Arquiteturas multimotor para veículos elétricos
Adicionar motores oferece a um veículo elétrico mais fontes de torque que podem ser controladas de forma independente, mas também aumenta a massa, a eletrônica de potência, a demanda de resfriamento e o número de componentes rotativos. O valor de uma arquitetura multimotor depende da eficiência com que o veículo utiliza esses motores durante a aceleração, em curvas, a velocidade constante, na regeneração e em condições de falha.
Arquiteturas com um só motor
Normalmente, um único motor aciona duas rodas por meio de uma engrenagem redutora e de um diferencial. A tração dianteira posiciona a unidade de propulsão perto do eixo direcional e pode simplificar plataformas derivadas de veículos com tração dianteira. A propulsão traseira separa a tração da direção e pode melhorar a aderência durante a aceleração, pois a carga é transferida para trás.
Mesmo um só motor pode oferecer controle preciso de tração, frenagem regenerativa e intervenção na guinada por meio dos freios. Um diferencial mecânico permite que as rodas esquerda e direita girem a velocidades diferentes, enquanto uma função de bloqueio controlada eletronicamente ou os freios de atrito podem redistribuir o torque útil nas rodas.
As vantagens são o baixo número de componentes, a pouca massa, o custo reduzido e as pequenas perdas parasitas. A principal limitação é que um só eixo precisa fornecer toda a propulsão e regeneração.
Dois motores e tração integral elétrica
A configuração multimotor mais comum usa um motor em cada eixo. Não existe um eixo cardã mecânico entre eles. O controlador do veículo pode alterar rapidamente a distribuição de torque entre os eixos dianteiro e traseiro, dentro dos limites da aderência dos pneus, dos motores e inversores, das cargas sobre os eixos e da potência da bateria.
Os dois motores não precisam ser idênticos. Um fabricante pode escolher um motor de ímãs permanentes muito eficiente para o eixo principal e um motor de indução para assistência intermitente. A Audi usa um motor síncrono de ímãs permanentes na traseira e um motor assíncrono na dianteira do Q6 e-tron quattro, enquanto a Tesla especifica um motor de ímãs permanentes traseiro e um motor de indução dianteiro nas versões aplicáveis do Model 3 AWD.
O controlador pode usar principalmente o eixo mais eficiente com carga leve, adicionar o outro motor para acelerar ou melhorar a tração e utilizar um ou ambos para regenerar energia. Essa estratégia depende do mapa de eficiência de cada unidade de propulsão, e não de uma regra fixa segundo a qual um eixo seria sempre melhor.
Desenergização e desconexão de um eixo
Um motor desenergizado ainda pode provocar perdas. Os ímãs permanentes induzem tensão sempre que o rotor gira, enquanto as engrenagens, rolamentos, vedações e o óleo continuam em movimento. As máquinas de indução e de excitação elétrica podem reduzir o fluxo do rotor quando não produzem torque, mas suas perdas mecânicas permanecem.
Uma embreagem de desconexão impede que parte da transmissão secundária gire com as rodas. Isso pode reduzir as perdas a velocidade constante, principalmente em um motor de ímãs permanentes, mas a embreagem e o atuador aumentam a massa e o custo, exigem transições de controle e acrescentam outro modo de falha. A reconexão precisa sincronizar as peças rotativas e restabelecer o torque sem uma perturbação perceptível.
A economia de energia proporcionada pela desconexão depende do ciclo de uso. O benefício pode ser pequeno se o segundo eixo for necessário com frequência, enquanto o mesmo dispositivo pode ser valioso na condução constante em rodovia.
Sistemas com três motores
Um veículo elétrico com três motores normalmente tem um motor em um eixo e dois motores controlados de forma independente no outro. Se cada um dos motores emparelhados tiver uma transmissão separada para uma roda, o eixo poderá distribuir o torque positivo e regenerativo entre os lados esquerdo e direito sem um diferencial convencional.
Essa configuração permite controlar diretamente o momento de guinada: aumentar o torque de tração na roda externa pode ajudar o veículo a fazer a curva, enquanto diferentes torques regenerativos podem contribuir durante a desaceleração. A vetorização disponível continua limitada pela aderência longitudinal e lateral combinada de cada pneu.
