Indústria de Veículos Elétricos na China - Parte 1

Creio que, ao menos em duas ou três postagens, nós já contamos, aqui mesmo, neste blog, a história sobre os primórdios da Indústria de Veículos Elétricos, que deveras ocorreu, concomitantemente, à história dos primórdios da indústria automotiva em geral, desde de o final do século XIX.

Contudo, foi preciso se esperar passar 100 anos, para que no final do século XX surgissem as condições adequadas para que o desenvolvimento a indústria de veículos elétricos passasse a ser mais rápida, devido a uma confluência de uma série de fatores.

Entre esses fatores, muitos especialistas enumeram alguns como principais, tais como o apoio do governo, as mudanças da indústria, e a demanda do público consumidor privado. Contudo, poucos assumem que o desenvolvimento da tecnologia do lítio para elaboração dos armazenadores de energia (células de bateria de íons de lítio) foi um fator preponderante que fez disparar, consistentemente, a nível mundial, o desenvolvimento da indústria dos veículos elétricos no século XXI.

Também foi exatamente a partir dai que a jovem indústria automobilística na China também começou a desenvolver um grande setor de veículos elétricos, que agora se torna inexoravelmente respeitável, apoiado por ambos, pelo setor público e pelo privado.

Contudo, para entender como a China pôde chegar a realizar o que ela realizou, é necessário voltar um pouco atrás  o tempo e olhar para alguns antecedentes históricos. Assim, creio que vou seguir uma linha enfatizando o ano de 1978, pois, quase tudo o que a China moderna conquistou em termos de desenvolvimento tecnológico e industrial resultou de um acerto de planejamento que o governo e o povo chinês realizaram naquele ano.

Nesse ponto, qualquer professor universitário iria explicar a vocês que o planejamento é uma característica chave das economias socialistas. Contudo, eu já vou explicar diferente: o planejamento nacional é uma atividade mandatária para ser levada a cabo para qualquer país que se encontre numa situação política e social crítica ou de desordem, que esteja educacional e tecnologicamente atrasado, e / ou cuja economia se encontre dilacerada, arruinada.

Você conhece algum país assim? Se não, sorte sua, porém, eu vivo em um: o Brasil.

Assim, para tal tipo de país "sair da merda", ele precisa, ao menos, ter condições de unir o governo e o povo em torno de um sério compromisso com um plano estabelecido para a nação. Um plano que normalmente contém diretrizes detalhadas para iniciativas de desenvolvimento econômico para todas as suas regiões. Um plano que fatalmente deve priorizar ciência, tecnologia e educação.

Foi exatamente isso que a China passou a fazer desde 1953, mas, só começando a revelar estar atingindo êxito significativo a partir de 1978, ou seja, a China aplicou o socialismo soviético nos primeiros 25 anos da sua economia planificada, para sair da merda em que ela originalmente se encontrava para, depois, migrar gradualmente para uma economia de mercado, porém, sempre planificada. O resultado tem sido o sucesso invejável (literalmente invejável).

A moderna cidade de Hefei, no leste da China, sede da empresa Kelly Controls, fabricante de controladores de motores especiais que eu adotei para fazer os meus trabalhos de conversão / atualização de motocicletas elétricas, também é uma das cidades prestigiadas pelo governo chinês, tanto para ser uma das 13 cidades-piloto para a nova1 utilização de Veículos Elétricos a partir de 2009, quando é uma das 5 cidades em que os moradores recebem subsídios do governo chinês como estímulo ao adquirir seus VEs.

O plano estratégico, e o firme propósito acordado entre o povo e o governo para torná-lo em algo bem sucedido, e nenhuma outra coisa, é o que, todo esse tempo, até os dias de hoje, tem unido os chineses e, como resultado dos êxitos obtidos a partir de 1978, a China se tornou uma nação em todos os seus cidadãos têm se dado muito bem, enquanto ela se encaminha, de modo inexorável, para se tornar, em breve, a nação economicamente mais poderosa de toda a Terra.

Bem diferente do caso brasileiro, que retrata um país que se encontra econômica, social e moralmente falido, que agora passa a avalia índices que revelam que ele retrocedeu no tempo, e cujas perspectivas futuras se encontram sombrias, sem que as pessoas consigam, ao menos, explicar a si próprias o que foi que ocorreu de errado, exatamente. Um país onde, mais uma vez, os mais pobres e os mais trabalhadores recebem uma fatura enorme, para pagar com seu sacrifício, uma conta que eles sequer sabem do que se trata.

A principal diferença entre o Brasil e a China não é nem o país, nem as pessoas, mas, é o engajamento em administração estratégica. Fala-se muito em administração estratégica no Brasil, mas ele nunca é levada a cabo, de fato, pois os compromissos ou não são assumidos, ou são simplesmente desviados. Não é assim na China, onde há planejamento e compromisso, levados muitíssimo mais a sério do que aqui.

Foi a partir de dezembro de 1978 que o governo chinês passou a remover o foco do planejamento estratégico que antes era o de desenvolver a indústria de base na China, para deslocá-lo para a modernização, passando a seguir regras econômicas e propostas de medidas de reajustes e reformas, indicando que o desenvolvimento econômico nacional chinês entrava em uma nova fase.

Naquele ponto a China compreendeu que, mais do que precisar de planejamento e execução, era necessário mais pensamento e ação estratégica, com avaliação em tempo de execução e replanejamento rápido, quando necessário, porém, sem quebra dos compromissos e dos objetivos principais.

A partir dos anos 80 a China passou a reunir os conhecimentos científicos e tecnológicos do país que antes eram desenvolvidos quase que exclusivamente visando apoiar, melhorar diversificar e qualificar a agricultura, a infra-estrutura e a produção industrial de base, além de fortalecer a defesa nacional, visando novos objetivos que passaram a ser melhorar vigorosamente a educação, a própria pesquisa científica e tecnológica e promover a aplicação de novas tecnologias para acelerar a construção daquilo que ela se tornou hoje.

Dali em diante, a educação e a cultura, mas principalmente a educação científica e tecnológica nunca mais deixou de ser prioridade na China, enquanto ela seguia mudando, gradualmente, para a direção da economia de mercado.

Na época, isso fez atrair, em vez de elogios, ainda mais críticas internacionais, por conta da emergente concorrência que a China passou a representar, mas, por outro lado, também atraiu vários parceiros e investidores importantes (ainda que, por motivos das suas relações políticas internacionais, muitos desses parceiros até pareçam não ser).

Vale lembrar que, nos anos '50 muito poucas pessoas apostariam que um país como o Japão, em menos de 30 anos viria a se tornar a nação com a segunda maior economia mundial, uma posição que ele sustentou por mais de 3 décadas. só vindo a perder tal posição para a própria China, que a assumiu e a mantém desde 2011.

Reparem que isso é completamente o avesso do que ocorreu com o Brasil que, como num conto de fadas, chegou a ser referido como o país da 6ª maior economia mundial, porém, apenas por alguns poucos meses, para logo em seguida começar a desmoronar (tal como, surpreendentemente, em pouquíssimo tempo, desmoronou do patamar de cerca de US $ 34  bilhões, para cerca de apenas menos de US $ 1 bilhão a fortuna atribuída ao "empresário" brasileiro Eike Batista, 7º homem mais rico do mundo na passagem de 2012 para 2013).

Sobre as relações entre Japão e a China, vale lembrar que muitas outras nações do mundo, mesmo não confessando isso publicamente, ficariam muito satisfeitas de vê-los, hoje mesmo, se engalfinhado em disputas mais sérias, ou, até mesmo, em guerra (eu creio, sinceramente que, de fato, algumas nações até invistam nisso).

Deveras, ao nível político-diplomático, Japão e China satisfazem a tal expectativa, mantendo uma relação diplomática teatral, até mesmo dramática (até porque, algumas questões históricas entre eles demandam representar isso), mas, na prática, o que constatamos é que a China é o destino número um das exportações globais japonesas, além de os chineses serem os maiores movimentadores do mercado de turismo no Japão.

Shenzhen é, mundialmente,, uma das cidades que mais cresceu nos últimos 25 anos, se tornando importante centro financeiro, industrial e de pesquisa científica e de alta tecnologia, além de ter um dos portos mais movimentados do mundo, de fazer a ligação entre Hong-Kong e o restante da China, e de ser a sede do conglomerado de empresas BYD Company Ltd (que inclui subsidiária fabricante de VEs: carros, ônibus e caminhões), também foi uma das cidades privilegiadas com a política especial de VEs do governo chinês.

Assim, podemos dizer que, de certo modo, parte da maldosa pregação do Imperador Guilherme II da Alemanha, feita na época da virada entre os séculos XIX e XX, sobre o eminente "perigo amarelo", realmente acabou se cumprindo, pois, tirando os EUA, a maior parte de todo o peso restante da economia mundial da atualidade está sobre o eixo China-Japão (ou Japão-China, para quem preferir).

Vale lembrar que Guilherme II perturbou tanto a mente de seu primo, o Czar russo Nicolau II da Rússia com tal pregação (baseada em uma falsa moral cristã racista, porém devida ao simples excesso de ambição por mais poder político-econômico) que isso foi, ao menos, 50% responsável pela ocorrência da Guerra Russo-Japonesa de 1904-1905, enquanto os outros 50% foram devidos à "síndrome de pânico" japonesa, que não quis esperar para ver se o perigo que se via a partir do lado deles era mesmo real ou imaginário.

Vale, ainda. lembrar que tal guerra terminou sendo o marco da primeira (até então improvável) vitória em confronto bélico de um país asiático sobre um país (já então uma potência) do ocidente.

Todavia, a partir daqui eu vou esquecer todos esses fatos tristes do passado, e também não me alongarei mais discorrendo sobre a história recente da China com seus sucessivos Planos de Desenvolvimento que a fez chegar ao patamar econômico em que ela se encontra agora, mas, sim falar um pouco sobre em o que isso tem resultado, em termos do estabelecimento de uma vasta indústria altamente tecnológica, de produtos com qualidade sempre crescente, notadamente no setor dos modernos veículos elétricos, para que os leitores tenham uma ideia do que isso poderá significar, daqui em diante.

