vídeo. Verifique como seu veículo elétrico funciona para não ser atingido por trás. Na Europa, a regulamentação diz que se a desaceleração for acima de 1,3 m/s², deve gerar um sinal de freio.

Benefícios da frenagem regenerativa

Existem diversos benefícios na frenagem regenerativa, incluindo:

Eficiência aprimorada: Ao recuperar energia durante a frenagem e desaceleração, a frenagem regenerativa pode aumentar a autonomia do veículo e melhorar sua eficiência.

Redução do desgaste nos freios: Como a frenagem regenerativa pode assumir grande parte da força de frenagem do veículo, ela pode reduzir o desgaste em seus freios mecânicos, levando a custos de manutenção menores.

Frenagem mais suave: A frenagem regenerativa pode proporcionar frenagens mais suaves e consistentes do que os freios de atrito tradicionais, resultando em uma condução mais confortável para os passageiros.

Limitações da frenagem regenerativa

Embora a frenagem regenerativa ofereça muitos benefícios, a tecnologia tem algumas limitações. Estas incluem:

Eficácia reduzida em altas velocidades: A frenagem regenerativa é menos eficaz em altas velocidades, pois a quantidade de energia cinética que pode ser capturada e armazenada diminui à medida que a velocidade do veículo aumenta.

Extensão de autonomia limitada: A frenagem regenerativa pode estender a autonomia do veículo, mas a quantidade de energia recuperada é limitada e o impacto geral na autonomia pode variar dependendo das condições de condução.

Sensação reduzida no pedal de freio: Como a frenagem regenerativa usa o motor elétrico para desacelerar o veículo, pode reduzir a sensação no pedal de freio, tornando-o menos intuitivo para alguns motoristas.

Quanto pode ser regenerado?

Na segunda parte, fornecemos cálculos detalhados sobre quanta energia pode ser regenerada e como isso afeta a autonomia. Também explicamos a física por trás dos cálculos.