Carros elétricos têm transmissão?

A tecnologia automotiva elétrica não é necessariamente uma coisa nova, mas se tornou substancialmente mais popular nos últimos anos, à medida que as marcas se esforçam para reduzir sua pegada de carbono geral. Um design de carro elétrico convencional possui muito menos peças móveis tornando o conjunto de transmissão geral muito mais eficiente quando comparado ao seu design ICE médio. Junte isso ao fato de que você não precisa de combustíveis fósseis para alimentar um EV, e você descobrirá que essa tecnologia mais nova é uma escolha muito mais lógica para novos designs automotivos. Claro, isso coloca o debate sobre qual configuração é mais agradável de lado, já que os EVs geralmente têm a reputação de serem maçantes e sem alma.

Uma área em que os ICEs e os EVs diferem muito é nos seus designs de transmissão. Os ICEs exigem unidades de transmissão para converter a potência gerada por um motor para as rodas, com alguma ajuda de um diferencial e linhas de transmissão. Considerando que os veículos elétricos não usam motores de combustão, você pode se perguntar se um carro elétrico tem uma transmissão. A resposta é bastante simples, mas entender como funciona pode ser um pouco complexo. Este artigo visa responder a esta pergunta da forma mais fácil possível, ao mesmo tempo em que destaca a diferença entre a unidade de transmissão de um carro elétrico e a transmissão automática de um ICE, bem como mergulha na futuro da tecnologia de unidades de acionamento elétrico e como os engenheiros propõem melhorar ainda mais o projeto.

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Tipos de transmissão de carros elétricos

Tecnicamente falando, a unidade de acionamento elétrico acima mencionada atua também como transmissão de um VE . Uma transmissão é necessária para qualquer carro gerar energia da fonte de energia para as rodas, mas quando se trata de carros elétricos, é a unidade de acionamento que atua como fonte de energia e transmissão. É por isso que a chamamos de unidade de acionamento direto. A mesma tecnologia é aplicada a alguns dos modelos híbridos mais novos, como Toyota e Honda. Eles são chamados de eCVTs por razões legislativas, mas são, na verdade, configurações sem caixa de câmbio. Esta é uma configuração benéfica porque o sistema fornece torque imediato às rodas, o que melhora tanto a eficiência quanto o desempenho.

Como funciona uma unidade de acionamento direto

• Um motor elétrico aciona diretamente as rodas sem a necessidade de uma caixa de câmbio multivelocidade.
• O rotor do motor gira dentro de um campo magnético, gerando força rotacional.
• Essa força é transferida para uma engrenagem de redução que reduz as altas RPMs do motor para velocidades de roda adequadas.
• Os sistemas de acionamento direto eliminam a complexidade e a perda de energia associadas às transmissões tradicionais.
• O fornecimento instantâneo de torque do motor garante aceleração rápida e desempenho responsivo.
• A frenagem regenerativa captura energia durante a desaceleração, convertendo-a novamente em energia elétrica para recarregar a bateria.

Em casos raros, você encontrará alguns carros elétricos de alto desempenho que apresentam uma transmissão de duas velocidades para equilibrar a aceleração e a velocidade máxima. Isso inclui o Porsche Taycan e Audi E-Tron GT . Há também o Hyundai Ioniq 5 N, que apresenta pontos de mudança sintéticos para imitar a sensação de uma transmissão de dupla embreagem, que ele chama de sistema N e-shift. Isso não altera as propriedades mecânicas das unidades de acionamento, mas combina o controle sobre a entrega de torque do motor elétrico com efeitos sonoros que imitam o ruído das mudanças de marcha. O motor ajusta sua saída de torque de uma forma que simula a redução momentânea na potência que ocorre durante uma mudança de marcha tradicional em uma transmissão de dupla embreagem. Os críticos dizem que isso é o mais próximo que os carros elétricos são indo para um sistema de transmissão ICE convencional.

Como a Toyota pretende criar o EV manual

A Toyota lançou recentemente um protótipo de transmissão manual para seu Lexus UX300e que deixou a mídia selecionada experimentar. Semelhante ao sistema do Ioniq 5 N mencionado anteriormente, ele imita a sensação de uma caixa de câmbio manual, completa com um pedal de embreagem e um câmbio de marchas, apesar de apresentar um motor elétrico convencional de acionamento direto. A configuração usa software para simular o comportamento de uma transmissão manual convencional, incluindo a possibilidade de parar e mudar de marcha.

O componente de parada é interessante, pois imaginamos que isso seja mais um incômodo do que qualquer outra coisa, mas tudo o que você precisa fazer para ligá-lo novamente é pressionar o pedal da embreagem. A abordagem da Toyota para a eletrificação tem sido muito conservadora, pois insiste que a hibridização é a melhor maneira para se aproximar da neutralidade de carbono. Essa é uma noção que muitas marcas estão adotando agora, tendo visto o quanto uma estratégia de eletrificação completa representa um fardo para suas finanças.

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Outro fator que a Toyota está tentando desesperadamente preservar é garantir que os carros continuem divertidos de dirigir sem comprometer a eficiência. No momento, parece que a Toyota está liderando esse movimento, já que a maioria das marcas focadas em desempenho elétrico puro parecem felizes em deixar os fundamentos agradáveis ​​dos ICEs para trás. Os revisores observam que a simulação da caixa de câmbio da Toyota cria um experiência de condução familiar aos entusiastas que gostam do envolvimento da direção com câmbio manual, ao mesmo tempo em que incorporam os benefícios dos motores elétricos.

