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Especial - Jorge Matsushima

JAC J3 iEV4 100% Elétrico: Uma visão de futuro mostra como será a reparação em veículos elétricos

A realidade dos veículos elétricos no Brasil ainda não se faz presente em números expressivos, mas não há como negarque em breve eles chegarão às oficinas

Vista do compartimento do motor de um carro elétrico é bem diferente de um modelo convencional

A equipe de redação do Jornal Oficina Brasil resolveu dar um passeio no futuro e avaliar como os reparadores independentes encarariam a manutenção de veículos elétricos, cada dia mais presentes nos países desenvolvidos, e sem dúvida uma tendência irreversível quando se pensa em uma sociedade mais sustentável e ambientalmente correta, livre de emissões de gases que provocam o efeito estufa.

Os veículos elétricos se classificam basicamente em 3 grupos, que com algumas variações de terminologia seriam, o Veículo Elétrico a Bateria (BEV ou VEB) movido por pelo menos um motor elétrico alimentado por bateria(s) que são recarregadas na rede elétrica; Veículo Elétrico Híbrido (HEV ou VEH) que combina a ação de pelo menos um motor a combustão interna e um motor elétrico, cuja bateria é alimentada exclusivamente pelo motor a combustão e por sistemas de regeneração de energia, que transforma energia cinética de desaceleração em energia elétrica; e finalmente o Veículo Elétrico (Híbrido) Plug-in (PHEV ou VEHP) que tem as mesmas características de um modelo híbrido, mas cujas baterias do motor elétrico também podem ser recarregadas na rede elétrica. 

O tempo de recarga é de 12 horas em 110V ou 6 horas em 220V / O dispositivo de recarga acompanha o veículo e pode ser conectado em uma tomada comum de 110V ou 220V de 20A

O JAC J3 iEV4 do teste se enquadra no primeiro grupo, Veículo Elétrico a Bateria (VEB), por ser um veículo exclusivamente elétrico e movido a bateria recarregada na rede.

Segundo a ABVE (Associação Brasileira de Veículos Elétricos), a frota brasileira de veículos elétricos leves é formada por 3 mil veículos, sendo 855 licenciados em 2014. A expectativa para 2015 é dobrar este número em relação ao ano anterior. No mundo todo a frota estimada em 2013 é de 7 milhões de veículos elétricos (leves e pesados). O Japão se destaca nesta estatística com 11% da frota movida a eletricidade, e nos Estados Unidos esta participação já atinge 4% da frota.

Não há dúvidas de que os veículos elétricos representam o futuro, e embora o Governo Brasileiro não demonstre até o momento grande interesse em incentivar esta alternativa, o mercado atual é globalizado, e pela evolução deste segmento nos países desenvolvidos, resta apenas saber em quanto tempo esta tecnologia entrará em grande escala no nosso mercado.

Para enriquecer esta matéria contamos com a colaboração da JAC Motors do Brasil, que cedeu um exemplar J3 Turim iEV4 (Intelligent Eletric Vehicle 4th Generation) que ainda não está nos planos de importação do grupo SHC (importador oficial da marca para o Brasil), mas que já é vendido na China em mercados específicos desde 2013, tendo sido comercializadas até o momento cerca de 7.000 unidades.

E os reparadores escolhidos para este desafio foram:

Kléber Augusto Conrado, 39 anos, 27 de ofício, proprietário e Diretor Técnico da AK Autocenter fundada há dez anos no bairro do Brooklin, São Paulo SP.

Akira Bando, 66 anos, 55 anos no mercado automotivo (começou aos 11 anos). Iniciou como ajudante de mecânica, depois foi trabalhar com o irmão mais velho em um autoelétrico, e em 1976 fundou sua empresa, na época como autoelétrico e hoje atua na eletroeletrônica e mecânica geral. A família trabalha junto, sendo o filho mais velho, Jeferson Ueno Bando, administrador de empresas, 34 anos e 15 anos no mercado, responsável pelo setor administrativo da Akira Auto Repar localizada em Guarulhos SP.

Kléber, da AK Autocenter no bairro do Brooklin, São Paulo, SP / Akira e Jeferson, da Akira Auto Repar em Guarulhos, SP

As primeiras impressões ao dirigir um carro elétrico - Todo reparador técnico automotivo é por natureza um apaixonado por carros, e a primeira impressão ao dirigir um carro 100% elétrico é muito ambígua, pois se por um lado impressiona o silêncio e toda a novidade tecnológica, há uma nítida frustração exatamente pela ausência do velho ronco do motor a combustão, em sua perfeita sinfonia de pistões, válvulas, comandos e virabrequim, queimando combustível e soltando gases pelo escapamento...

