É literalmente motor de cubo. Não, não é um motor quadrado. Cubo é o nome que se dá ao centro de uma roda. Para nós seria interessante chamá-lo de motor embutido ou motorroda. Clicando aqui, se terá uma série de vídeos que mostram tanto o funcionamento, como dicas de manutenção e até tutoriais de construção do dito-cujo.

Via de regra ele não tem patente a ser paga, nem comutadores para desgastar, nem mesmo anéis. Na maioria dos casos é dotado de um estator com os enrolamentos, e um rotor de ímãs permanentes, quase sempre de neodímio. Lembram muito aqueles motores de ventiladores de teto, nos quais a carcaça gira e o miolo fica preso.

Pela simplicidade, são muito utilizados em bicicletas eléctricas e kits para instalação. Esses kits quase sempre são apenas uma roda motorizada com bateria e agregados. A vantagem técnica da simplicidade é a ausência de perdas. Enquanto uma transmissão comum consome entre 25% e 30% (até mais em off-roads) da potência que o motor gera, o embutimento anexa o motor à roda motriz, as perdas caem a zero.

Uma desvantagem seria o problema de torque. Torque, para os leigos, pode ser entendido como a aplicação de uma força em uma alavanca, e a roda é uma alavanca contínua. Ou seja, torque é força de torção, porque torce o eixo, fazendo-o girar. A potência nada mais é do que o torque em ação, quanto mais rápido é o giro, mais potência o torque rende. Continuando, o facto de não haver engrenagens entre o eixo do motor e a roda, elimina uma ajuda de que os carros à combustão não prescindem, que é a redução de velocidade escalonada. Explicando, as várias marchas de um carro oferecem várias reduções de rotação, permitindo aumentar a força que o motor produz, ainda que com perdas inevitáveis da embrenhagem até o contacto do pneu com o solo. Até é possível fabricar um motor que trabalhe desde rotações extremamente baixas até as mais altas, se o consumidor aceitar pagar o preço, mas o torque de um motor à combustão é limitado. O motor eléctrico gera o quíntuplo do torque de um motor à combustão com mesma potência. Ou seja, é praticamente inviável colocar a embrenhagem do seu motor directo na roda de tração, ele até pode mover o carro e atingir uma boa velocidade, mas só funcionará direito no plano e com pouca ou nenhuma carga; com peso e em aclive, ele pode morrer.

O motor eléctrico, pelo contrário, pela força abundante e por não depender de estar girando para porduzí-la, consegue trabalhar com cargas de seis a oito vezes a aplicada ao equivalente à combustão com mesmo torque, para conseguir o mesmíssimo desempenho. Pode-se dizer que a “qualidade do torque” do motor eléctrico é maior do que no motor à combustão.

Mesmo com toda essa vantagem, porém, o desempenho pode ficar muito comprometido com a ausência de pelo menos uma redução. Motores de enrolamento (aquele emaranhado de fios que vocês vêem quando abrem um motor eléctrico) convencional são mais difíceis de se adaptar. Podem-se utilizar motores mais lentos para suprir a falta de redução, mas motores lentos de giro também são lentos para ganhar giro, aceleram mais devagar.

Tomemos um bom exemplo, o Smart, para o qual há uma empresa especializada (aqui) em sua conversão para eléctrico, justamente utilizando hub motors. Suponhamos que, com ocupantes e bagagem, ele tenha uns novecentos quilos. Incluindo a redução (aqui inexistente) e o raio do pneu, um carro eléctrico tem desempenho normal quando um quilograma-força-metro de torque empurra até vinte quilos. Digamos que o pneu de tração do Smart tenha 58cm de diâmetro, dá 29cm de raio. Então teremos 900/20 x 0,29 = 13,05kmf/m. É o torque mínimo para o Smart convertido ter um desempenho satisfatório. Com os motores girando a 3000rpm teremos 13,05 x 3000/3630 = 10,785cv. 3630 é uma constante empírica. 10,785 cv são para carros lentos e muito baratos, ou pra motocicletas.

O Smart eléctrico tem 30kw de potência. 30 x 1,36 = 40,8cv. Como não há perdas, esses 40,8cv funcionam como se fossem 50 ou 52cv. São 16,5kwh instalados em baterias de íon de lítio, suficientes para uns 160km sem recarga; na realidade americana, para nossos limites de velocidade ele pode andar bem mais. Aqui houve a excelência da engenharia alemã, unida à ousadia americana (que tem faltado na política) para equacionar o problema. Apesar de haver menos bateria do que motor, a autonomia é aceitável e não onera muito a conversão, enquanto a potência permite a arrancada vigorosa de que os americanos (e brasileiros) tanto gostam, e dão segurança em ultrapassagens e vias expressas. A leveza do carro ajuda, ainda mais pelas rodas esportivas, mais leves que as originais.

Como se vê, o problema é mais de mentalidade do que de qualquer outra natureza, porque uma boa engenharia (e nem é preciso ser engenheiro par tanto) resolve a equação pendente. A Volvo, aliás, está usando hub motors em seu modelo eléctrico, pois além de baratos e simples, são facilmente convertidos em geradores, para regeneração de energia pela frenagem.

O pioneirismo técnico é dado à Michelin, que construiu um protótipo (vídeo aqui) para demonstrar seu projecto de roda, que embute pneu e suspensão activa. Aliás, algo que causa estranheza é o adernamento do carro, que vai para dentro da curva, como as motoricletas, graças a essa suspensão activa. É um carrinho feio, que se presta só para demonstração mesmo, mas é prático e cumpre com seu papel.

As bicicletas eléctricas (aqui) que vemos invadindo nossas ruas são todas de motorrodas. As baixíssimas demandas de torque e velocidade permitem que 350wh sejam suficientes para a maioria das pessoas. Este nicho, aliás, é que está alimentando o grosso das pesquisas de aperfeiçoamento dos motores embutidos, justo porque são motores muito baratos e simples de se manter, apropriados para o transporte indivivual em larga escala.

Uma limitação do hub motor é a tração dianteira, que quase todos os carros do mundo usam. Por leve que seja, ele acrescenta massa e torna a direção sem assistência mais pesada. Não muito, se for bem feito, mas torna. Uma solução seria fabricar uma roda já com o motor incluso. Outra é trocar as peças de chapa do carro por outras de fibra, plástico ou alumínio. Em todo caso, muita gente acha que compensa e faz a conversão. Dá, por exemplo, para comprar uma carcaça estruturada de buggy (como uma destas aqui) e colocar quatro motorrodas de motocicleta. Se a verba estiver mais disponível, pode escolher (aqui) modelos mais caros e surpreender. Uma das maiores vantagens do motor de cubo é a economia de espaço interno, então não precisa poupar com baterias por causa disso, se puder pagar por elas.

A Volvo, quando voltar a trabalhar a sério no Brasil, certamente trará o C30 eléctrico, sabe-se lá por que preço, mas o episódio do i-Miev provou que o brasileiro está disposto a pagar por ele. É o carro de série que mais à sério leva suas motorrodas, tendo sido testado até no mortífero inverno nórdico, que avalizou não só as baterias como também a propulsão. Apesar de ter sido vendida para a chinesa BYD, a marca demonstra manter a qualidade e obsessão pela segurança que fizeram sua fama.

A título de curiosidade, eis um hub motor estranho, em desenvolvimento:

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