Novo recorde de densidade de potência: motor elétrico de 94 kg entrega 1000 cv.

Desenvolvimento do Fraunhofer IISB no Clean Aviation mira a aviação e sistemas híbridos com células a combustível de hidrogênio

O novo motor elétrico criado pelo Instituto Fraunhofer de Sistemas Integrados e Tecnologia de Dispositivos (Fraunhofer IISB) consegue entregar 1.000 cavalos de potência com apenas 94 kg e dimensões comparáveis às de um botijão de gás de 12,5 kg. Essa solução alcança uma densidade de potência de 8 kW por quilograma, um valor muito acima do que se vê em motores típicos de carros elétricos (2–4 kW/kg) e até superior ao de motores aeronáuticos avançados (5–6 kW/kg).

Para atingir esse desempenho, a equipe adotou uma arquitetura inovadora com quatro enrolamentos trifásicos do tipo em grampo, nos quais os condutores não usam fio redondo flexível, mas barras de cobre rígidas dobradas em formato de U. Com isso, é possível acomodar mais cobre no mesmo volume, elevando corrente e potência, além de melhorar o resfriamento e a resistência mecânica.

O resfriamento direto por pulverização de óleo remove o calor com eficiência, permitindo que o motor opere em potência mais alta sem superaquecimento. Por ser compacto, o conjunto se mostra especialmente adequado para a aviação, em que espaço e peso são fatores críticos.

Para efeito de comparação, o Tesla Model S Plaid usa três motores para chegar a cerca de 1.020 cavalos de potência, enquanto este motor atinge quase o mesmo resultado sozinho.

Outra inovação importante é o uso do aço NO15 com apenas 0,15 mm de espessura, aproximadamente metade da espessura encontrada na maioria dos motores elétricos. Esse aço mais fino reduz as correntes parasitas, diminui o aquecimento e aumenta a eficiência, sobretudo em rotações elevadas. O novo motor pode operar a cerca de 21.000 rpm.

O motor é composto por quatro seções independentes, cada uma com seu próprio enrolamento, inversor e sistema de controle. Isso garante alta confiabilidade: se uma seção falhar, as demais continuam funcionando, algo especialmente relevante para a aviação.

O desenvolvimento foi realizado dentro do projeto AMBER, parte do programa Clean Aviation da União Europeia, voltado à criação de sistemas elétricos híbridos com células a combustível de hidrogênio para aviões regionais. A meta do projeto é reduzir as emissões de dióxido de carbono na aviação em pelo menos 30% em relação aos níveis de 2020. No projeto, também participam a Avio Aero com o turboélice Catalyst e a GE Aerospace, mas o Fraunhofer IISB desenvolveu o motor integralmente, da concepção à validação, em conformidade com os padrões aeronáuticos.

Embora um motor de 94 kg e 1.000 cavalos de potência impressione, a passagem de um protótipo de laboratório para um equipamento aeronáutico certificado ainda é um desafio complexo. Além disso, permanece em aberto se as células a combustível de hidrogênio conseguirão garantir operação confiável em rotas regionais.

Ainda assim, para um setor em que o avanço costuma ser medido em décadas, esse motor representa uma conquista de engenharia significativa.