O carregamento de carros elétricos é um ponto-chave para impulsionar, popularizar o produto e aumentar a penetração no mercado automobilístico, que tem aberto cada vez mais espaços para os chamados veículos “ecológicos”. E quando falamos em carregamento de veículos elétricos, existe uma solução pouco conhecida no ramo automobilistico, que é o carregamento sem fio (wireless).
Para começar a entender melhor, o carregamento por indução sem fio permite que um veículo elétrico [VE] carregue automaticamente sem a necessidade de cabos.
O carregador por indução para carros elétricos é um dispositivo que funciona pela transferência de energia elétrica através de um campo magnético, que não precisa de contato físico entre o carregador e o veículo. Ele proporciona vários benefícios para os proprietários em termos de simplicidade, confiabilidade e facilidade de uso.
As facilidades começam por eliminar a necessidade de armazenar os cabos de carregamento, conectar no veículo e depois desconectar, além de extinguir totalmente o risco de danos acidentais ou intencionais aos fios ou estações de carregamento e fornecer imunidade à entrada de sujeira e água.
Adicionar o carregador sem fio em estacionamentos torna o carregamento dos carros elétricos muito mais acessível, enquanto as soluções sem fio vão além e significam que a recarga pode começar imediatamente sem que o motorista saia do veículo.
Com o aumento do número de pessoas que optam por carros elétricos, alguns fabricantes, como a BMW, vem desenvolvendo soluções de carregamento sem fio.
O que é carregamento por indução (ou wireless)
O carregamento sem fio usa indução eletromagnética para alimentar uma variedade crescente de eletrônicos. A tecnologia pode não ser uma novidade, mas sua chegada como opção para smartphones trouxe um novo destaque.
Provavelmente você já deve ter visto ou ouvido falar sobre o carregamento por indução em celulares, no qual o smartphone carrega sem a necessidade de um cabo usb. Basta colocar o aparelho em cima ou próximo de um dispositivo específico e ele começa a carregar.
A ideia de transferência de energia elétrica sem fio é muito mais antiga do que muitos pensam. O primeiro a teorizar sobre isso foi o inventor e engenheiro croata, radicado nos Estados Unidos, Nicola Tesla, em 1896.
Diferente do que lemos, esse carregamento não é inteiramente sem fio. Basicamente, o transmissor, que está constantemente conectado à rede elétrica, é alimentado por corrente elétrica. Esta corrente cria um campo magnético que gera energia. Quando um circuito secundário (receptor) se aproxima do campo magnético criado pelo transmissor, ele recebe essa energia e carrega a bateria do aparelho.
O funcionamento é baseado nas leis de indução magnética com a “reenergização” da bateria. Isso pode ser feito sobre uma plataforma de carga ou através de estradas, que estão sendo projetadas para oferecerem um sistema de transferência de energia.
Os pontos mais importantes que ajudam no entendimento são que o carregamento por indução dos veículos elétricos acontece a partir da distância entre os dois circuitos e o seu alinhamento com a plataforma. Por isso, é crucial estacionar o carro nas áreas delimitadas.
O mal alinhamento e uma distância relativamente grande degradam o desempenho e tornam a transferência de energia ineficiente.
O carregamento por indução magnética usa a troca dessa energia elétrica entre duas peças: uma localizada no chão e outra embaixo do veículo. O transmissor, ou base de carregamento, normalmente instalada no chão, tem aproximadamente 1 m², enquanto a base de recepção (no carro) é encerrada em um pequeno dispositivo.
Além da peça montada opcionalmente no veículo, a infraestrutura consiste em uma estação de carregamento por indução.
Um receptor (bobina receptora) é colocado na parte inferior do veículo, enquanto várias bobinas que atuam como transmissores são embutidas na superfície dos postos de carregamento. Este último é abastecido com energia elétrica.
No processo de carregamento por indução, as bobinas do pavimento produzem um campo magnético por meio da corrente. O campo magnético garante que a bobina do veículo receba a corrente e possa transformá-la novamente em energia elétrica. Essa energia produzida é usada para carregar a bateria, que faz o motor funcionar.
Vantagens do carregador por indução para carro
O fato de não haver conexão física entre as partes, que ao longo do tempo provoca menos desgaste, é o primeiro ponto favorável para a utilização do carregador por indução. Como consequência, isso contribui para aumentar a durabilidade do sistema.
Além disso, a ausência de fios deixa o ambiente mais limpo. Ou seja, elimina o risco de enrolamentos ou emaranhados de fios.