Afinal de contas, eu acredito que não dá para se continuar falando em tecnologias e em mercados de veículos elétrico, sem render tal tributo a China moderna. Então é preciso olhar a partir do final dos anos 90, quando a China testemunhou o crescimento mais espetacular do mundo em veículos elétricos, com as vendas anuais de bicicletas e scooters elétricos crescendo de cinquenta e seis mil unidades em 1998 para mais de 21.000.000 em 2008, com praticamente toda essa produção sendo absorvida pelo próprio mercado chinês, em comparação com 9,4 milhões de automóveis, ainda praticamente quase todos convencionais (com motores a combustão interna), comprados pelos chineses naquele mesmo ano.

Um pouco (mas nem tanto) diferente do que costuma ocorrer em outros países onde as tecnologias e mercados de VEs estão emergindo, o crescimento das bikes e motocicletas elétricas na China foi menos impulsionada pela tecnologia, em si, e mais orientada por políticas, facilitada por práticas regulatórias locais favoráveis, na forma de restrições (em alguns casos, até mesmo proibição) de seus congêneres com base em motores a combustão de circular e o afrouxamento da fiscalização dos padrões de bicicletas e motos elétrica.

As justificações alegadas para tais restrições incluíram propiciar o aliviar do congestionamento do tráfego nas cidades, além de prover melhoria da segurança e, cada vez mais, a de reduzir a poluição do ar. Muitas cidades chinesas começaram a proibir ou restringir motocicletas e scooters com motores a combustão usando uma variedade de medidas: algumas cidades suspenderam a emissão de novas licenças para veículos ultra leves com motores convencionais (motores a combustão), enquanto outras cidades proibiram a entrada dessas motocicletas e scooters em certas regiões centrais ou em estradas principais.

Essas proibições foram impostas a todas as motocicletas convencionais, independentemente do tipo de combustível, enquanto as bicicletas, scooters e motocicletas elétricas foram classificadas como veículos ultra leves isentas das proibições. Segundo a comissão de motocicletas da Sociedade de Engenharia Automotiva da China (a SAE International chinesa), o uso de motocicletas com motores a combustão agora é proibido ou restrito em mais de noventa das maiores cidades chinesas.

Além do mais, o governo chinês apoiou ainda o uso dos veículos ultra leves elétricos, incluindo-os como um dos 10 projetos prioritários de desenvolvimento científico a partir de seu nono do Plano Quinquenal para o país (1996 ~2000). Além disso, as melhorias das tecnologias e a diminuição do preço de compra, além dos efeitos benéficos para a vida urbana verificados foram fatores que ajudaram a promover a popularidade dos VEs ultraleves como um modo de transporte adequado para as maiores cidades chinesas.

Quanto a tecnologia desses veículos, mais especificamente aquelas associadas aos motores e das baterias, melhoraram significativamente durante o final da década de 1990 e começo do século atual, e isso, juntamente com uma vasta base de fornecedores e fraca política interna de proteção da propriedade intelectual (chineses passaram a copiar2 projetos dos próprios outros chineses, além de continuarem a copiar do resto do mundo), promoveram um considerável aumento da concorrência e, consequentemente, da oferta.

O aumento na competição ajudou a conduziu para baixo o preço dos veículos elétricos ultraleves e, ao mesmo tempo, o contínuo aumento do preços da gasolina os tornaram mais competitivos economicamente como alternativas aos veículos congêneres movidos a gasolina. Concomitantemente, um aumento do influxo de trabalhadores se movendo para as áreas urbanas aumentou ainda mais a procura de uma forma de transporte motorizado privado acessível e conveniente dentro das áreas urbanas congestionadas.

Quase todos os scooters elétricos atualmente no mercado são manufacturados em China, desde que as scooters a gasolina foram proibidas em muitas cidades chinesas desde 1998. A demanda para scooters elétricos na China é muito elevada e a variedade de opções de escolha no mercado doméstico chinês se eleva a centenas de modelos. Contudo, apenas 3% ou 4% desses fabricantes estão registrados como WMI (World Manufacturer Identifier) ) e certificados ISO 9001 para serem autorizados à exportação. 

Mais recentemente, essas mesmas questões têm se espalhado gradualmente para toda a China, havendo, inclusive, uma preocupação crescente entre os consumidores de que o governo pode, a qualquer momento, impor uma absoluta proibição.

Por outro lado, uma vez que a adoção de tais veículos elétricos ultra leves se tornou num importante meio de transporte, tal experiência passou a oferecer condições para a pesquisa, desenvolvimento e lançamento de outros tipos de veículos elétricos maiores, principalmente o de ônibus elétricos, que começaram a se tornar um importante meio de transporte para longas distâncias (uma vez que apenas com os veículos ultra leves isso ainda é pouco conveniente).

A BYD Company Ltd, empresa chinesa fundada em 1995 em Shenzhen, hoje é um conglomerado multinacional com mais de 130.000 empregados, que inclui duas principais subsidiárias (BYD Automobile e BYD Electronic), fabrica telemóveis, baterias (de íons de Lítio, desde pequenas até grandes pacotes para VEs pesados) e uma ampla linha de VEs, de vários tipos e portes (entre outras coisas), já esta presente no Brasil (Campinas - SP), desde 2015, montando e vendendo, ônibus elétricos (k9), que já estão circulando em algumas grandes cidades brasileiras. Em 2017 ela deve passar a oferecer, também, sistemas de geração de energia a partir de painéis fotovoltaicos.

De acordo com a Associação Chinesa de Fabricantes de Automóveis (porém, uma informação que tem sido endossada por inúmeras outras fontes), a China ultrapassou os Estados Unidos como o maior mercado de automóveis e caminhões leves do mundo desde 2009, com um recorde de 13,9 milhões de veículos vendidos no país, em comparação com 10,43 milhões de congêneres vendidos nos Estados Unidos.

A economia interna chinesa tem estado em crescente aquecimento, resultando numa também crescente demanda por transporte na China, além de um crescente aumento do poder aquisitivo do povo chinês, com mais pessoas pessoas que podem comprar carros. Para apoiar seu compromisso de incentivar o desenvolvimento de VEs, o governo tem passado a oferecer financiamento cada vez maior a essa indústria, que paulatinamente vem se tornando "a menina dos olhos".

Ao que tudo indica, a intenção é, além de criar uma indústria líder mundial que produzir empregos e exportações, é reduzir a poluição urbana e diminuir sua dependência do petróleo. Não é difícil de acreditar que esse deva ser um objetivo sincero, quando se olha para os recentes noticiários dando conta de que, tanto no inverno de 2015/2016, como no atual inverno de 2016/2017, muitas cidades, principalmente do norte da China estiveram, e continuam, em alerta máximo com relação á poluição do ar, o que afeta negativamente a vida de muitas dezenas de milhões de chineses dessas regiões.

Como tal, a meta do governo atual do governo é ter cinco milhões VEs leves (carros), incluindo os elétricos híbridos mas, principalmente os plug-in a bateria. rodando até 2020, além de produzir, ela própria, no mínimo, um milhão de tais veículos por ano até 2020.

O governo estabeleceu um quadro político para acelerar o desenvolvimento da tecnologia de veículos elétricos, sem deixar de incentivar a transformação do mercado que irá apoiar a investigação eo desenvolvimento , regular a indústria e estimular o consumo. De  fato, desde o ano de 2001, com o lançamento do 863 EV Project, (como parte da atualização do 863 Program original) os marcos do apoio do governo à indústria de VEs na China são numerosos:

Já em 2004 a Comissão de Desenvolvimento e Reforma Nacional publicou uma política de desenvolvimento que resultou na formação da CEVA (China Electric Vehicle Association), algo equivalente a ABVE brasileira, formada a partir do mesmo ano (2004), porém, diferindo desta porque apesar de ser uma organização não governamental, a CEVA nasceu com forte apoio governamental, sendo patrocinada por dezesseis empresas estatais chinesas. O objetivo dessa associação tem sido o de integrar padrões tecnológicos e criar um mecanismo através do qual as partes interessadas compartilham informações, a fim de desenvolver VEs de topo de mercado.

Com isso o investimento no desenvolvimento de VEs maiores efetivamente começou na China, de modo que, em 2008, as montadoras chinesas já tinham entregue, inclusive, as 500 unidades de VEs que foram empregados durante as Olimpíadas de Pequim, enquanto que 13 cidades chinesas (Pequim, Xangai, Chongqing, Changchun, Dalian, Hangzhou, Jinan, Wuhan, Shenzhen, Hefei, Changsha, Kunming e Nanchang) foram escolhidas como cidades-piloto para nova utilização VEs a partir de 2009.

Em 2009 o Conselho de Estado aprovou uma reestruturação da indústria automotiva e um plano de revitalização para investimento US $1.50 bilhões para industrialização de novos VEs, além de investimento de US $ 3 bilhões em desenvolvimento tecnológico (incluindo aquela para VEs com base em células de combustível a hidrogênio). Para melhorar a qualidade do ar e reduzir a dependência de combustíveis fósseis, no mesmo ano o governo iniciou um programa piloto de dois anos para subsidiar os compradores de VEs, válido para as cidades de Xangai, Changchun, Shenzhen, Hangzhou e Hefei.

Naquele período o subsídio para clientes de VEs foi da ordem de US $ 9 bilhões para os adquirentes de VEs puros (os movidos a partir de energia armazenada exclusivamente a partir de baterias, os designados pelo acrônico BEVs) e de US $ 7,5 bilhões para os de VEs híbridos (PHEVs) 1.

Desde que a empresa BYD apresentou o seu BEV modelo e6 (autonomia alegada de 300 km) na 10ª edição da feira Veículo Elétrico Latino-Americano, em São Paulo, em 2014, algumas mídias anunciaram que o e6 seria vendido no Brasil, ainda em 2015, a um preço estimado de R$ 230 mil (preço estupidamente salgado, ainda que a BYD esteja visando o mercado corporativo e Táxi). Contudo, até hoje (2017) isso ainda não se concretizou. A BYD é esperada para entrar no mercado brasileiro de painéis de energia solar, ainda esse ano

Oficialmente, a China tornou-se um importador de petróleo apenas em 1993 mas, já em 2004 ela se tornou no segundo maior consumidor de petróleo do mundo (depois dos Estados Unidos em 2004, que continua sendo o primeiro) e, em 2009 ela importou 52% de todo o petróleo que ela consumiu, de modo que a necessidade da China produzir e importar VEs se justifica, também, pela necessidade dela reduzir a sua necessidade de importação de petróleo e na conservação de energia e de segurança na China.

