Projeto “EMiLE”: a reformulação dos sistemas de acionamento elétrico

- A ZF encabeça o projeto de pesquisa que é patrocinado pelo governo alemão;  
- Eletrônica de potência está sendo desenvolvida para ser diretamente integrada aos sistemas de acionamento elétrico

 Texto e fotos: ZF     

As oportunidades de mercado para os veículos elétricos serão maiores se eles se tornarem mais eficientes, mais confiáveis e mais baratos. Este é o objetivo do projeto “EMiLE”, pesquisa encabeçada pela ZF e apoiada com cerca de 10 milhões de euros pelo Ministério de Educação e Pesquisa (BMBF) da Alemanha. A meta é integrar a eletrônica de potência do veículo elétrico diretamente ao mecanismo de acionamento. As consequências desse procedimento serão: a melhoria da eficiência e da relação peso e potência do veículo, identificação de falhas com maior facilidade, e produção em massa com custos significativamente menores.


Hoje, a eletrônica de potência para a transmissão elétrica dos veículos elétricos está situada em um compartimento distinto, conectado com o mecanismo de acionamento elétrico por meio de cabos. Essa solução requer espaço para os componentes eletrônicos e, além disso, os cabos adicionam custos, aumentam o peso e são suscetíveis a falhas. As primeiras soluções apresentadas, com componentes eletrônicos fixados no compartimento do motor, já indicam que esse não é o caminho. Como parte do projeto "Electric Motor Integrated Power Electronics" ("EMiLE" – Eletrônica de potência integrada ao motor elétrico), o consórcio de parceiros, liderado pela ZF, tem o objetivo de dar um passo além: a integração da eletrônica de potência à maior parte do mecanismo de acionamento.
As tecnologias necessárias para atingir este patamar serão pesquisadas em colaboração com os seguintes parceiros industriais: AixControl, Infineon Technologies, Lenze, Robert Bosch, Siemens, TDK-EPC Corporation, Volkswagen, Fraunhofer Institute for Integrated Systems and Device Technology (Instituto Fraunhofer para Sistemas Integrados e Tecnologia de Dispositivos), e Institute for Power Electronics and Electrical Drives (Instituto de Eletrônica de Potência e Dispositivos Elétricos) da RWTH Aachen University (Universidade de Aachen).
A estratégia e o conteúdo do projeto “EMiLE” foram desenvolvidos em estreita coordenação com o grupo de trabalho 1 da plataforma nacional alemã de mobilidade eletrônica. Seus diversos grupos de trabalho investigam tópicos importantes no campo da mobilidade eletrônica, e seus resultados são relatados diretamente ao governo alemão.

Cooperação com vantagens diversas

O objetivo do financiamento alocado pelo BMBF (Ministério de Educação e Pesquisa alemão) é preparar o terreno para uma abordagem de trabalho em equipe com possíveis aplicações na prática, criando cooperação entre os institutos de pesquisa, a indústria automobilística alemã e os fornecedores de autopeças. Além disso, o projeto permite uma transferência significativa de conhecimento na área de mobilidade eletrônica. No entanto, se a eletrônica de potência for integrada ao mecanismo de acionamento, os veículos elétricos não serão os únicos beneficiados. As vantagens também podem envolver benefícios em termos de maior eficiência e mais produção de uma melhor relação custo-benefício na tecnologia de automação industrial.

Integração direta da eletrônica de potência

Com a eletrônica de potência situada próxima ao mecanismo de acionamento, surgirão vantagens importantes. Uma delas é que os conversores que alimentam o motor elétrico com potência poderão ser integrados com menos interfaces. Isso reduz o espaço de instalação e o peso, e possui efeito positivo sobre os custos totais, em comparação com os sistemas individuais distintos. Além disso, as possíveis fontes de interferência eletromagnética são removidas, pois não há necessidade de cabos no motor do veículo carregados com correntes de interferência. Mas, ao mesmo tempo, aumentam as demandas térmicas e mecânicas sobre a eletrônica de potência.
Os objetivos do projeto “EMiLE” estão claramente definidos: a relação peso/potência dos conversores e motores elétricos do sistema deve melhorar (o que significa reduzir) em até 50%; e, por consequência, os custos do sistema devem ser 40% menores. E pretende-se aplicar essas melhorias tanto carros de passeio, como em aplicações na indústria.