Os veículos pesados são responsáveis por quase 40% das emissões de CO₂ do transporte rodoviário na Europa, e a sua passagem à propulsão elétrica é muito mais difícil do que no caso de um automóvel ligeiro comum. Os investigadores do projeto RHODaS, financiado pela UE, olharam para onde as pessoas normalmente não olham – para a eletrónica que distribui a energia entre a bateria e o motor. Apostaram em novos semicondutores, num projeto modular e em ensaios até à escala real. E no fim podes verificar se percebes de eletromobilidade.
Os automóveis elétricos nas ruas já não surpreendem ninguém. Com os camiões, a história é outra. Os veículos pesados são responsáveis por quase 40% das emissões de CO₂ do transporte rodoviário na Europa, e a sua eletrificação esbarra em limitações tecnológicas consideráveis. Em resumo: quanto maior o veículo e mais longo o percurso, mais difícil se torna.
Foi exatamente disto que se ocupou o projeto RHODaS, financiado pela UE e coordenado pela Universidade Politécnica da Catalunha (UPC), em Espanha. Os trabalhos decorreram de maio de 2022 até ao final de janeiro de 2026.
Quando pensamos num automóvel elétrico, costumamos imaginar a bateria e o motor. Mas entre os dois trabalha algo de que poucas pessoas ouviram falar: os conversores eletrónicos de potência. Gerem o fluxo de energia da bateria para o motor elétrico. David Lumbreras, da UPC, chama-lhes, muito simplesmente, a interface crítica de todo o sistema.
Até agora, estes sistemas eram construídos com semicondutores à base de silício. O silício, porém, tem os seus limites.
A ajuda vem dos semicondutores de banda larga. Podem funcionar a frequências de comutação superiores a 100 kHz, com perdas bastante inferiores às do silício. Na prática, isto significa conversores com elevada densidade de potência – exatamente o que o transporte de longa distância exige.
A equipa do RHODaS apostou numa dupla de dois materiais, e a cada um coube um papel diferente:
A combinação dos dois trouxe maior eficiência, um volume menor do sistema e menos interferência eletromagnética.
O resultado central do projeto é um acionamento de motor integrado. Numa única caixa compacta e modular, reúne três coisas: a eletrónica de potência, a gestão térmica e o controlo digital.
A modularidade não é aqui um mero enfeite. Um projeto assim é mais fácil de reparar, tolera melhor as avarias, e a mesma conceção de base pode ser escalada para diferentes níveis de potência. Em vez de projetar tudo de raiz para cada veículo, é possível escolher os módulos conforme a necessidade.
As ideias foram validadas em três etapas. Primeiro ao nível do material: os dispositivos e os drivers foram examinados quanto a esforço, integridade funcional e imunidade ao ruído eletromagnético. Depois foi testado um conversor à escala de laboratório. Por fim veio a escala real – um acionamento de motor integrado de tamanho real, acoplado a uma caixa de velocidades, foi para a bancada de ensaios.
«Cumprimos com êxito os nossos marcos técnicos», resume David Lumbreras.
Nem tudo correu bem. A maior lição foi a instabilidade dos primeiros transístores de nitreto de gálio de pré-série. Para que o sistema funcionasse de forma estável, foi preciso reformular profundamente o hardware.
É uma boa notícia para quem está a começar na engenharia. Mesmo num grande projeto europeu, um componente novo pode trazer surpresas, e a resposta não é abandonar a ideia, mas corrigir o projeto.
O consórcio já tem planos para os próximos passos. O acionamento modular deverá ser alargado a uma gama mais vasta de classes de veículos, e os resultados integrados nos planos de parceiros industriais como a Valeo Siemens.
Os modelos de negócio é que tornam as coisas interessantes. A equipa quer desenvolver soluções de economia circular, por exemplo «produto como serviço» ou locação. A isto juntam-se os passaportes digitais de veículos (DVP) – registos seguros, alojados na nuvem, de todo o ciclo de vida de um veículo. Destinam-se a facilitar a manutenção ao nível de cada componente e a reutilização de peças.
O RHODaS apoiou também a criação de uma rede de inovação que liga as universidades à indústria. A sua função é ajudar a aplicar os resultados do projeto e continuar a fornecer ao setor tecnologias de ponta. Para os estudantes de cursos técnicos, é um sinal de que a eletrónica de potência não fica no laboratório – leva diretamente às fábricas e às estradas.
Lumbreras espera que o projeto tenha um impacto duradouro: contribuir para os objetivos do Pacto Ecológico Europeu e para uma melhor qualidade do ar. Salienta também que uma cadeia de abastecimento europeia sólida para a eletrónica de potência reduzirá a dependência de fabricantes de fora da UE.
Um camião elétrico não é apenas uma bateria maior. A chave está na eletrónica que transmite a energia ao motor de forma eficiente. O projeto RHODaS combinou carboneto de silício e nitreto de gálio num acionamento modular, testou-o até à escala real e tirou lições dos problemas com os transístores. Agora a solução deverá chegar a outras classes de veículos.
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