Ao acionar o botão da partida, parece que nada acontece, exceto pelo pequeno led no painel que indica a palavra “Ready”, ou seja, pronto !

E olhando para a alavanca de marchas, apenas 3 opções: Neutro (N); para a frente (D) e para trás (R), e nada mais. O que resta é engatar “D” e acelerar para ver o que acontece.

Ao rodar, ouve-se apenas um zunido bem baixo do motor elétrico em aceleração contínua, sem engates ou troca de marchas. O ruído do pneu no asfalto e a ação de alguns rolamentos ficam perceptíveis, e quando se liga o ar-condicionado, o barulho do eletroventilador incomoda bastante. 

Kleber faz um paralelo interessante com os carros de automodelismo (seu hobby) que apresentam versões elétricas e a combustão: “Motor a explosão tem uma curva de potência ascendente, e o elétrico já despeja a toda a potência logo de saída e de forma linear. Você é quem dosa a potência desejada, ou seja, é um outro conceito de tocada”.  E descreve sua impressão: “ No começo a sensação é boa, e o silêncio chama a atenção (parece que você está andando de metrô); mas depois a ausência de ruído causa estranheza, pois como exemplo, nada se compara ao ronco de um motor V8 !!! Carro tem que ter ronco!” Conclui.

Inicialmente, Akira também ficou impressionado com a ausência de ruído. Comentou que era a primeira vez que dirigia um elétrico puro. Em uma visita ao Japão, teve a oportunidade de dirigir um Toyota Prius (híbrido), que tem uma dirigibilidade e performance muito boa. Sobre o J3 iEV4 , descreveu que a sensação era estranha porque não se ouve o barulho característico de um motor, e descreve: “Parece que você está em ponto morto em uma descida com o carro desligado”. 

Diferente de um carro híbrido, Akira constatou que para sair da inércia (carro parado), o carro elétrico é lento, e parece um modelo 1.0 antigo. Mas assim que o veículo entra em movimento, o motor elétrico despeja o torque desde as rotações mais baixas, e fica bem “ligeiro”. A aceleração é contínua e ascendente, e as retomadas são bem vigorosas.

No painel simples, além do velocímetro e conta giros, um mostrador à esquerda mostra a carga da bateria (em %), e à direita um econômetro monitora o modo de condução para otimizar a autonomia. 

Alavanca de marchas oferece apenas 3 opções: Neutro (N); para frente (D) e para trás (R) / No painel, informações sobre a carga disponível, velocidade, rotação e econômetro

Quando a carga da bateria se aproxima do final, uma luz espia em forma de tartaruga se acende, e o carro passa a rodar em modo econômico para poupar energia.

Internamente, de forma intermitente ouve-se um ruído parecido com uma campainha bem baixa, que na verdade é uma bomba de vácuo elétrica gerando depressão para o servofreio. Aos ouvidos mais atentos, percebe-se também que às vezes entra em ação um pequeno ventilador (cooler) responsável pela refrigeração das baterias de lítio.

A autonomia é razoável para uso urbano (aproximadamente 130 km), mas ela cai drasticamente quando se acelera forte. Akira compara e lembra que em um veículo híbrido a autonomia é muito maior, e quando se exige potência, o motor a combustão assume a tarefa.

A aparência externa é a mesma de um J3 Turim normal, exceto pela personalização lúdica desta unidade feita para feiras e exposições

Akira finalizou o teste de rodagem em algumas ladeiras com um bom desempenho, até chegar em uma ladeira muito íngreme, com altíssimo grau de inclinação. No “embalo”, o J3 elétrico subiu até destracionar as rodas dianteiras, que patinaram no asfalto. Mas tentando sair da imobilidade no meio da ladeira, o motor atingiu o seu limite e um sistema de proteção desativou a tentativa. Mas tratava-se de fato uma ladeira extrema, e de um modo geral o comportamento do carro foi aprovado.

AVALIANDO O VEÍCULO

Suspensão dianteira independente Mc Pherson e freios a disco / Suspensão traseira independente com duplo link e freio a tambor

Estruturalmente o carro é um J3 Turim igual ao convencional, e o “undercar” parece similar incluindo freios com ABS, direção eletromecânica e uma suspensão provavelmente reforçada para suportar o peso extra das baterias, embora sua calibração seja excessivamente macia, principalmente para o peso extra na traseira, gerando instabilidade em pisos irregulares ou curvas mais acentuadas.