O objetivo da Toyota com essa tecnologia é oferecer uma experiência de direção mais dinâmica e envolvente em seus futuros veículos elétricos, mirando mercados onde os entusiastas da direção podem sentir falta da interação tátil de uma transmissão manual. O protótipo UX300e serve à Toyota como uma unidade de teste para refinar essa tecnologia antes de uma implementação mais ampla.

A marca japonesa prevê que esse sistema de transmissão manual seja usado em futuros carros esportivos elétricos e modelos de alto desempenho, permitindo que eles atraiam uma gama maior de clientes ao oferecer a sensação nostálgica da troca de marchas manual combinada com a eficiência e o desempenho da propulsão elétrica, mas não sabemos quando podemos esperar um lançamento oficial no mercado.

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Transmissões Automáticas Vs. Transmissões Diretas

Atualmente, há quatro tipos de transmissão automática para veículos ICE. Isso inclui o conversor de torque, que é a escolha amplamente aceita de transmissão, particularmente para carros de luxo e desempenho de ponta. Esta unidade consiste em um acoplamento de fluido entre o motor e a transmissão para transferir potência. O conversor de torque multiplica o torque do motor, permitindo uma aceleração suave, enquanto a transmissão muda as marchas automaticamente com base na velocidade do veículo e nas condições de carga.

Os modelos de desempenho geralmente apresentam transmissões de dupla embreagem para suas rápidas velocidades de troca de marchas e sensação agressiva, embora marcas como BMW e Audi tenham rapidamente fazendo a transição de volta para o conversor de torque . Uma transmissão automática de dupla embreagem usa duas embreagens separadas para marchas pares e ímpares. Ela pré-seleciona a próxima marcha, permitindo trocas de marcha rápidas e contínuas sem interromper o fluxo de potência, proporcionando aceleração mais rápida e eficiência aprimorada em comparação com as automáticas tradicionais.

Diferentes opções de transmissão ICE

• Os conversores de torque usam um acoplamento fluido para transferir a potência do motor para a transmissão, permitindo uma aceleração suave sem acionamento manual da embreagem.
• As transmissões de dupla embreagem contam com duas embreagens para trocas de marchas rápidas e suaves, proporcionando melhor aceleração e eficiência em relação às automáticas tradicionais.
• As transmissões continuamente variáveis ​​utilizam um sistema de correia e polia para oferecer uma gama infinita de relações de transmissão, otimizando a eficiência e o desempenho do motor.
• As transmissões manuais automatizadas combinam caixas de câmbio manuais com troca de marchas automatizada e controle de embreagem para eficiência semelhante à manual e conveniência automática.

Transmissões variáveis ​​controladas, mais comumente chamadas de CVTs, são normalmente instaladas em carros mais econômicos, com Subaru e Toyota sendo as marcas mais notáveis ​​a aplicar essa tecnologia. Uma CVT é muito mais semelhante a uma unidade de acionamento direto elétrico, mas a função funciona de forma um pouco diferente. Este sistema apresenta um sistema de correia e polia para fornecer uma gama infinita de relações de marchas. Ele se ajusta perfeitamente à velocidade do motor, otimizando o desempenho e a eficiência de combustível ao manter o motor em seu RPM mais eficiente.

Transmissões manuais automatizadas são as mais baratas e odiadas do lote, mas estão praticamente ausentes do mercado de carros novos, além de um punhado de carros econômicos internacionais. Ela combina uma caixa de câmbio manual com troca de marchas automatizada e controle de embreagem. Ela usa atuadores e sensores para trocar marchas e engatar a embreagem, oferecendo eficiência semelhante à manual com a conveniência da operação automática.

O futuro das unidades de propulsão EV

Fundamentalmente falando, não há nada que engenheiros e designers possam fazer para avançar ainda mais a função geral de uma unidade de acionamento elétrico, pois ela já é a maneira mais eficiente de gerar energia para as rodas. No entanto, há algumas maneiras pelas quais as marcas podem melhorar a eficiência, o desempenho e o refinamento da tecnologia. Elas podem fazer isso atualizando algoritmos de software para gerenciar melhor a distribuição de torque, a frenagem regenerativa e a sincronização do motor, criando experiências de direção mais suaves e responsivas. Também há a possibilidade de aplicar materiais mais fortes e leves para reduzir o peso e melhorar a durabilidade geral.

Unidades de acionamento elétrico também estão sujeitas a superaquecimento, particularmente quando você as coloca sob forte estresse, então há muito valor em fabricantes tornando os sistemas de resfriamento mais eficazes. Além disso, a única maneira de os engenheiros adicionarem inovação à unidade de acionamento direto é mudando a forma como os usuários podem experimentar seus sistemas, como o mencionado anteriormente Software DCT sintético do Hyundai Ioniq N e os pontos de troca de marchas manuais de seis velocidades sintetizados da Toyota. Esses avanços tecnológicos também podem encontrar seu caminho em veículos híbridos-elétricos em conjunto com motores de combustão interna.