Além do mais, VEs também têm o potencial de reduzir as emissões de dióxido de carbono entre 13% e 68%, tanto diretamente, através V2G avançado (com  tecnologia de VEs que se comunicam com a rede elétrica) e indiretamente, por meio de corte de pico (gerenciamento do lado da demanda). Já em 2009 a China tornou-se o maior mercado consumidor de automóveis do mundo e, em 2005, havia uma previsão (que ainda continua valendo) de que a frota de veículos na China iria aumentar em 10 vezes a partir dali, até 2030.

Com tal demanda por veículos, isso coloca uma grande pressão para que a China não apenas aposte fortemente em VEs, mas, também, a obriga a trabalhar, paralelamente, para construir sua reserva estratégica de petróleo, que apesar de já ser enorme, relativamente ainda é pequena (mal provendo, até mesmo, para um único mês de consumo). Isso torna evidente porque China está incentivando e apoiando o desenvolvimento de opções alternativas de energia, especialmente em termos de desenvolvimento de VEs e de novas tecnologias de combustível e de maior eficiência energética.

De acordo com Wan Gang, Ministro da Ciência e Tecnologia e especialista na questão de veículos automotivos, "os veículos verdes são fundamentais para o desenvolvimento da indústria automobilística da China, uma vez que as emissões de escape de automóveis já respondem por 70% da poluição do ar do país nas principais cidades chinesas".

Notas:

1. No contexto de Veículos Elétricos, o acrônimo NEV passou a ser empregado recentemente, porém com significados distintos no âmbito da China e no âmbito dos EUA:

• Nos EUA o acrônimo NEV quer significar Neighborhood Electric Vehicle (literalmente Veículo Elétrico de Bairro), ou seja, refere a um VE que, apesar de ser um automóvel (quadriciclo), ele é de pequeno porte e pouco peso, e com uma velocidade final baixa (40 km/h no máximo, para atender a legislação específica);
• Já, na China, o acrônimo NEV tem sido empregado para significar (também atendendo a legislação específica voltada para o seu mercado doméstico) New Energy Vehicles, ou seja, refere a um conjunto de VEs que inclui tanto os BEVs (movidos puramente a partir de bateria), quanto os PHEVs (híbridos, que combinam bateria e combustível), de vários tipos e portes (automóveis, ônibus e caminhões), desde que sejam plug-in (dotados de plugue para conexão a uma fonte de energia elétrica, para recarregamento da bateria), condições que os tornam elegíveis para recebimento de subsídios públicos por quem os adquirir. Alguns redadores (incluindo chineses) têm mudado o significado do acrônimo NEV para New Electric Vehicles (causando ainda mais confusão).

    2.  Copiar (ou imitar) é a atividade elementar do processo de cognitivo, ou o princípio de toda cognição. Ser copiado ou imitado é algo desejável para todo verdadeiro mestre do ensino, com relação a um aluno iniciante. Um mestre de ensino de modo algum vê qualquer forma de dolo em ser copiado. Antes, ele ficará deveras satisfeito quando verificar que, a partir daquele princípio, o aluno evoluiu para a criação. Eu mesmo sou cônscio de que eu levo uma certa vantagem em criar redações (mas nem sempre, apenas as vezes), porque um dia eu me esgotei em escrever ditados e, antes disso, eu simplesmente copiava e copiava, copiando até a exaustão.

Contudo, as demandas do ministério de um ser educador pode tender a entrar em conflito com os interesses comerciais que ele possa ter como um ser empreendedor, da mesma forma que os princípios da educação costumam estar em conflito com a privatização e comercialização dela, pois o conhecimento e a propriedade intelectual fornecidos através da educação são requeridos para estarem igualmente disponíveis, gratuitamente, para todos os interessados em aprender.

Quanto mais alguém almejar apenas vender e lucrar, mais esse alguém fará de tudo para impedir qualquer desenvolvimento de competição e de concorrência, e menos se prestará ao ministério do ensino e da educação de outros.

A educação é um direito humano, antes um serviço público do que uma mercadoria. A comercialização de serviços de educação comporta riscos de desigualdade, discriminação e aprofundamento das divisões sociais, que não convêm a nenhum tipo de sociedade humana. Todavia, não vejo problemas algum em se receber, caso alguém esteja deliberadamente disposto a pagar para aprender.

Entretanto, fato é que, quem não se sujeita a começar copiando, não principia a aprender (ou, dificilmente aprenderá sem um princípio) e, quem não aprende não cria, não inventa, nem mesmo reinventa. Todos que hoje sabem realizar algo, decerto copiaram, um dia. Simples assim.

Quem pensa que os japoneses ficaram ricos simplesmente porque começaram a copiar produtos eletrônicos do ocidente após a II GGM, está triplamente enganado:

1- Eles copiaram as especificações funcionais daqueles produtos, e os fizeram muito melhores;
2- Eles modificaram as especificações originalmente copiadas, e criaram dai outros novos produtos;
3- Os japoneses enriqueceram, de fato, muito antes, desde o século IV, quando, enfim, depois deles apenas observarem, por mais de 300 anos, os chineses executando a arte da escrita, eles resolveram copiar, adotando o Kanji também para eles. Depois eles melhoraram e reinventaram novas formas de escrita. Houve tanta gente envolvida na competição que se instalou entre as diferentes formas de escrita que, com o tempo, todos estavam alfabetizados.

Ainda que os sábios chineses tenham sido os mestres do principio da escrita para os japoneses, os chineses só começaram (voltaram) a enriquecer agora, no século XXI, depois que aprenderam a copiar especificações funcionais de produtos de alta tecnologia do ocidente (e também dos seus antigos aprendizes japoneses) e, as tendo experimentado, começaram a fazer melhor.

Sobre Motocicletas, Triciclos, Scooters, Bicicletas, Skates e Patinetes Elétricos (Parte 2/3)

(Um Guia para os novos e melhorados Sistemas de Tração de Scooters por emprego de Motores Elétricos CC Sem Escovas)

Linque para a postagem anterior, Primeira Parte Deste Artigo. 

Aeromodelos movidos eletricamente ganharam popularidade, principalmente, porque os motores elétricos são mais silenciosos, limpos e muitas vezes mais fáceis de iniciar e operar do que os motores de combustão. Eles precisam de baterias para operar, em vez de combustível e, como tais baterias também têm peso considerável, elas demandam a necessidade de esforço extra razoável, fazendo parte da carga total do aeromodelo, que precisa ser o mais leve possível.

Turnigy Rotomax 1.40 Electric Motor

Motores baseados em imãs permanentes de "terra raras", tal como o neodímio são considerados motores muito superiores, apesar de, em geral, ainda serem relativamente caros, mas eles têm a vantagem de que os ímãs permanentes de neodímio suportam altas temperaturas sem perder as suas propriedades magnéticas, as quais lhes atribuem a capacidade de elevada densidade de fluxo magnético.

O tipo dominante de motor que podemos encontrar no inusitado (ou mesmo insólito, ao menos para mim) mundo do aeromodelismo, hoje, é o chamado "Motor Outrunner" (veja um modelo exemplar na figura ao ao lado).

A partir das aplicações do mundo do aeromodelismo, os Motores Outrunners tornaram-se rapidamente populares e, agora, eles estão disponíveis em vários tamanhos. Com o tempo, eles vêm se tornando, também, populares em aplicações de mobilidade pessoal elétrica, tais como bicicletas e scooters elétricos, devido ao seu tamanho compacto e sua elevada eficiência.

O aspecto mais interessante nestes motores, além do fato de todos eles serem motores CC sem escovas, e que a própria denominação "outrunner" tenta denunciar, é que o invólucro exterior (a carcaça) do motor é a parte que gira, ou seja, apenas o disco a parte traseira deste tipo de motor, por onde sai a sua fiação de alimentação, e que também é a base para a sua fixação, é que se mantém parada, enquanto todo o restante do seu invólucro, gira em torno de seus enrolamentos, muito parecido com os motores encontrados comumente em drives de CD-ROM de computadores.

Motor CC Sem Escovas de Fluxo Radial
do tipo com "Imãs Permanentes Montados em Superfície
em Máquina com Rotor Externo"

Ainda em outras palavras: Ele é um Motor CC Sem Escovas de Fluxo Radial, do tipo com "Imãs Permanentes Montados em Superfície (ou mesmo montados por inserção (incrustados)), em uma Máquina com ROTOR EXTERNO".

A idéia do Outrunner em aeromodelismo é que você pode montar diretamente uma hélice para esse fim no rotor externo (veja o vídeo logo abaixo), mas isso tende a tornar este motor inadequado para os estilos de montagem convencionais de Motores CC, como a montagem por base de fixação, ou a da montagem com duplo suporte (fixação por parafusos pela frente e / ou pela traseira).

Assim, para o uso em VEs de pequeno porte, a montagem de uma roda dentada, ou polia, ou de uma roda diretamente conectada para o motor pode não ser uma boa ideia, pois o rolamento do rotor externo deste motor é (precisa ser) efetivamente balanceado, o que significa que uma carga lateral forte (como o tensionamento causado por uma corrente de aço ou por uma correia tracionadora, ou mesmo de uma roda diretamente acoplada com uma carga que é aplicada sob a direção da força da gravidade) pode torcer o conjunto deste tipo motor.

Test Run RotoMax 1.40 - YouTube

Como a carga lateral é aplicada na ponta do eixo que se encontra sobressaltada na face oposta de onde se encontra o ponto de apoio do esquema de fixação do motor, quanto mais longo for o corpo do motor e, ainda, com o decorrer de um maior tempo de uso, pior será o efeito da torção sobre o corpo desse tipo de motor. Todavia, como todos esses motores, principalmente os menores, se apresentam com um eixo longo o bastante, cuja extensão (ponta do eixo) é acessível, podendo ser vista para fora da frente do motor (ou, então, ele pode vir com peças e acessórios que permitam adaptar isto, ver na imagem a seguir), ele também pode ser montado e utilizado convencionalmente, o que tem feito os hobbistas montá-los, mesmo com uma componente de carga radial, como uma roda dentada, uma polia, ou engrenagens, embora tomando algum cuidado em selecionar um motor com um diâmetro de eixo adequado (a maior, para coibir a eventual torção da estrutura).