Eletrodutos flexíveis protegem cabos e conectores blindados para alta tensãoA diferença obviamente está na ausência do sistema de exaustão, e baterias no lugar do tanque de combustível. Nada de escapamentos, silencioso e catalisadores !!! No lugar de tubulações, eletrodutos flexíveis protegem cabos elétricos e conectores blindados de alta voltagem.Freio de acionamento hidráulico, ABS e bomba de vácuo elétrica para o servo freio

Kléber e Akira avaliam que o conjunto mecânico tradicional, freio, suspensão e direção, parecem bem simples, e notaram a ausência de airbags nesta unidade importada exclusivamente para testes e avaliações. O freio com ABS é acionado por sistema hidráulico e conta com um servofreio tradicional que é alimentado por uma bomba de vácuo elétrica, uma vez que não há depressão mecânica, e nem coletor de admissão.

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

A JAC Motors do Brasil não pôde nos oferecer informações técnicas detalhadas sobre o seu veículo elétrico, mas nos cedeu a ficha técnica para referência. Abaixo um resumo dos principais dados:

De uma forma genérica, a arquitetura de um VEB (veículo elétrico a bateria) é composta por: 

Baterias (ou acumuladores de energia) normalmente à base de lítio, pois possuem elevada densidade de potência e energia, com excelente capacidade de armazenamento. Trabalham com altas voltagens e são resistentes a um grande ciclo de carga e descarga de energia. Sua produção também gera baixa impacto ambiental. Porém, o principal limitador desta tecnologia ainda é o alto custo de produção, tempo de recarga, e a tendência de aquecimento excessivo das baterias, que exigem sistemas extras de monitoramento e refrigeração. 

No caso do JAC J3 iEV4, identificamos o uso de duas baterias de fosfato de ferro-lítio, uma atrás da linha do eixo traseiro, dentro do porta malas; e a outra entre eixos, abaixo do assento traseiro.

Motores elétricos normalmente são trifásicos, e podem ser assíncronos por indução com rotor tipo “gaiola de esquilo”, ou síncronos com ímãs permanentes no rotor (PMCA). Os modelos síncronos, igual ao utilizado neste JAC J3 iEV4, são mais precisos e eficientes, porém mais caros. Como referência, comparativa, o Nissan Leaf usa a mesma tecnologia PMCA, enquanto um Tesla Roadster trabalha com motor a indução. 

Há quem conteste o termo “motor elétrico”, uma vez que na maioria das configurações automotivas, eles são dispositivos bidirecionais, e quando o veículo entra em desaceleração, o motor passa a atuar como um gerador, transformando a energia cinética em elétrica regenerativa para recarregar a bateria.

As baterias são refrigeradas a ar através de coolers comandados por um sistema de controle de temperatura / Uma bateria convencional chumbo ácido de 12V e 45Ah alimenta os sistemas periféricos (iluminação; limpador de para-brisa; ar-condicionado, rádio, etc.)

Conversor: Tem a função de ajustar a tensão elétrica recebida (por exemplo do banco de baterias) para a tensão adequada ao funcionamento de outros dispositivos (inversor por exemplo).

Inversor: É o dispositivo que recebe a energia em forma de corrente contínua (CC) e a transforma em corrente alternada (CA) para movimentar no caso os motores elétricos de corrente alternada.

Retificador de corrente: Como o próprio nome diz, mantém a corrente em níveis compatíveis com a aplicação, e protegendo o sistema contra sobrecargas e outras anomalias.

Transmissão: Novamente em termos genéricos para um carro elétrico a bateria, o sistema de transmissão se resume a uma caixa de redução com relação única acoplada ao motor elétrico. Da caixa de redução saem os 2 semieixos acoplados com juntas deslizantes. Para alternar o sentido de deslocamento (para frente ou marcha a ré), quem alterna a rotação é o próprio motor. Para a frente, basta acelerar pois a elasticidade de torque e potência disponíveis dispensam a troca de marchas. Em teoria, o mesmo poderia ser feita na marcha à ré, mas obviamente há estratégias de segurança que impedem esta manobra.

Duas baterias de fostato de ferro-lítioE como fica a reparação de um veículo elétrico?

A visão de futuro do Kléber prevê que o carro elétrico veio para ficar, e os reparadores passarão por um novo ciclo de atualização, pois certamente haverá manutenções a serem feitas, e o aprendizado contínuo é o caminho. Um dos principais alertas está na observação dos cuidados específicos relacionado à alta voltagem do sistema. Kléber reforça esta questão apontando diversos avisos de alerta espalhados pelo veículo.

