Edição Fevereiro 2020

O Rodar Válvulas pega em temas soltos de pura curiosidade quotidiana e tenta explorar o mesmo "até ao osso", dando um conhecimento mais aprofundado do tema escolhido. Tem o objetivo de meter a cabeça a "rodar" e a pensar como é que certas tecnologias funcionam ou como são organizadas no seu cerne e tudo isto em relativamente poucas palavras. 

Com a evolução tecnológica e com a mudança de paradigma no sector, cada vez mais vemos mais eletrónica nos automóveis de hoje em dia. Já foi o tempo em que se olhava para a baía do motor e conhecíamos todos os componentes de frente para trás e tínhamos um tratamento por "tu" que provocava inveja até aos melhores amigos, visto que a estrutura mecânica não mudou assim tanto. Hoje, muitos componentes são eletrónicos ou tem algum tipo de eletrificação colocado de pé a trás o mecânico mais purista.
Os tempos mudaram e o que antigamente podia ser um bom mecânico hoje, tem de ser um bom mecatrónico para superar os desafios diários.

Conhecendo os princípios básicos da teoria é meio caminho andado para termos um rápido e correto raciocínio.
A eletrónica de potencia dos veículos elétricos ou híbridos de alta tensão é baseada em conversores de corrente que convertem de corrente continua (DC - Direct Current) para corrente alternada (AC - Alternating Current) e vise-versa, visto as máquinas eletricas funcionam com AC e a bateria em DC.
(Podem encontrar aqui um pequeno documentário da National Geographic sobre as vidas "cruzadas" dos responsáveis por estas invenções)

Confuso? Vamos tentar simplificar isto...

Termos diferentes tipos de corrente num sistema é como se tivéssemos um russo a dar direções a um chinês (exemplo sem nenhum significado politico ou xenófobo) e nenhum deles se entende pois a sua língua não é compreendida pelo outro. O assunto ficava resolvido com algum tipo de tradutor e é exatamente isso que os conversores fazem com a corrente.

Vamos tentar primeiramente perceber estas duas "línguas" para mais tarde perceber facilmente como funcionam os conversores.

Uma corrente é considerada contínua quando o fluxo dos eletrões passa pelo condutor sempre no mesmo sentido, ou seja, é sempre positiva ou sempre negativa, circulando no sentido do polo positivo para o polo negativo, se considerarmos o sentido convencional da corrente. A maior parte dos circuitos eletrónicos trabalha com corrente contínua, sendo as pilhas e as baterias os melhores exemplos onde encontrar este tipo de corrente. Neste tipo de corrente não podemos alterar a polaridade dos condutores elétricos e por isso quando coloca uma pilha num dispositivo coloca-se sempre conforme indicação se não o mesmo não vai funcionar.
Na corrente alternada o conceito é ligeiramente diferente os eletrões em vez de andarem num só sentido vão alternando o mesmo dependendo da frequência do circuito. Neste tipo de corrente não existe problema de trocar a polaridade, na maioria dos casos não acontece nada, como em nossa casa podemos trocar a posição da ficha e não é por isso que os aparelhos deixam de funcionar. É comum que a maior parte das máquinas elétricas trabalhem com corrente alternada como por exemplo um alternador de um automóvel.

Este tipo de conversão dá o nome ao componente eletrónico - Retificador - pois retifica (transforma) corrente alternada para continua. A ciência por trás deste conversor está num pequeno componente chamado díodo retificador. A função é simples, quando temos uma onda sinusoidal de entrada (como na corrente alternada) este componente vai retificar meia onda (gráfico verde) no caso de termos uma ponte de díodos retificadores conseguimos retificar totalmente a onda (gráfico azul).

No caso de termos uma corrente trifásica alternada temos 3 ondas sinusoidais desfasadas 120º em vez de uma só onda. A retificação final das ondas fica muito próxima de um sinal de corrente continua...

Ainda não tivemos oportunidade de abrir nenhuma eletrónica de potência de um MB mas teoricamente para finalizar o processo para se tornar finalmente em corrente continua são necessários "condensadores amaciadores" tornando o sinal numa simples linha reta.

Este conversor é utilizado quando por exemplo estamos a fazer uma travagem regenerativa e a máquina elétrica está a funcionar como gerador, gerando corrente alternada. Esta energia antes de ser armazenada tem de ser convertida em continua. 

Neste tipo de conversor fazemos o inverso e por isso o nome de - Inversor ou Inverter - tornando corrente continua em alternada.

A forma de nós conseguirmos visualmente explicar como seria capaz de alimentarmos uma máquina elétrica (alternada) com um fonte de energia (continua) era se mecanicamente fosse possível trocarmos a polaridade de uma bateria à frequência da rede (50 Hz) ou seja alternarmos/cruzarmos a polaridade 50 vezes por segundo... Parece impossível? OK, tem razão, é mesmo impossível mecanicamente e por isso temos de recorrer mais uma vez à eletrónica usando IGBT's.
Estes pequenos transístores funcionam como interruptores eletrónicos podendo abrir ou fechar a velocidades que nem imaginamos.
Vamos pensar no seguinte esquema:  

Vamos dizer que temos uma fonte continua (Vi), uma máquina elétrica alternada (Vo) e quatro IGBT's (S1, S2, S3 e S4).
Como regra, os IGBT's só são acionados aos pares (S1 com S4 e S2 com S3). Agora vamos seguir os caminhos quando estes são atuados... 

Se olharmos atentamente para a máquina eletrica, definida anteriormente por Vo, podemos confirmar que a polaridade muda consoante o acionamento dos transístores. Se conseguirmos alternar à frequência da rede temos uma conversão de corrente continua em alternada com sucesso!  

Este conversor é utilizado quando queremos acionar a máquina eletrica (modo motor), a energia armazenada na bateria em corrente continua tem de ser transformada em alternada para ser utilizada pela mesma.

Com isto ficamos um bocado mais próximos de perceber melhor o funcionamento de todo o sistema. 

Como o smartphone se tornou o novo "melhor amigo" do Homem a Mercedes-Benz pensou que uma das inovações possíveis era este ser a nova chave da viatura sendo usada para abrir/fechar e para colocar o motor a trabalhar. Esta solução servia como uma luva para os fãs mais tecnologicos que gostam de andar com tecnologia de ponta como para os mais esquecidos que tinham de tornar a entrar em casa para ir buscar as chaves que tinham ficado para tras devido a correria matinal.
A ideia tinha tudo para dar certo mas como para este tipo de utilização é exigido um padrão de segurança altamente rigoroso e nem todos os construtores de smartphones os conseguiam cumprir. Por isso, a a integração da chave no smartphone vai ser discontinuada a partir do inicio do ano de 2020. O foco do projeto vai ser redirecionado para o autocolante (Digital Vehicle Key Sticker), já disponivel para encomenda.
 

O cartão pode ser utilizado standalone ou colado num objeto (por exemplo no seu smartphone), tornado-o a sua chave.

O sistema está limitado a 1900 arranques por questões de segurança ainda muito longe das 200 mil vezes de uma chave convencional MB. Quando o número estiver a chegar ao seu limite, o condutor, é notificado via painel de instrumentos.