Sistemas Automotivos Híbridos - Parte 3

Dando continuidade à análise dos sistemas híbridos, a presente matéria aborda o funcionamento do sistema híbrido paralelo. Esta configuração é utilizada, entre outros, em veículos Honda Insight, Civic e Accord.

Componentes do Sistema Híbrido Paralelo
No caso do Honda Insight 1.0, que será utilizado como exemplo na descrição de componentes e operação no que segue, os principais elementos do sistema híbrido são:

- Motor de combustão interna
1.0 de 3 cilindros de 50 kW (68 HP); funciona sob o princípio de “combustão de mistura pobre”.

- Motor/gerador elétrico
É solidário ao virabrequim do motor de combustão. Quando operado como motor elétrico, atua como complemento do torque fornecido pelo motor de combustão que é a fonte primária de energia. Desenvolve uma potência máxima de 10 kW (7 HP), acionado por uma tensão de 160 V ou mais.
Quando operado como gerador, recebe energia mecânica do motor de combustão ou das rodas e a transforma em energia elétrica para recarga da bateria de alta tensão.

Nas desacelerações e frenagens, funcionando como gerador, permite a “frenagem regenerativa” que transforma a energia cinética decorrente da movimentação do veículo, em energia elétrica para ser armazenada na bateria de alta tensão. Também, é utilizado como motor de partida. Permite atingir rotações de 600 rpm ou mais, o que resulta em partidas imediatas.
O sistema possui outro motor de partida convencional alimentado com a bateria auxiliar de 12 V.

- Transmissão
Dependendo do ano/modelo a transmissão pode ser uma caixa de mudanças convencional de 5 marchas (fig.[1]) ou uma transmissão de velocidade constante CVT (fig.[2]).

- Bateria de alta tensão
Dependendo do modelo a alta tensão pode ser 144 V ou 100 V.

- Inversor/Retificador
Controla o fluxo de energia entre o motor/gerador e a bateria de alta tensão. Converte a tensão contínua de bateria em tensão alterna trifásica para a alimentação do motor/gerador, quando este funciona como motor. E retifica a tensão alterna (transforma-a em tensão contínua para carga da bateria) produzida pelo motor/gerador, quando este funciona como gerador.
Este módulo adapta as tensões de trabalho do motor/gerador à tensão da bateria de alta tensão.

- Embreagem
É um elemento necessário para isolar as rodas do conjunto motor de combustão/motor elétrico nas fases, em que o veículo não se movimenta e o motor deve continuar funcionando.
Na configuração com caixa de mudanças convencional (fig.[1]) está associada ao volante que, por sua vez, é solidário ao rotor do motor/gerador. Na configuração com CVT (fig.[2]), a embreagem está instalada entre as rodas e a transmissão de forma a permitir que esta última gire ainda com o veículo parado.


1. Partida - Na maior parte dos casos, a partida do motor de combustão é dada pelo motor elétrico. Com uma rotação de 600 a 800 rpm, a partida é quase instantânea. O motor de partida convencional é utilizado nos seguintes casos:

- O estado de carga da bateria de alta tensão é baixo;
- A temperatura é muito alta ou muito baixa;
- O motor elétrico apresenta falha.

2. Aceleração - Na condição de aceleração e de alta carga, o motor elétrico funciona assistindo o motor de combustão para maximizar a potência desenvolvida.
Com nível de bateria baixo, a assistência só se dará durante aceleração máxima.
Com nível mínimo, a assistência será nula e o veículo só contará com a potência fornecida pelo motor de combustão.

3. Carga parcial estabilizada - O motor elétrico passa a funcionar como gerador para manter a carga da bateria de alta tensão e fornecer energia para os acessórios alimentados com 12 V.

4.Desaceleração e frenagem regenerativa - Durante a desaceleração, o motor de combustão opera no modo de corte de combustível e o motor/gerador elétrico funciona como gerador acionado pelas rodas.
No final da frenagem e com a transmissão em neutro, o motor de combustão é desligado. Caso o sistema ABS esteja controlando um possível travamento de roda, a unidade de comando do trem de força suspende a ação da frenagem regenerativa.

5. Modo corte de combustível - Durante a desaceleração com a embreagem engatada e a transmissão fora do neutro, o combustível é cortado e o motor de combustão gira impulsionado pelas rodas. O modo corte de combustível permanece ativo com rotação superior a 1.100 rpm. Para rotação inferior a 1.100 rpm, o motor recebe novamente alimentação de combustível com o objetivo de evitar a sua parada no momento de acionar a embreagem.

6. Modo motor desligado - Para evitar consumo desnecessário de combustível, o motor de combustão é desligado quando o veículo não se movimenta e o A/C está desativado. O sistema permanece nesta situação até que é engatada a transmissão.