Uma configuração com três motores nem sempre significa torque independente em cada roda. Em outras arquiteturas, três máquinas podem ser combinadas por meio de engrenagens ou embreagens compartilhadas. É preciso conhecer o percurso mecânico antes de deduzir as capacidades a partir do número de motores.
Quatro motores
Uma arquitetura com quatro motores pode atribuir um motor a cada roda, embora um veículo também possa integrar dois motores em cada unidade de propulsão do eixo. O controlador pode então ajustar a propulsão e a regeneração nas quatro rodas.
O sistema Quad-Motor de segunda geração da Rivian usa motores controlados individualmente e uma desconexão automática do eixo traseiro. A Mercedes-Benz documenta três motores de fluxo axial — não quatro — em seu AMG GT 4-Door Coupe de 2026, mostrando por que a configuração dos eixos é mais importante do que simples categorias de marketing.
Os motores independentes para cada roda podem responder rapidamente e evitar as limitações de um diferencial mecânico. Eles também multiplicam os inversores ou canais de inversor, sensores, rolamentos, engrenagens, circuitos de resfriamento e a coordenação do software. A penalização de massa não suspensa dos verdadeiros motores nas rodas não se aplica automaticamente aos motores montados na carroceria que acionam as rodas por meio de semieixos.
A vetorização de torque é uma capacidade do sistema
A vetorização de torque consiste em criar deliberadamente diferentes torques úteis, de tração ou regenerativos, entre eixos ou rodas. A expressão não especifica como isso é obtido. Os sistemas podem usar:
- motores independentes;
- um diferencial ativo ou um conjunto de embreagens;
- intervenção dos freios;
- comandos diferentes para os motores dianteiro e traseiro;
- uma combinação desses métodos.
O controlador estima a capacidade dos pneus a partir das velocidades das rodas, do ângulo da direção, da aceleração, da velocidade de guinada e de modelos do veículo. Ele precisa coordenar a propulsão solicitada com o controle de estabilidade e os freios de atrito. Com uma aceleração lateral elevada, o pneu pode conservar pouca aderência longitudinal para aplicar torque vetorial adicional.
O torque do motor também não é o torque na roda. A relação de transmissão e a eficiência do trem de força multiplicam o torque no eixo, enquanto o raio do pneu converte o torque na roda em força longitudinal. É enganoso comparar sistemas apenas pelo torque do motor anunciado, sem essas grandezas.
Eficiência, desempenho e limites térmicos
Uma potência instalada maior nos motores pode melhorar a aceleração sem levar uma única máquina ao limite. Também pode distribuir a frenagem regenerativa e oferecer uma reserva térmica durante usos repetidos com carga elevada.
No entanto, durante a condução normal, as unidades de propulsão adicionais geram perdas elétricas e mecânicas. Um controlador eficiente escolhe a combinação com a menor perda total entre a bateria e as rodas no ponto de operação solicitado. Essa combinação pode envolver um eixo, ambos os eixos com carga mais leve ou um eixo desconectado.
As potências de pico combinadas dos motores nem sempre podem ser somadas. A potência de descarga da bateria, a corrente do barramento DC, a capacidade dos inversores, a aderência dos eixos e os limites térmicos podem restringir a potência do sistema a um valor inferior à soma aritmética. O mesmo se aplica à regeneração quando a capacidade da bateria de aceitar carga é a restrição ativa.
Redundância e funcionamento degradado
Vários motores criam a possibilidade de manter a propulsão depois que uma unidade de propulsão é desativada, mas a redundância não é automática. Os contatores da bateria, circuitos de resfriamento, unidades de controle, comunicações ou barramentos de alta tensão compartilhados podem continuar sendo pontos comuns de falha.
Um modo degradado seguro também precisa controlar a guinada. A perda repentina de torque em um dos lados de um eixo com rodas acionadas de forma independente pode criar um momento de direção. Os controladores precisam detectar falhas, coordenar a redução do torque e conservar capacidade suficiente de frenagem e estabilização.
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