O que se ganha, ao empregar tais motores em aplicações de VEs de pequeno porte, é a extremamente elevada eficiência da máquina, provida pelas características construtivas especiais, pelas quais estes motores são concebidos, com uma dramática redução do tamanho e, principalmente, do peso da máquina.

Mas como tal máquina consegue atingir tão admirável performance de eficiência elevada? São várias as razões, conforme já foi abordado em um outro artigo postado anteriormente neste blog, titulado Máquinas Elétricas de Imãs Permanentes (Máquinas Elétricas CC Sem Escovas e Sem Ranhuras) - Parte 2/2. 

Até mesmo o pequeno (89 x 64 mm) e leve (632 g) Turnigy G160 Brushless Outrunner 290kv (160 Glow) supera,
em performance, o outro motor CC sem escovas (convencional) que foi abordado na postagem anterior (Parte 1)

Para explicar resumidamente, basta dizer que, como a máquina consiste num estator bobinado estacionário, localizado no centro da máquina, enquanto que os ímãs permanentes estão montados ao longo da circunferência interior do rotor e, como o diâmetro do rotor, por ser externo, é maior do que para as máquinas de fluxo radial convencionais, ela permite um maior número de polos, com o emprego de um número maior, de peças de imãs de neodímio de elevada densidade de fluxo magnético de dimensões também maiores, conformando um enorme fluxo magnético na máquina.

Este arranjo resulta em torques muito mais elevados do que o dos motores sem escovas convencionais, o que significa que os Outrunners são capazes de conduzir cargas maiores, de maneira mais eficiente, sem a necessidade de haver grandes relações entre as engrenagens da transmissão.

Porém, as máquinas de Fluxo Axial, quando feitas com materiais de qualidade comparável, exceto pelo custo, pois elas são ainda mais caras, têm vantagens adicionais sobre Máquinas de Fluxo Radial, podendo ser concebidas para ter uma relação potência / peso ainda mais elevada, resultando em menos material do núcleo e uma maior eficiência. Porém, máquinas de fluxo axial, ficarão para uma outra história, e para um outro momento, quando (eu espero), haja uma maior disponibilidade de oferta e os custos estejam menos proibitivos.

Lendo o Código de Produto de um Motor Outrunner (Propriedades Físicas):

Uma coisa que precisamos admitir é que, um bom número dos aficionados em aeromodelismo, por força das habilidades desenvolvidas com um longo tempo de prática, acabam se tornando, também, bons engenheiros (mesmo que os verdadeiros engenheiros não gostem de admitir isso).

Todavia, o mercado do aeromodelismo trabalha com a intensão de alcançar toda sorte de leigos, principalmente tentando atrair mais novatos e, devido a isso, ele tem adotado uma postura de comunicação que torna a apresentação dos dados importantes de características e de especificações a cerca dos dispositivos (motores, controladores, etc), de uma maneira que parece inusitada (as vezes até mesmo confusa) para quem chega a ele pela primeira vez, principalmente no caso de se tratar de técnicos e engenheiros da área de eletroeletrônica (como eu), que carregam tradições (e vícios) de olhar para isso de um ângulo diferente.

Felizmente a maioria dos fabricantes têm adotado um código comum que contempla, em si, as informações sobre o tamanho seus motores, particularmente os Outrunners, mas há algumas exceções (notadamente os fluxo axiais). Os parâmetros que precisamos saber é diâmetro motor (mm), comprimento (mm), excluindo o eixo de acionamento, peso (gramas) e diâmetro do eixo (mm).

Aos Outrunners são, normalmente, atribuídas uma designação numérica, algo semelhante ao padrão: AA-BB-C (Y / D)

Há dois sistemas de codificação que se sobrepõem, quase indistinguíveis e, por isso, de certa forma, podem causar confusão. O primeiro é o sistema "referenciado ao estator". Neste sistema: 

1. O primeiro número, AA, indica o diâmetro do estator, em milímetros. O estator é o componente estacionário, localizado no centro da máquina, que contém os enrolamentos do motor;
2. O segundo número, BB, indica o comprimento do estator (e, também, consequentemente, o comprimento dos magnetos alojados no rotor);
3. O terceiro número C indica o número de espiras de fio condutor por pólo estator;
4. O Y ou D (opcional) significa que os enrolamentos do estator estão interligados em estrela (Y) ou triângulo (D). Para se ter uma ideia do efeito disso, se um mesmo estator puder ter sua configuração de ligação dos enrolamentos (que é interna ao motor) alterada de D para Y, com o motor em Y ele girará mais lento (pois isso causa a modificação da característica Kv (ver nota 1, no final desse artigo), que é, em geral, √3 vezes maior para o caso do fechamento em triangulo), porém com mais torque, para um mesmo consumo de corrente (mas em Y ele precisará de uma maior tensão do que em D para alcançar o mesmo consumo de corrente). A grande maioria dos motores outrunners de emprego em aeromodelismo são fechados em Delta, por conveniência.

Já, quanto ao segundo sistema é o "referenciado ao motor", de emprego mais comum em geral e, principalmente para os motores de mais baixo custo. Neste sistema:

1. O primeiro número AA agora refere-se ao diâmetro externo do motor, em milímetros;
2. O segundo número BB é o comprimento total do invólucro do motor, ignorando qualquer prolongamento do seu eixo;
3. O terceiro número C indica a a característica Kv (rpm/v);
4. O quarto números geralmente permanece os mesmo (e é opcional).

Como você se acercar sobre qual é qual, tendo um motor em mãos? Como foi dito, o segundo caso, onde a designação de três número refere-se ao diâmetro do motor, comprimento do motor e a característica Kv é a mais comum, mas, em caso de dúvidas, a dica é medir o diâmetro externo do invólucro, e lembrar que o estator (elemento interno) deverá ter um diâmetro de 16% a 20% menor.

A maioria dos scooters elétricos irá requerer um motor outrunner na classe de 60 mm a 80 mm de diâmetro externo de invólucro, mais do que suficiente e, um bom vendedor irá revelar pelo as especificações importantes que você possa usá-lo, determinando, mesmo que de forma rudimentar, os parâmetros do sistema de transmissão.

Quanto as propriedade elétricas, a informação de que dispomos é da tensão máxima de operação (Volts), a corrente máxima de operação (Amperes, uma informação importante, mas que requer senso crítico para a devida interpretação) e a potência máxima (Watts, que, consequentemente, também precisa ser bem interpretada).

Além disso, precisamos saber sobre a característica Kv (rpm / Volt) e, de quebra, sobre a resistência interna. Todos estes quatro parâmetros são muito importantes e são interdependentes.

• A Característica Kv (rpm/V) é o quão rápido o motor vai girar por volt aplicado, sem carga ligada ao motor. Por outro lado, é, também, quantos volts o motor irá gerar entre os seus terminais, se você girá-lo (isso é pertinente e interessante para o caso da frenagem regenerativa);

• A Resistência Interna do motor, também conhecido como resistência de enrolamento, resistência terminal, etc. Geralmente será um número baixo (menos do que 1 ohm). 

Mas, curiosamente, não é por nenhum desses parâmetros que os hobbistas de aeromodelismo costumam iniciar a seleção de um motor e, sim, pelo seu peso, e em seguida pelo seu custo, para só então, passar a avaliar os demais parâmetros e, ainda assim, em geral, eles não irão avaliar estes parâmetros com o mesmo senso crítico de um engenheiro.

Deste modo, você deve estar pronto para não se surpreender, por exemplo, quando você perguntar sobre a tensão de um certo motor e, em vez de te retornarem uma resposta com um certo valor numérico, associado à unidade de medida Volt, eles te disserem algo como "10S Lipoly", que corresponde a tensão que é alcançada pela associação em série de 10 células de bateria Litio-Polímero, de tensão nominal de 3,7 volts cada, ou seja, 37 V. Este é o jeito deles tentarem tornar as informações sugestivas e associativas, e mais fáceis para leigos digerirem e gerirem.

Quem é da área de elétrica, cuide para não se confundir com algumas coisas até bem simples, como a nomenclatura da característica Kv, com kV que representa o quilo-volts e, nem sonhe em tentar obter curvas características dos motores oferecidos, como, por exemplo Kv vs Conjugado Resistente (torque da carga) ou Corrente vs Conjugado do Motor (torque disponível no eixo do motor), que poderiam ser importantes ferramentas de engenharia para desenvolvimento de aplicações mais apuradas, pois os vendedores dessa linha de produtos, simplesmente, não as terão para disponibilizá-las.

A ideia deles não é vender para engenheiros, ou criar uma sub-rede de produção industrial debaixo deles mas, sim, vender para hobbistas, cuja aplicação costumeira era para ser sempre a mesma: usar tais motores para hélice de propulsão, ou seja, os hobbistas, até pouco tempo, lidavam com uma aplicação com conjugado resistente sempre de mesmo comportamento. Deste modo, os vendedores esperam que os hobbistas consigam, simplesmente, combinar fácil e adequadamente, por sugestão, as partes que eles irão comprar (hélice / motor / bateria), mesmo que eles não tenham conhecimento de engenharia.

Os produtos da "marca" Turnigy, por exemplo, que costumam ser um destaque neste mercado, são, de fato, produzidos por uma grande variedade de diferentes fabricantes, a grande maioria (se não todos) internados na China, mas que, ao final, recebem o "label Turnigy" e são todos vendidos através da HobbyKing, ou seus distribuidores, sob exclusividade. Isso não me foi difícil desconfiar (e depois confirmar através de pesquisa), porque não seria viável a nenhum único fabricante ter tantas diferentes e vastas linhas de produtos, com tantos diferentes desenhos, tantos diferentes esquemas de cores e de nomenclaturas variadas.

