A Grande Diferença entre Motores Elétricos para Veículos e eVTOL

Motores Elétricos para Veículos e eVTOLs: O que Faz a Diferença?

Os veículos elétricos, seja eles carros ou eVTOLs, estão todos construídos ao redor de motores elétricos similares. No entanto, há diferenças fundamentais, incluindo os custos de componentes, a massa e a redundância.

Jon Wagner passou cinco anos como Diretor de Engenharia de Bateria para a Tesla antes de se juntar ao desenvolvedor de eVTOL da Califórnia, Joby Aviation, em 2017. Ele falou com o IEEE Spectrum sobre como a engenharia varia entre carros e aviones.

Como os motores eVTOLs são diferentes dos motores de carros?

Jon Wagner: Em geral, a transporte terrestre tem um foco diferente em custo versus massa. Você sabia que seria disposto a gastar mais em partes para economizar uma certa quantidade de massa? Os acordos de custo versus massa terminam no veículo terrestre e, em um certo ponto, o custo se torna dominante, ao passo que na aviação, os acordos de custo versus massa vão muito mais fundo. E assim, para certas soluções, os criadores de eVTOLs estão dispostos a gastar mais dinheiro para poder permitir que a massa seja mais leve ou a eficiência seja maior.

O outro grande diferencial é relacionado à segurança. Em essência, estamos lidando com as mesmas tecnologias de motor para transporte terrestre e aviação agora, então os modos de falha são semelhantes. No entanto, na aviação, temos o desejo de voar e pousar de forma segura e contínua, e isso impõe o que se faz no design para mitigar esses falhas se elas ocorrerem. Em muitos casos, no transporte terrestre, a mitigação para um falha é para parar de forma segura na lateral da estrada. Na aviação, a mitigação é a redundância, pois não há uma opção para parar.

É a redundância projetada nos motores EV?

Wagner: Normalmente, a redundância não é projetada nos sistemas de motor elétrico de veículos somente na finalidade de redundância. Existem alguns carros agora que têm tração integral, ou seja, um motor na frente e outro na traseira, então, como uma característica secundária, você ganha a redundância. No entanto, isso não foi feito com a intenção primária de ter a redundância.

Como a manufatura de eVTOL da Joby se compara à manufatura de EV?

Wagner: A forma mais eficiente de gerenciar um esforço de engenharia em grande escala em uma indústria madura, como a automotiva, é fragmentar o sistema em pedaços que podem ser outsourceados a fornecedores que vão fazer um excelente trabalho em cada pedaço. O lado negativo é que, quando você quebra um problema em três pedaços, agora você tem interfaces nas fronteiras entre esses pedaços, e essas sempre criam ineficiências. Nós foi capaz de desenhar soluções altamente integradas sem pagar a penalidade de fabricação.

São há materiais que você está realmente empolgado?

Wagner: A Permendur (uma liga de cobalto-ferro) geralmente custa no valor de 10 vezes mais do que a aço de motor tradicional. É significativo, e é frequente que não seja usada no transporte terrestre devido a tal custo. Ela vem com pequenas melhorias no desempenho, mas o suficiente para que para a aviação ela seja muito interessante.

Os aviões elétricos irão pegar de jeito como os EVs?

Wagner: Eu sempre quis ser um pensador muito à frente em relação à potência. No entanto, uma das coisas que eu aprendi ao longo dos anos é que o desenvolvimento de potência-train precisa vir com um dose saudável de paciência. O desenvolvimento de um novo tipo de potência-train é um esforço grande, mas é um esforço que eu estou muito confiante que a indústria da aviação irá realizar. Estamos certamente fazendo isso aqui na Joby, e veremos que amplie com o tempo.