Outras vantagens são as seguintes:
Reduz o tamanho da bateria interna
A Hevo, que investe fortemente no desenvolvimento de tecnologia de carregamento sem fio para carros elétricos, realizou uma pesquisa em parceria com o Oak Ridge National Laboratory, nos Estados Unidos.
Nesse estudo conclui-se que será possível desenvolver um conversor que eliminará os estágios de conversão de energia por meio da transferência sem fio, possibilitando uma infraestrutura estacionária compacta e econômica.
Mais do que isso, com o sistema de carregamento sem fio é possível obter eletrificação dinâmica em tempo real, o que reduz o tamanho das baterias internas, além de deixar a estrutura dos pontos de carregamento mais leve.
Aumenta a autonomia
A empresa norte-americana Qualcomm, que desenvolve soluções relacionadas à tecnologia wireless, tem investido na melhoria dos dispositivos que envolvem o carregamento sem fio dos carros elétricos.
Com a tecnologia do carregador por indução em testes, a Qualcomm espera dar mais vantagens para os carros elétricos com o aumento da autonomia, ou seja, mais tempo sem precisar parar para fazer uma nova recarga.
O plano da Qualcomm é ir além do que atualmente ocorre com o carregamento super-rápido.
Para que dê resultado, a empresa entende ser necessário ter uma infraestrutura que possibilite carregamento constante, como por exemplo, placas que podem ser colocadas em qualquer garagem e até rodovias, capazes de alimentar as baterias e impulsionar os carros ao mesmo tempo.
Mais prático e rápido
Atualmente, os veículos elétricos possuem cargas de baterias entre 30 kWh e 60 kWh, que levam uma média de 20 minutos para carregar em uma fonte de 300 kW.
Para reduzir o tempo entre cinco e dez minutos, é necessário aumentar a potência em meio megawatt ou mais, mas, por enquanto, em termos de custos é inviável.
Desvantagens
Por ser uma nova tecnologia que ainda demanda inúmeros estudos a serem concluídos, o carregamento por indução para os carros elétricos será compatível apenas para os veículos elétricos que tenham o receptor para carregamento sem fio instalado.
Dependendo das condições do local do eletroponto, a eficiência do carregamento por indução pode ser menor do que a de um carregador com fio, devido à perda de energia na transferência do campo magnético para a bateria do carro.
Isso pode ocorrer por diversos fatores, como a presença de outros campos magnéticos na área, como linhas de transmissão de energia elétrica, que podem causar interferência e diminuir a eficiência do carregamento.
A desinformação também contribui para a desvantagem, afinal há desconhecimento sobre a tecnologia de carregamento por indução entre os consumidores, o que acaba contribuindo para que algumas pessoas demorem para adotar esse tipo de carregamento.
Além disso, é importante destacar mais dois pontos:
Não é usado amplamente
Por ser uma tecnologia que ainda requer uma série de estudos, a maioria das montadoras de carros elétricos ainda não colocaram à disposição esse item de fábrica.
O fato das montadoras não instalarem o receptor de carregamento por indução nos veículos elétricos, limita a compatibilidade com essa tecnologia.
Outro detalhe que impede a disseminação rápida do carregamento por indução é que ainda faltam estações de carregamento por indução disponíveis para carros elétricos, o que, claramente, dificulta o uso desse tipo de carregamento.
Dependem de alto valor de investimento
O carregamento sem fio tem um valor elevado se comparado às estações de carregamento equivalentes ao acoplamento através de fios.
Como tudo que ainda está em fase inicial, essa solução possui suas limitações. Porém, isso será superado com o tempo e a tecnologia de carregamento por indução para carros ficará cada vez mais acessível no mercado e será amplamente utilizada.
Além disso, o mercado de veículos elétricos só tende a aumentar com a popularização e as melhorias tecnológicas.
Isso terá reflexo na implantação de uma infraestrutura de carregamento mais avançada e acessível, que pode impulsionar a adoção do carregamento por indução para carros.
Rodovias com carregamento wireless
O processo de desenvolvimento do carregamento sem fio dos carros elétricos traz a oportunidade de carregar a bateria do veiculo mesmo em movimento.
Essa alternativa ao carregamento estacionário não tem nada de ficção científica, pelo contrário. Em testes realizados em alguns países, o plano consiste em instalar bobinas de recarga alguns centímetros abaixo do asfalto, que, por meio de campos magnéticos de altíssima frequência, são capazes de recarregar os carros enquanto eles circulam sobre ele.