Podemos dizer que, a empresa Hobbyking de hoje é fruto de um natural desenvolvimento do mais puro sistema combinado de produção e marketing em rede, formando uma grande "federação cooperativa corporativa". Eles próprios admitem isso, em sua postagem "número zero" de seu fórum próprio na Internet, ao afirmarem: "Éramos todos os clientes da HK muito antes de nós trabalharmos aqui, então temos experimentado os altos e baixos em primeira mão, e sabemos o quão frustrante (e gratificante) que isto pode ser."

O que eu quero dizer com tudo isso é que, se você pretende, mesmo, aplicar os motores desta linha, em um projeto de Veículo Elétrico de pequeno porte, muito provavelmente você precisará desprender maior tempo e esforço, na busca por informação técnica / tecnológica extra, além daquela disponibilizada pelos vendedores, enquanto que, toda boa ajuda que você poderá encontrar em compartilhamento, contemplará, na grande maioria dos casos, as aplicações para veículos de mobilidade aérea, e não VEs terrestres.

Tudo começa com a seleção do motor porque é de onde toda a performance vem, mas você tem que determinar os requisitos de potência do seu modelo (no caso, o conjunto do patinete-scooter completo, mais o motorista embarcado nele, assim como as condições de locomoção consideradas) porque é ela que determina qual a configuração de potência de motor que você vai precisar.

Então eu andei atrás de pesquisar alguns sites que instruem e que contentam, embutidos, aplicativos para facilitar os cálculos da potência necessária para a propulsão de um veículo elétrico terrestre, e acabei encontrando não apenas isto, mas também outros fabricantes de motores outrunners, como por exemplo, electrifly.com, que eu acredito ser uma divisão da Great Planes Model Manufacturing (Hobbico, Inc.), que me pareceu uma empresa com um foco mais industrial, do que meramente comercial.

Além deles disponibilizarem um programas on-line para ajudar você a escolher, diretamente, o motor para veículos de aplicações de aeromodelismo, no qual basta seguir os passos, inserindo informações sobre o seu avião, para você ter, como resultado, três diferentes configurações de motor para o avião, eles também oferecem uma farta variedade de brochuras e manuais, para visualização online ou download, que podem dar suporte, tanto para uma melhor aprendizagem, quanto aos projetos.

Eu também encontrei na electrifly.com, apesar dela apresentar uma aparentemente menor gama de variedade de motores outrunners, alguns motores que, por uma série de razões, me pareceram ainda mais especificamente interessantes do que os outros que eu havia avaliado antes, para a aplicação no projeto do veículo elétrico de pequeno porte, patinete-scooter (motoneta).

Já, quanto ao cálculo da potência necessária para a propulsão de um veículo, que pode ser determinada pela combinação de força que tem de ser aplicada para mover o veículo, com a velocidade do veículo na qual esta força de propulsão deve ser sustentada, eu recomendo o uso de uma calculadora que ajuda a calcular o tamanho da força de tração, e em seguida a combina com a velocidade que desejamos com que o veículo se mova, e sob certas condições de locomoção que são, também, consideradas e, por fim, simplesmente nos apesenta o valor potência requerida para o modelo.

Para quem for usá-la, de antemão eu aviso para não se preocupar pelo fato de que ali não está sendo mencionando o torque, muito embora seja isso que você precisa nas rodas motrizes, pois o torque de tração é, em última instância, o que move o veículo, por meio da tração gerada pelas rodas do veículo contra a pista. Na fase de projeto é muito mais fácil enquadrar o cálculo em torno da força de propulsão do veículo, em vez do torque do motor.

O site é Simple Vehicle Power Calculator, os resultados produzidos ali são o que pode ser melhor descrito como estimativas de design. A física do problema é geralmente bem compreendida, e é simplificada, baseada em método descrito no Mechanical Engineer's Data Handbook; talvez mais importante que os dados que você fornecer sobre o seu veículo (especialmente se for na fase de projeto) a potência é susceptível de ser estimada, e para a precisão dos resultados do cálculo, irá refletir tanto a precisão de seus dados de entrada (que pode ser feita mediante valores sugeridos baseados em tabelas de dados que têm origem na mesma literatura), quanto as simplificações do método.

Eu fiz e refiz os cálculos inúmeras vezes, a cada vez variando algum dos dados de entrada, para refletir uma gama de certas diferentes condições de locomoção possíveis, para, ao final, ter um valor de potência estimada bem mais bem apurado e garantido (que resultou em algo em torno de 4000W para as piores condições de locomoção consideradas).

Isso que me levou a eleger o motor outrunner Great Planes Rimfire 50cc Electric Motor como motor mais adequado para ser empregado no patinete-scooter (motoneta) que eu pretendo montar, não apenas por ele atender aos requisitos técnicos, como também, por seu emprego se apresentar como uma ótima solução custo-benefício efetivo.

Este motor é fabricado para apresentar as seguintes características:

• Projetados para aceleração explosiva e torque máximo;
• Invólucro em alumínio de liga leve com ímãs permanentes de neodímio de "terras raras" de alto torque;
• Duplo rolamentos blindados;
• Praticamente livre de manutenção;
• Um design de melhor refrigeração, o que significa até 50% a mais de potência do que muitos outros Outrunners de tamanho similar.

Ele opera com alimentação de 33,3V ~ 55.5V (de 9S ~ 15S LiPo), além de ser realmente grande, pois ele tem Máxima Potência Contínua de 5000W (para uma Corrente Constante Máxima de até 110A) e é dotado de um eixo de 10 mm de diâmetro, atributos que farão com que ele opere com folgas, mesmo nos piores condições e momentos críticos de operação da aplicação, apesar dele ser fisicamente pequeno, com uma carcaça de (apenas) 80 mm de diâmetro e 75 mm de comprimento.

Ele tem, ainda, uma característica Kv bastante razoável, de 230 rpm/v, o que me permitirá manter, se não exatamente a mesma, mas, uma relação de engrenagens bastante aproximada daquela discutida na postagem anterior. Segundo um site de vendas, junto com o motor vem a placa traseira de montagem do motor, os quatro parafusos de cabeça escareada de 5,5 x 11 milímetros usados para a montagem da placa traseira, além dos conectores elétricos fêmea e macho para os condutores elétricos de 6 mm e o manual de instruções.

Ele  está sendo vendido, naquele mesmo site, ao preço de três parcelas de US $$83.33 cada (R$ 275,00, não incluso taxas de remessa e de impostos de importação). No site existe a informação de e-mail de contato com o representante da Great Planes / Electrifly no Brasil e, o próximo passo, para este deixar de ser apenas um "motor dos sonhos", é verificar a disponibilidade para a compra e entrega, e partir para os próximos passos.

Reparem que, para que o patinete-scooter se mantenha enquadrado segundo resolução e norma da CONTRAN - Conselho Nacional de Trânsito / DENATRAN - Departamento Nacional de Trânsito (ambos do Brasil) ele tem que ser provido de motor de propulsão elétrica com potência máxima de até 4 kW, enquanto o motor que eu estou escolhendo oferece até 5 kW. Mas a minha real demanda por potência, mesmo para as piores condições de locomoção consideradas, de fato, não passa de 4 kW (e, poderia ser até algo menor, caso eu abisse mão de ter 42 km/h como velocidade final máxima almejada.

Repare, também, que este motor trabalha com tensão de alimentação de até 55V (15S LiPo), mas eu continuo não pretendendo que a tensão de alimentação no patinete-scooter vá além 37V (10S LiPo) e, mesmo que eu mude de ideia, decerto não passarei, de modo algum, de 44,4V (12S LiPo).

Repare, ainda, que o emprego de qualquer tensão de alimentação superior à de sete células de Li-ion ou Li-Polímero, em série, ou seja, 25,9V (7S), isso implica na necessidade do emprego de um ESC (Electronic Speed Controller) da classe especial de ESC denominada HV ESC, que têm capacidade de operar com tensão de bateria maiores, acima de 7S, em alguns casos até 14S (51,8V).

Todavia, eu tenho reparado que um HV ESC de no máximo 12S, para corrente máxima de, digamos, 100A, costuma custar, atualmente, bem menos do que um outro HV ESC de, também, 100A max., mas que consegue cobrir a faixa de tensão de alimentação para cima de 12S ~ 14S.

Isso, inclusive, me levou a crer que deva haver algo ligado à característica de tensão dos transistores FET empregados na construção dos ESCs, que deve apresentar alguma dificuldade técnica, que cria uma fronteira de custos, com majoração de preço para os ESCs cuja tensão de alimentação especificada vá além de 12S.

Então, existem duas justificativas para se trabalhar com uma tensão de alimentação menor, entre 10S e 12S (e não superior), que são:

• a do custo-benefício com relação ao ESC, e;
• a da necessidade de se limitar a potência do VE de pequeno porte para que ele continue devidamente enquadrado nas normas de trânsito brasileira em vigor, ou seja, limitado a 4kW.

Penso que a limitação da potência possa se dar pelo emprego de uma tensão de alimentação reduzida, o que propicia, inclusive, a não necessidade de se empregar um ESC com capacidade de corrente superior ao do motor (com um sobredimensionamento típico de 15% ~ 20%), mas, sim, com capacidade de corrente máxima de no máximo igual (110A).

Se eu abrir mão ao menos de um pouco da velocidade final máxima projetada até aqui (42 km/h), a capacidade de corrente máxima do ESC poderá ser, até mesmo, ainda um pouco menor, podendo cair dentro da faixa que é atendida por um ESC de 100A, que é um valor de capacidade de corrente máxima com muito mais opções de oferta no mercado, e a um custo ainda menor.

TURNIGY Sentilon 100A HV 5-12S BESC (Ver4)

Uma questão a se pensar é o fato que na aplicação em que ele será empregado, o ESC não precisa apresentar o BEC incorporado (nenhuma fonte de alimentação extra é requerida no patinete-scooter), nem tão pouco a necessidade de opto-acoplamento é necessário para o ESC o sinal do acelerador, por este não se tratar de um canal de rádio e, não havendo, portanto, preocupação alguma com rádio interferência.

Todas estas conjecturas estão me fazendo olhar, com muita esperança (ao menos por enquanto), para o emprego da peça comercial denominada TURNIGY Sentilon 100A HV 5-12S BESC (Ver4), avaliando, antecipadamente, a grosso modo, que ele está apto a atender as expectativas mencionadas anteriormente.

