Híbrido os carros são grandes no momento, com a Toyota mudando as opções anteriores de gás/híbrido para híbrido apenas no 2025 Toyota Camry e agora o 2026 Toyota RAV4. Usar uma tração híbrida torna qualquer carro melhor, com menor consumo de combustível, normalmente mais potência que a versão a gasolina e motores mais duradouros. Todos nós sabemos disso.
Mas existem alguns recursos que foram possíveis graças ao desenvolvimento da tecnologia híbrida. Alguns desses recursos são novos, enquanto outros já existem há algum tempo, mas se tornaram mais relevantes com o advento dos carros híbridos.
Frenagem Regenerativa
O grande avanço
Os freios de fricção normais convertem a energia cinética de um carro em calor que é desperdiçado na atmosfera. Frenagem regenerativa recupera parte da energia usada para colocar o carro em movimento e acelerá-lo. O motor elétrico do acionamento híbrido se transforma em gerador durante a frenagem ou desaceleração. Isso causa atrito que desacelera o carro, e a eletricidade assim gerada é devolvida à bateria. Este sistema também é usado em VEshíbridos plug-in e híbridos moderados.
O principal benefício da travagem regenerativa é obviamente uma maior eficiência de combustível. Os freios de fricção também durarão mais porque são menos usados. No longo prazo, esse uso mais eficiente de energia requer menos trabalho do motor a gáso que significa que durará mais do que uma unidade somente a gás.
Parada/partida automática do motor
Melhorando a tecnologia existente
A tecnologia de parada/partida automática pode ser usada em carros ICE normais, mas funciona muito melhor com uma direção híbrida. O motor desliga quando o carro é parado e reinicia automaticamente quando o motorista tira o pé do pedal do freio.
Enquanto um carro a gasolina tem que usar o motor de partida para reiniciar o ICE, um híbrido pode usar seu motor elétrico durante a condução stop/go, com o motor dando partida apenas quando for necessária mais potência. O a operação em um híbrido é muito mais suavee funções como o ar condicionado podem continuar funcionando enquanto o motor está desligado.
Tecnologia e gerenciamento avançados de baterias
Usado também em EVs e armazenamento de bateria
O advento da propulsão híbrida deu início a melhorias significativas na tecnologia de baterias e na forma como são monitorados, controlados e otimizados. Isto abriu a porta não apenas para melhores veículos híbridos, mas também para EVs e outros usos. Novos produtos químicos para baterias foram desenvolvidos, começando com foco em íons de lítio. A forma como essas baterias foram fabricadas foi melhorada, proporcionando-lhes melhor desempenho e confiabilidade. Essa tecnologia foi então adaptada para outros usos, incluindo armazenamento de bateria e dispositivos como telefones celulares.
Paralelamente à fabricação de baterias melhores, surgiu a forma como essas baterias são gerenciadas, com software que protege a bateria de operar além de seus limites seguros, monitora o estado da bateria e gerencia seu ciclo de vida.
Eletrônica de Potência e Controles de Motor
Fazendo um sistema complicado funcionar
Os acionamentos híbridos levaram ao desenvolvimento de eletrônica de potência e sistemas de controle de motores para gerenciar a energia elétrica entre a bateria e o motor elétrico. Estes incluem Inversores CC-CA que convertem a energia CC da bateria em CA para o motor e conversores CC/CC que regulam a tensão para diferentes sistemas.
Durante a frenagem regenerativa, o processo é invertido e a CA do motor é convertida em CC para recarregar a bateria. Vários sensores coletam informações com base nas condições de condução e controlam a velocidade e o torque do motor elétrico.
Gestão Inteligente de Energia
Vinculando o motor, o motor, o motorista e as condições de direção
Um carro híbrido usa um sistema ICE e um sistema elétrico, às vezes isoladamente, mas geralmente juntos. O gerenciamento inteligente de energia permite a operação ideal desses sistemas para máxima eficiência de combustível e operação da bateria.
Como o título sugere, isso requer computação avançada, incluindo aprendizado de máquina, estratégias baseadas em regras e controladores lógicos difusos. Ele pode tomar decisões em tempo real analisando o comportamento do motorista, as condições da estrada e o fluxo do tráfego ao redor do carro.
O Ciclo Atkinson
Dando nova vida à tecnologia antiga
Um ICE normal funciona no ciclo Otto, que é o funcionamento de cada cilindro através de seus quatro tempos. O ciclo de Atkinson usa o mesmo motor, mas a tecnologia de válvula variável muda a forma como funciona. Existe também o ciclo Miller que faz o mesmo, mas com turboalimentador ou superalimentador.
O Atkinson foi desenvolvido no final de 1800 como uma engenhoca praticamente steampunk. O ciclo Atkinson atual usa controle eletrônico de válvula, tornando-o mais confiável e resultando em menos potência, mas maior eficiência de combustível. Esta menor potência é compensada pela bateria em uma unidade híbrida. Toyota e outras montadoras estão agora fabricando motores combinados a gás de ciclo Atkinson/Otto, sendo o primeiro usado para a direção diária, enquanto o sincronismo das válvulas pode ser ajustado eletronicamente para o ciclo Otto quando mais potência for necessária.
Tornando funções mecânicas elétricas
Essencial para híbridos, melhor em ICE
Antes do surgimento dos híbridos, sistemas como a direção hidráulica funcionavam com ligações mecânicas, geralmente correias. Os híbridos tinham que se mover usando eletricidade, para que esses sistemas pudessem funcionar quando o motor estivesse desligado. Grande parte da potência para essas funções de potência costumava ser extraída diretamente do motor, o que afetava tanto a potência quanto a eficiência.
A substituição de funções mecânicas por elétricas resultou em menos peças móveis, operação mais suave e menos peso. Muitos carros ICE mais recentes passaram a usar energia elétrica para direção, freios e outras funções que costumavam ser realizadas mecanicamente.
Tração integral sob demanda
Todos os benefícios, nenhuma das penalidades
A tração integral proporciona melhor tração em estradas escorregadiasmas reduz a eficiência de combustível do veículo. Alguns veículos ICE tinham AWD sob demanda, o que permitia FWD eficiente durante a condução normal, mas com AWD acionando quando as rodas dianteiras começavam a escorregar. Isso exigia um sistema mecânico/eletrônico complexo, pesado e caro envolvendo um eixo de transmissão e um diferencial.
A Toyota introduziu o AWD sob demanda em seus híbridos, onde o carro teria tração nas duas rodas na maior parte do tempo, com as rodas não motrizes equipadas com um motor elétrico no eixo. Quando as rodas motrizes perdem tração, a energia da bateria é enviada instantaneamente para o outro conjunto de rodas. O sistema é leve, barato e capaz de engatar ou desengatar muito rapidamente.
Fontes: Toyota, Midtronics.com