Jeferson considera o carro elétrico uma quebra muito forte de paradigma, exigindo novos conhecimentos e aprendizado. Observa ainda que muitas rotinas de manutenção feitas atualmente se tornarão coisas do passado, tais como troca de óleo do motor; filtro de ar e combustível; velas e cabos de velas; escapamento e catalisadores, líquido e componentes do sistema de arrefecimento, etc. Até mesmo todo o conhecimento e a experiência acumulada a duras penas sobre a tecnologia da injeção eletrônica e todas as soluções voltadas à redução de emissões de poluentes, se tornarão obsoletas se os veículos elétricos a bateria dominarem o mercado. 

Mas este cenário, apocalíptico para muitos (que devem estar perdendo o sono), provavelmente não acontecerá tão cedo, e a grande esperança está no carro híbrido, que representa uma transição de mercado mais suave entre os motores de combustão interna e os motores elétricos.

O fato é que, os reparadores entrevistados já colocaram no horizonte a necessidade de incluir a tecnologia de reparação dos veículos elétricos em seus respectivos planejamentos.

Vista dos principais componentes do sistema de tracionamento elétricoAkira alerta que: “No carro elétrico, nada é intuitivo e convencional. A nova rotina de manutenção será bem diferente. É preciso se atualizar e fazer cursos específicos, conhecer o sistema em detalhes e dominar os procedimentos corretos de manuseio e reparação, pois trabalhar com altas voltagens e correntes exige cuidado e proteção específica. Sem as informações corretas, não se deve sequer iniciar um diagnóstico, e muito menos se aventurar a mexer por curiosidade”. 

Kléber reforça esta visão, e já participou de algumas rodadas de discussão sobre o tema, e avalia: “O degrau tecnológico do ciclo otto para o elétrico é maior do que foi a introdução da injeção eletrônica. Quem não estudar, ficará fora do mercado. Trata-se de um novo conceito, e é preciso acompanhar esta evolução, estudar novas tecnologias, adotar novas medidas de proteção e segurança e seguir normas técnicas específicas”.

Como exemplo, cita informações relatadas por um engenheiro de uma montadora, comentando que para efetuar a manutenção nos veículos híbridos, recomenda-se o uso de luvas e uma proteção que cobre também os braços, tal como os utilizados por técnicos para trabalhos em redes de alta tensão. Os elevadores dispõem de um ponto específico para aterramento, e há rotinas para descarregar o sistema, desligar a chave geral, esperar o sistema desabilitar, etc. Enfim, dicas básicas que mostram que há muitos procedimentos e conhecimentos a serem adquiridos.

Nos debates em que o Kéber participou, ficou claro que ainda há muita desinformação sobre os carros elétricos, incluindo os próprios engenheiros dos fabricantes de carros e componentes. O que se apresenta ainda são informações superficiais sobre o conceito e a tecnologia, enquanto os reparadores já se preocupam em identificar o princípio de funcionamento, possíveis desgastes e problemas, e sobretudo, como precisam proceder para reparar estes veículos.

Motor, caixa de redução e semieixosKléber imagina que serão necessários novos tipos de equipamentos de diagnósticos, com novos parâmetros de referência, muito mais precisos. Aconselha que o caminho é continuar atento a novas informações, se antecipar e conhecer bem a tecnologia para poder atender de forma correta, e deixa um aviso importante: “Achismos neste caso levarão a sérios problemas, e podem até causar acidentes fatais”!

Akira, Jeferson e Kléber retratam em seus depoimentos a postura correta de profissionais sérios e responsáveis, e deixam claro a necessidade urgente para que montadoras, fabricantes de componentes e equipamentos, e as instituições e empresas de treinamento comecem desde já a preparar e oferecer cursos e informações que abordem o tema veículos elétricos (a bateria, híbridos e híbridos plug-in).

Kléber estima que em 2 ou 3 anos, veículos elétricos puros ou híbridos já começarão a chegar nas oficinas independentes e pondera: “Todo procedimento de manutenção exigirá informações precisas. Para mexer na parte motriz, você tem que saber muito bem o que está fazendo. Como desligar o sistema? Existe uma chave? Como usar a chave? Qual o tempo de espera para desativar o sistema? São dúvidas pertinentes que ainda estão sem resposta. Quais riscos estamos correndo ficando próximo do veículo enquanto ele está sendo recarregado? Quais as proteções que o sistema oferece”?

Akira finaliza um pouco desolado: “É estranho pensar em reparar um motor em que a gente não pode simular uma aceleração, e afinar o funcionamento ouvindo aquele ronco que todo reparador adora e aprendeu a gostar desde pequeno.... Mas o desafio está aí, e é hora de começar um novo ciclo de atualização tecnológica!”

 

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