Mas, para ter certeza de que isso é realmente se aplica e resulta conforme, eu preciso voltar mais às pesquisa de produtos (ESC), e ao estudo dos ESC, sobre topologias de circuito de acionamento a FET, e ver sobre a questão da possibilidade deles operarem como um acionamento regenerativo síncrono (que retorna energia para a bateria, quando o VE entra em frenagem, algo muito conveniente para esta aplicação), embora seja sabido, antecipadamente, que a maioria dos drives de motor comerciais (ESC) usam a topologia de ponte H convencional, que "recircula" a corrente pelo motor durante cada ciclo de comutação e, portanto, não regeneram.

Também irei olhar para Tópicos Avançados em Projetos de ESC, para entender melhor sobre o controle da velocidade, sobre as limitações do hardware na questão da tensão de alimentação, e sobre como, exatamente, um ESC realiza a limitação da corrente máxima, uma questão que é pertinente ao software de controle do dispositivo ESC. Então, pode ser que a próxima postagem (parte 3 deste artigo) demore ainda um pouco de tempo, e de esforço, para sair.

Atualização de Última Hora (infelizmente):

Infelizmente, eu preciso fazer aqui uma atualização (uma ERRATA) de última hora, admitindo um ERRO MEU, lastimável, que eu cometi, causado por um ENGANO ao qual eu me submeti, a partir do momento em que, ao olhar para um anúncio de venda (cuja imagem eu apresento abaixo), eu estava com muita PRESSA para atingir o final desta postagem (Parte 2/3 deste artigo), e eu não tive o devido CUIDADO E ATENÇÃO, me deixando levar pela EUFORIA, sensação que primeiramente se apossou da minha mente, ao IMAGINAR, tolamente, precipitadamente, que eu havia encontrado uma "GRANDE OFERTA" (sonho de todo comprador). Observem:

E nem adianta eu tentar transferir a culpa do MEU ERRO para o site da loja virtual Tower Hobbies, pela formatação inadequada das fontes e do leiaute do anúncio, pois, quem não teve o cuidado e a atenção, e se enganou, redondamente, fui eu mesmo. (Grande Oferta!?! ... que nada, mais uma vez fica provado que NÃO EXISTE ALMOÇO GRÁTIS! ... e nem oferta de potência extra vendida sem custo adicional).

Diante dessa ocorrência, apesar de eu continuar acreditando que todos os qualificativos técnicos / tenológicos que eu atribui ao motor outrunner Great Planes Rimfire 50cc Electric Motor façam dele um "grande motor", infelizmente, eu já não posso mais chamá-lo de "motor dos meus sonhos". Antes, por causa do preço elevado dele (cerca de R$ 825,00 sem considerar taxas e impostos), o emprego dele se torna proibitivo para a aplicação dele no patinete-scooter (e isto é uma pena, pois ele é, deveras, uma máquina excelente, que eu gostaria muito de poder fazer testes e ensaios). Paciência!

Então, um outro motor, dentre os que eu já havia olhado, antes, tanto os dado sobre as características e especificações, quanto, também, o preço (que eu já havia me acostumado a encontrar sempre para a forma de pagamento à vista) em outros sites de venda, passou a ser o "novo motor escolhido". Mas eu vou deixar para falar mais sobre ele na próxima postagem. ... Me sentindo triste e envergonhado!!!!!

Notas:

1. A característica Kv é uma especificação funcional de um motor elétrico, mas que em nada determina a qualidade geral dele. Além do mais, dar importância a especificação Kv tem sido algo tipico, apenas, de fabricantes e usuários de motores que trabalham com aplicações voltadas para o contexto de aeromodelos e de drones e as empresa que fabricam os motores BLDC de alta eficiência, para tais aplicações, são as que costumam utilizar a especificação Kv (não obstante, eu tenho empregado tais motores em aplicações de motocicletas, tais como a reforma de motocicleta Zero DS, com sucesso). Costumeiramente, Kv é muito pouco levado em considerações em todo o restante contexto das aplicações de motores elétricos e, por isso, muita gente até mesmo desconhece o que ela significa. Eu mesmo desconhecia o significado de kv, até poucos anos atrás (existe, inclusive, o perigo das pessoas desavisadas confundi-la com kV (quilovolt) e pensar que se trata de alguma característica de isolação elétrica, tal como a dos enrolamentos do motor, mas, não é) . Kv significa rotação do eixo do motor (em rpm) dividido pela tensão elétrica de operação (em volts). Assim, por exemplo, um motor pode ser especificado para operação a uma tensão de até 60 V, com um Kv de valor 70 (que foi o caso do motor empregado na motocicleta Zero DS que foi reformada). Isso significa, simplesmente, que quando tal motor é alimentado, por exemplo, com 60 V, ele irá apresenta uma rotação (girando  em vazio) de 60 x 70, ou seja, 4200 rpm. Assim, quanto mais alto o Kv, mais alta a rotação do eixo do motor, porém, em detrimento do torque que, consequentemente, fica menor. Você deve especificar Kv pensando na velocidade máxima que você pretende que o veículo tenha, e considerar a relação da transmissão (número de dentes da coroa e do pinhão, no caso de uma motocicleta) , além do diâmetro da roda que é tracionada (no caso da motocicleta, a roda traseira), sempre lembrando que, para uma dada potência de motor definida, maior velocidade implica em menor torque, e vice versa.

Motor CC Sem Escovas (BLDC) Outrunner, fabricado pela empresa israelense REVOLT, modelo RV-160 Pro, empregado para atualização de uma motocicleta elétrica norte-americana Zero DS ano 2010, aqui no Brasil, num projeto bem sucedido.

Veja também:

Sobre Motocicletas, Triciclos, Scooters, Bicicletas, Skates e Patinetes Elétricos (Parte 1/3)

A Energia a Preço Justo e o Impacto do Carregamento Doméstico de VEs

O Básico Sobre o Sistema de Tração de Veículos Elétricos

Motocicletas e Scooters Elétricos

Sobre Motocicletas, Triciclos, Scooters, Bicicletas, Skates e Patinetes Elétricos (Parte 1/3)

Graças a colaboração de um amigo foi que eu entendi que, a partir de um dado momento, também a indústria associada ao Aeromodelismo e a Robótica com Rádio Controle está servindo de apoio para ajudar a acelerar o desenvolvimento da tecnologia dos Veículos Elétricos (VEs).

Obviamente que não se trata, a princípio, de uma ajuda para se construir carrões como os da Tesla Motors, nem tão pouco como o menor, e popular, Nissan LEAF, mas, sim, de dispositivos de mobilidade ainda menores, e mais simples, tais como patinetes, skates, bicicletas, scooters, triciclos, ou mesmo motocicletas elétricas.

O que possibilita que os dispositivos de aeromodelismo sejam empregados também em pequenos veículos elétricos são vários fatores, que vão desde de o desenvolmento de novas baterias baseadas em Lítio, mas também de novas arquiteturas de motores CC sem escovas, e de drives (acionadores) versáteis, eficientes, de tamanhos compactos e fáceis de usar para estes novos motores, que podem possibilitatar, inclusive, (ainda que isso não seja um caso comum) a regeneração de energia, tal como ela qual ocorre em VEs de maior porte.

Embora o termo "motor driver" seja de emprego mais amplo e antigo, o pessoal aficcionado em aeromodelismo tem usado um termo novo para designar estes dispositivos, tratando-os pelo termo "ESC".

O que a sigla ESC significa? 

ESC é um acrônimo para "Electronic Speed Controller", ou seja, Controlador Eletrônico de Velocidade: um acionador / controlador de motor que permite variação de velocidade. Um ESC é necessário para se executar um motor, em geral motores sem escovas (brushless) são acionados por ESC. Eles são fabricados em certos valores padronizados para a gama de corrente máxima, em geral 50A/60A/70A/80A/100A/125A/200A.

Certifique-se de selecionar o ESC que você está aviando tem a caracteristica de corrente máxima (AMP 'A' rating) mais elevada do que aquela que diz respeito à carga máxima admitida pelo que você está empregando. Se o motor é um motor 50A, verifique se o ESC pode lidar com, pelo menos, 10% a mais do que 50A ou mais amperes (o ideal é 20% a mais).

Precisa tomar o cuidado de confundir as especificação, pois, um ESC com saída para até 125A constante, por exemplo, pode fornecer, transitoriamente, até 200A (corrente de pico), mas apenas por um intervalo de tempo limitado, em geral de até 10 segundos.

Estas mesmas considerações devem ser levadas em consideração ao se planejar o pacote de baterias, ou seja, o arranjo de pilhas deve ter uma qualidade tal, que permita lidar com a carga máxima do conjunto Motor / ESC, sem deixar cair demais a tensão fornecida, nem sobreaquecer.

Um destaque no mercado é para os produtos da Turnigy e da HobbyKing (Red Brick ESC), como o que aparece na foto acima), que, se não vai ganhar o primeiro lugar para o quesito estilo, eles têm os melhores pontos para a simplicidade e a confiabilidade. Com um conjunto básico de programação que estes ESCs apresentam, eles se tornam uma solução perfeita para quem procura um controlador de velocidade robusto e, ainda assim, básico.

O Red Brick ESC, por exemplo foi projetado com a dissipação de calor em mente. com um excesso de alumínio tamanho do dissipador de calor para os FETS, e dissipador de calor individual para o MCU o Red Brick ESC  é um pouco maior do que muitos ESC em sua classe, no entanto, este compromisso em tamanho é destinado a ajudar a eliminar os problemas associados com sobre-aquecimento.

Características:

• Resposta de aceleração linear e suave;
• Utiliza MCU (Microprocessor Control Unit) poderosa, de alta performance;
• Funções de auto-proteção múltiplas:

• Tensão de entrada anormal;
• Sub-tensão da bateria;
• Sobre-termperatura;
• Perda de sinal do acelerador.

• Partida segura: o motor não será executado até que o ESC esteja pronto (armado corretamente).