Na Suécia, em um trecho de 1,6 km na ilha de Gotland é possível fazer o carregamento dos carros elétricos em movimento. A estrada liga o aeroporto ao centro da cidade de Visby. O plano do país é eliminar a dependência dos combustíveis fósseis até 2050.
Já na Itália, empresas nacionais, em parceria com corporações e universidades internacionais, criaram um circuito privado, denominado “Areno do Futuro”, de 1,05 km a beira da rodovia A35. Essa rodovia liga as cidades de Bréscia, Bérgamo e Milão e tem como objetivo testar o carregamento dos carros elétricos por indução magnética.
Na Alemanha, no final de 2022, a empresa EnBW, que é a principal fornecedora de equipamentos para carregamento de elétricos da Alemanha, se uniu à Electreon e anunciou a implantação do seu Sistema Rodoviário Elétrico (ERS) para a realização de testes ao longo de um trecho de aproximadamente 1 km de estrada.
Os testes serão realizados na cidade de Balingen com o objetivo de recarregar veículos elétricos em movimento ao mesmo tempo, sejam eles comerciais ou de passeio.
Para que o sistema funcione, os veículos devem ser modificados com a tecnologia compatível. E para ser acessível a todos e em qualquer lugar, é necessário que se crie uma rede de carregamento por indução. Dessa forma, os motoristas de carros elétricos poderão recarregar a bateria do veículo enquanto dirigem.
O carregamento por indução durante a condução é a principal opção em curso para a mobilidade elétrica se tornar ainda mais difundida.
A única coisa certa hoje é que a rede de estações de carregamento rápido está em constante expansão e que recarregar carros elétricos se tornará cada vez mais fácil à medida que as opções de carregamento evoluírem.
Tipos de carregadores por indução para veículos elétricos
As empresas que oferecem recursos de carregamento sem fio desenvolvem dois tipos de carregadores para veículos elétricos:
Indução eletromagnética
Neste carregamento, a corrente alternada (CA) vinda da rede elétrica passa pela bobina de indução gerando um campo magnético. Esse campo induz a criação de corrente elétrica na bobina de indução que está localizada no veículo, que por sua vez, passa por um retificador para convertê-la em corrente contínua (CC) e assim alimentar a bateria.
Para que o procedimento funcione corretamente e a transferência de energia aconteça de maneira eficiente, a bobina no veículo precisa estar posicionada na mesma linha que a bobina do carregador.
Ressonância magnética
O processo de carregamento sem fio por ressonância magnética é semelhante ao por indução, exceto pelo fato que as bobinas primárias e secundárias operam na mesma frequência de ressonância, o que aumenta a eficiência da transferência de energia sem fio.
Em termos de eficiência no carregamento sem fio, o resultado é um campo magnético mais restrito em conformidade ao espaço entre as duas bobinas, mesmo quando o alinhamento não é perfeito.
Além de mais eficiente, o carregamento por ressonância magnética se revelou a melhor forma de gerenciar campos magnéticos em níveis mais altos de energia para o carregamento de veículos elétricos.
Como a Tupinambá pode te ajudar a carregar o carro
Por ser uma tecnologia que está em desenvolvimento e que ainda requer inúmeros testes, a Tupinambá, e provavelmente nenhuma outra empresa de mobilidade elétrica do Brasil, ainda não oferece nenhum serviço de carregamento por indução para veículos elétricos.
Entretanto, o aplicativo Tupinambá traz inúmeras facilidades para simplificar a vida dos motoristas de carros elétricos ao apresentar a rede de recarga elétrica veicular em sua região e oferecer uma experiência de carregamento de alto padrão.
A partir do aplicativo de recarga para veículos elétricos, o motorista consegue localizar estações de carregamento próximas, bem como buscar por uma estação que desejar, verificar as principais informações do equipamento, reservar com antecedência, traçar rota até o local e, caso necessário, pagar diretamente pelo app.
Conclusão
Esperamos que este artigo tenha te ajudado a entender o que é e como funciona o carregamento por indução para carros elétricos, os tipos de carregadores, além de mostrar que o futuro está bem próximo com a chegada e facilidades que o carregamento sem fio trará para os donos de veículos elétricos.
Essa nova tecnologia, como foi descrito, trará enormes benefícios com a popularização dos eletropostos e o desenvolvimento do carregamento dinâmico nas estradas. E para encotrar mais conteúdos sobre carros elétricos, sustentabilidade e mobilidade elétrica, acesse nosso blog.