Especificações:

• Max corrente: 200A;
• UBEC (Ultimate Battery Eliminator Circuit): 5V / 5A;
• Qte de células estimadas (Tensão da bateria Li-Po): 2 ~ 7 (7.4 ~ 25.9V);
• Tamanho: 65x40x26mm;
• Peso: 128g ~170g

BEC significa Battery Eliminator Circuit. Nos velhos tempos do aeromodelismo elétrico você tinha que usar uma bateria separada para alimentar o receptor e os servos. Como o hobby evoluiu, os controles de velocidade ESC começaram a incluir o BEC para alimentar o receptor e servos com uma única bateria, livre da necessidade da bateria extra para o receptor.

O BEC é, em geral, um regulador chaveado rebaixador de tensão (regulador "buck" ou "step-down"). Ele toma a tensão da bateria principal, por exemplo, de 11,1 V, e a reduz para baixo, para 5 Volts (por ex.), para alimentar com segurança o receptor e servos.

Em aeromodelismo e afins, os BECs, integrados aos ESCs, passaram a ser praticamente um padrão, pois, em média, o BEC pesa, apenas, de 10 ~ 20 vezes menos do que um pacote de bateria extra para o receptor. Considere, ainda, o incoveniênte que se tinha em se recarregar, também em separado, a bateria extra do receptor. Com um BEC, você só tem que se preocupar em carregar o seu pacote de bateria principal e, em seguida, seu modelo está apto para um voo seguro. A maioria dos ESCs atualmente têm um BEC (linear), ou preferenciamente, um SBEC (ou UBEC, chaveado) de 5V, integrado.

Em geral os ESCs funcionam com tensão de alimentação minima (tensão nominal da bateria) a partir de 2S, tensão que equivale à de duas células de Li-Polímero, associadas em série. Como cada célula Li-Polímero apresenta tensão nominal típoca de 3,7V, então:

2S = 2 x 3,7V = 7,4V

Já, quanto a tensão de alimentação máxima, em geral corresponde a 7S (tensão equivalente a de sete células de Li-ion ou Li-Polímero, em série, ou seja, 25,9V), todavia, existe uma classe especial de ESC, de emprego cada vez mais crescente, denominada HV ESC, que têm capacidade de operar com tensão de bateria de 12S (44,4V), ou mesmo 14S (51,8V), um nível de tensão que já se torna ideal, inclusive, para motocicletas.

Uma caracteristica desejavel dos ESCs (mas que nem todos os ESCs possuem) que ele seja um acionamento regenerativo síncrono. A maioria dos drives de motor usam a topologia de ponte H convencional, que recircula a corrente pelo motor durante cada ciclo de comutação. A solução mais interessante é a que permite retornar a corrente para a bateria, o que resulta em menor consumo médio, uma economia de 10 ~15% de energia.

Isso pode levar a melhorias dramáticas em tempo de execução com consecutivas paradas ou reversão dos sistemas moveiss, como no caso de um robô, ou a colocação de um veículo em condução em um terreno montanhoso. Este esquema também economiza energia, devolvendo a energia indutiva armazenada nas bobinas do motor à bateria cada ciclo de comutação, em vez de queimá-la na forma de calor nos enrolamentos do motor. Isso faz com que a operação parcial do acelerador fique muito eficiente.

A topologia regenerativa significa que as baterias estarão sendo recarregadas, sempre que você comanda seu o motor para frear ou para reverter, enquanto é desejavel, também, que o drive permita a vantagem de executar paradas e reversões rápidas, mas não necessáriamente tão rápidas quanto as que são exigíveis em robótica. Para atender a este quesito, pode-se olhar, também, para a linha de produtos da Dimension Engineering (SyRen), mais especificos para aplicações em robótica, em vez de aeromodelismo.

Outra caracteristica desejável, é que ele opere com uma frequência de chaveamento alta. Selecionando frequência de comutação na gama de ultra-sons (acima da frequência máxima da audição humana) tem-se a vantagem especial de eliminar a radiação acústica desagradável, muito embora sejam raros os ESCs que atendam a este requisito. 

Enquanto para aplicações em robótica seja mais fácil encontrar drives compactos de motores sem escovas que operem em frequência de comutação de até 32 kHz, quando aos ESCs tipicos para aplicação em aeromodelismo, em geral, eles não costumam ir além de 8 kHz (raros operam em 16 kHz ou 24 kHz), e a questão envolvida ai é principalmente a de custo, embora com uma significância cada vez menor.

Algo a se considerar, ainda, é que os drives compactos de motor sem escovas para robótica não costumam trabalhar com tensão de bateria acima de 30V (33.6V máximo absoluto), e esta pode não ser uma tensão alta o bastante, adequada para uma motocicleta de boa potência, enquanto os ESCs, por sua vez, costumam operar com sinal de aceleração transferidos através do sistema opticamente acoplado, para evitar a interferência electromagnética, o que pode ser um vantagem interesante.

Considere, ainda, que se você pretende construir uma motocicleta elétrica com uma potência adequada, é recomendável que você empregue um drive (ou um ESC), com capacidade de saída para, pelo menos, uns 120A contínuo (uns 180A de pico (burst) por até 10 seconds).

Apesar das especificações do ESC e da bateria precisarem estar casadas entre si, ambos têm que ser definidos, de fato, em função do motor a ser empregado. Quando definimos um motor para um sistema motorizado, isso envolve trabalhar com as relações entre três grandezas fisicas associadas à máquina elétrica: Conjugado, Potência e Velocidade.

Não existe apenas um roteiro correto para se proceder a definição da máquina elétrica de um sistema motorizado mas, existem jeitos que podem tornar as coisas mais fáceis, e outros que podem tornar tudo mais complicado.

Você precisa estar consciente, e levar em conta, que ao adquirir as suas peças para um projeto DIY, você eventualmente irá lidar com fornecedores varejistas que têm tanto preocupações, quanto um linguajar, diferente daquelas que você encontra quando lida com vendedores que fornecem peças para projetos industriais.

Também a realidade com respeito a disponibilidade de dados acerca das peças, pode ser bem mais restrititiva quando você lida com os fornecedores de peças para hobbistas, do que aquela que, em geral, é encontrada junto a fornecedores industririas profissionais. Enfim, estes são universos paralelos distintos.

Poucos fornecedores para o mercado de hobby estão preocupados em apresentar especificações detalhadas de seus motores, com recomendações sobre os limites máximos de operação e curvas para diferentes tensões de bateria. Mas nós precisamos conhecer as propriedades físicas e elétricas do nosso motor brushless ou seja, o quão grande, pesado, e poderoso ele é, e quão rápido ele vai transformar o giro da nossa roda em mobilidade, para uma dada tensão de alimentação e carga mecânica que exige esforço para ser movida.

Podemos começar tratando a grandeza velocidade isoladamente (deixando Conjugado e Potência de lado) e, rapidamente, nós podemos chegar números sobre rotação do motor e da roda. Mas, para começar a fazer isso, precisamos, antes, ter decidido que tipo de VE de pequeno porte almejamos construir. Os calculos e as definições podem diferir consideravelmente entre um patinete e uma bicicleta, apenas pelo fato da bicicleta possuir um pedal, por exemplo, Então vamos imaginar que o nosso propósito é o de construir um patinete elétrico (scooter), algo bem assemelhado aos que podemos ver na figura abaixo:

Patinete Elétrico MoTronik Preto 1000W - DropBoards

Esse é um equipamento muito prático, silencioso e econômico, que pode realizar a mobilidade de uma pessoa por diversos tipos de trajetos por asfalto ou por terra, incluindo pistas com uma boa inclinação, oferecendo conforto, boa dirigibilidade e segurança em pistas não muito acidentadas, e para distâncias percorridas não muito longas: você pode mesmo ir ao trabalho, faculdade, mercado, visitar amigos e até passear sem qualquer incômodo, porém nunca trafeguando por rodovias ou estradas.

Este VE de pequeno porte não é um simples Patinete, pois, embora ele se apresente como um diciclo de rodas em linha, devido a configuração pouco ortodoxa, que não é apenas por causa da propulsão elétrica, mas também por causa da instalação do assento que dá conforto ao motorista dele, algo que não é típico dos patinetes originais. Mas ele também não chega a ser, propriamente, uma Scooter, devido ao seu porte extra-pequeno, e por ser bem mais leve, permitindo, inclusive, que ele seja concebido para ser dobrável, para mais fácil transporte, apesar dele poder ser dimensionado para ter uma performance equivalente à uma scooter com MCI (à combustível) de até 50 cc.

Segundo resolução e norma da Contran - Conselho Nacional de Trânsito / Denatran - Departamento Nacional de Trânsito, a designação oficial para este tipo de veículo é "Motoneta", um veículo automotor de duas rodas, dirigido por condutor em posição sentada, providos de motor de propulsão elétrica com potência máxima de até 4 kW, cujo peso máximo incluindo o condutor, (mais passageiro e carga), não exceda a 140 kg e cuja velocidade máxima declarada pelo fabricante não ultrapasse a 50 km/h, e, como tal, está sujeitos aos requisitos de segurança, habilitação, registro e licenciamento previstos.

Antes de mais nada, para quem está sem uma noção de custo, um patinete-scooter desses está sendo vendido, na data de hoje, ao preço unitário de R$ 2.392,90 no boleto bancário, pelo site da loja virtual submarino.com.br. Este é um preço de venda deveras competitivo e, a ideia é que nós tenhamos como desafio realizar um projeto e cosntrição de um assemelhado, sem que, de modo algum, o custo final se iguale ou supere este preço, pois caso contrário, nem mesmo o prazer de se realizar um projeto DIY poderá ser o suficiente para nós encorajar a empreende-lo.

Alegadamente, de acordo com o site de venda, em pista plana, este patinete-scooter é capaz de transportar até 100kg, e atingir uma velocidade de até 42km/h,  e em ladeiras de "inclinação (ascendente) média", ele suporta transportar até 80kg (obviamente que com uma velocidade (muito) menor do que a máxima). No momento, a fim de estabelecer um passo-a-passo, vamos olhar (apenas) para a informação da velocidade máxima almejada (42km/h), enquanto os dados sobre a magnitude da carga a ser movida, por enquanto, pouco nos interessa.

A características das rodas é que elas são identicas (trazeira e dianteira iguais), feitas de alumínio com diâmetro de 4', e utilizam pneus calibráveis com medidas 265 mm x 85 mm. Mais precisamente, eles são pneus off-road 4.10 / 3.50 - 4 de Nylon, que dificilmente encontraremos exatamente igual, mas que, por um preço bastante módico (menos de R$ 34,00), podemos obter um com as mesmas medidas dimensionais, porém feito de material de qualidade um pouco inferior (imagem abaixo, a direita), em lojas especializadas em máquinas.

Os pneus de menor qualidade não significam, necesáriamente, que você terá uma durabilidade menor em uso, apesar desta ser uma tendência que deve, de fato, ser esperada. Todavia, você pode apostar que, o seu dinheiro, iria durar muito menos se você insistisse em querer usar os pneus exatamente iguais aos originais do Patinete Elétrico MoTronik da DropBoards.

O que você não terá, exatamente, são as rodas pneumáticas off-road, que são desnecessárias, até por que, é exagerado você acreditar que a estrutura do scooter (patinete), de fato, possibilite a ele suportar qualquer ambiente off-road que vá além de uma pista feita de calçamento de pedras bem acentadas, ou uma rua de terra pouco esburacada, de ou num campo gramado com topografia sem grandes inclinações.

Em compensação, você terá rodas pneumáticas "cargo speed" de alta estabilidade, resistência a cargas pesadas e com maior movimentação no asfalto, além de alta resistência a desgastes, que permite a rodagem em terrenos e pisos mais abrasivos.

Todavia, no caso de os pneus já virem acompanhado de rodas, é preciso se tomar o cuidade de verificar se estas rodas são, de fato. adequadas: em geral, rodas para aplicação cargo não são construídas com rolamento de esferas, uma caracteristica construtiva que é altamente recomendável para as rodas a serem usadas neste projeto de sccooter, principalmente por causa da relativamente alta velocidadade final almejada.

Escolhido os pneus, então, agora, nós podemos fazer a conversão do movimento linear da scooter (patinete) na pista, em movimento rotativo do eixo da roda, ignorando eventuais deslisamentos que possam ocorrer por falta de aderência na pista, e para o caso da velocidade máxima que pretendemos atingir, que é de 42 km/h.

A circunferência externa do pneu (em metros) é dada por 0,265 ∙ π = 0,8325 m e, ao trafegar a 42 km/h, isso equivale a trafegar a 42000 ∕ 60 = 700 m/min, de modo que, a rotação do eixo da roda deverá ser de 700 ∕ 0,8325 = 840,8 rpm (rotação ∕ min). Esta informação (840,8 rpm) é a rotação máxima idealizada para a roda, e ela será pertinente para fazermos escolher do motor.

Resumidamente, um motor de CC (Corrente Contínua) converte a corrente elétrica que o alimenta em esforço (torque ou conjugado), enquanto que, a tensão elétrica, é convertida em velocidade (em rotações por minuto ou rpm). O torque (ou cojugado) é o esforço (ou força de torção) medido a uma certa distância radial a partir do centrodo eixo de giro, expressado usualmente em Newtons ∙ metros (Nm). Para muitos mais detalhes veja, também: Conjugado, Potência e Velocidade em Máquinas Elétricas.

Do ponto de vista da velocidade ou rotação, existem dois tipos de motores elétricos adequados para os VEs de pequeno porte: os motores padrão e os motorredutores. Os motores padrão têm eixos diretamente ligados ao rotor do motor, em geral, com velocidades de saída do eixo entre 1800 e 3000 rpm. Já, os motoredutores são dotados de um sistema de transmissão com ingrenagens incorporado a eles que têm a função de reduzir a velocidade (e consequntemente, aumentar o torque, embora que ainda não trataremos do torque), em geral, com velocidades de saída do eixo entre 400 e 500 rpm.

Em tese, poderíamos optar por qualquer uma desses tipos de motores para um VE de pequeno porte, todavia, os motoredutores são mais adequados para as bicicletas elétricas, que têm rodas de aro 16" a 26". Motoredutores tambem podem se aplicar a VEs de pequeno porte com rodas menores, porém, quando somente quando é necessário uma operação em velocidade máxima baixa, e uma grande quantidade de torque para a escalada de subidas mais ingremes, ou quando se dirige por areia ou lama.

No entanto, este não seria o caso de um Kart elétrico, tal como também não é o caso do patinete-scooter elétrico, onde a velocidade final almejada, de 42 km/h, não pode ser considerada baixa, e onde a roda é pequena (de 6" ~ 12"), para os quais, melhor se aplica o emprego de um motor padrão, muito embora, isso não signifique que não teremos um sistema de redução, que se faz necessário pois, a faixa de rotação de 1800 a 3000 rpm do motores existentes não atende a necessidade que temos de uma rotação maxima de algo em torno de 840 ~ 850 rpm na roda tracionada.

Isso significa dizer, que o acoplamento entre o eixo do motor e o eixo da roda não se dará diretamente, mas, através de um sistema de transmissão, em geral empregando uma corrente de aço, uma coroa e um pinhão, tal como, guardadas as devidas proporções, se faz numa bicicleta, ou numa motocicleta, só que sem o emprego de um dispositivo de câmbio de marchas.

Em geral o termo coroa é utilizado para designar a engrenagem motriz (aquela ligada ao eixo do motor), mas este termo também é empregado para designar a engrenagem maior do sistema de transmissão, que é utilizado em conjunto com o pinhão, e está em contraposição ao pinhão. Então o emprego destes termos pode levar a confusões aqui, pois, no caso da scooter, a engrenagem menor é a engrenagem motriz (associada ao eixo do motor), porquanto temos a necessidade de reduzir a velocidade e de aumentar o torque.

Almejar uma velocidade máxima de 42 km/h para uma sccoter pode ser algo que pareça exagerado, pois, alguns projetos de scooter são especificados para uma velocidade máxima de apenas 25 km/h (ou mesmo de 22 km/h). Então, fica a critério do bom senso e do gosto do projestista, especificar a quantidade de dentes da sua própria engrenagem maior (a da roda), a partir da engrenagem que já vem junto com o motor (de 11 dentes) sendo que, quanto maior esse número de dentes da engrenagen da roda, menor será a velocidade, porém, maior sera o torque (melhor perfornmance em pistas de inclinação ascendente).

Se empregarmos um motor padrão de 2750 rpm , onde tenhamos uma engrenagem de 11 dentes acoplado ao seu eixo, por exemplo, precisaremos de uma engrenagem de 36 dentes (uma relação de 1 : 3,27), ligada ao eixo da roda, para termos uma rotação máxima ideal, de 845 rpm, na roda.

Com um Motor Padrão, que já vem preparado com suporte para montagem (4 parafusos) e para o acionamento de uma corrente tracionadora de aço #25, e com um peso de 2,495 kg com o desempenho de um motor de ímã permanente, nós já poderíamos atingir uma boa solução para a motorização, neste projeto.

Olhando em site especializado em suporte para Scooters de Motores Elétricos, eu encontrei um motor assim (mas que não é um motor especifico da área de modelismo), de 36V, 350 W, e ao preço de US $ $74.95 (R$ 239,10 - com US $1 cotado a R$ 3,19), fora o imposto de importação que se paga ao recebê-lo no Brasil. Este motor é, comumente, vendido como peça de reposição compatível com Scooters elétricas diversas, feitas na China, tais como as das marcas Freedom, Sunl, Dolphin, Boreem, E-Scooter, X-Treme, Star II, entre outras marcas e modelos semelhantes.

Mas, porque optar por um motor de tensão de 36V? Em primeiro lugar, simplesmente por se tratar de uma das opções dentro dos padrões de mercado. Em geral, você irá encontrar, com muito mais facilidade e quantidade de oferta, os motores CC sem escovas de tensão de 24V, de 36V e de 48V (para scooters e motocicletas com motor igual ou maior ao equivalente a um motor de 100 cc, pode ser mais adequado um motor elétrico de tensão ainda maior, de 60V).

Por um lado a tensão mais alta é vantajosa, na medida em que, para uma dada mesma potência, o motor de tesão mais alta demandará uma corrente elétrica proporcionalmente menor, e os seus enrolamentos podem, então, ser feitos com fios condutores mais finos. Todavia, a tensão mais altta exige que você precise de um pacote de bateria que requer associar mais células em série, para que, na somatória, atinja o valor da tensão correta. A tensão de 36V exige a associação de 10 células de Li-ion / Li-Polimero, em série (onde 3,7V é a tensão nominal típica por célula, e 10 ∙ 3,7 = 37 V ).

O motor em questão ainda apresenta a característica de ter a rotação do eixo reversível, quando invertemos a polaridade dos condutores de alimentação. No caso do método de fixação por suporte de montagem não ser a forma mais adequada, existe, ainda, a possibilidade de emprego de um outro motor CC sem escovas com as mesmas caracteristicas eletromagneticas e de desempenho torque / velocidade / potência, porém, com sistema de fixação que é diferente, através de furos roscados de montagem nos discos frontal e traseiro da carcaça do motor.

A montagem por meio desses furos roscados frontais e trazeiros, a pricípio, pode parecer a forma mais adequada, mas, este motor tem as dimensões ligeiramente maiores e, um considerável peso extra (cerca de 1 kg a mais), o que não faz dele um produto mais caro, ao contrário, ele costuma ser mais barato, US $64.95 (R$ 207,20, sem o imposto) e, acredito que ele tenha uma maior demanda de procura.

Bem, mas esta seria a apresentação do que seria, podemos dizer, uma solução convencional para a motorização do patinete-scooter, empregando motores que foram construídos pensando, especificamente, neste tipo de aplicação. Mas existe um outro caminho que nós podemos seguir, e que pode nos levar a uma esperiência interessante. Mas esse outro caminho, no entanto, pode ser também sombrio, principalmente para quem se envereda por ele, pela primeira vez: o emprego em scooters, de motores e de controladores de velocidade que são típicos das aplicações do mundo do aeromodelismo.

Em continuidade, é disso (e muito mais) que trataremos na próxima postagem.

Veja Também:

Sobre Motocicletas, Triciclos, Scooters, Bicicletas, Skates e Patinetes Elétricos (Parte 2/3)

Sobre Carregamento de Veículos Elétricos

O Básico Sobre o Sistema de Tração de Veículos Elétricos

Motocicletas e Scooters Elétricos