Fiabilidade e manutenção de VE

Conversa sobre oficina e manutenção de veículos eléctricos com o Dr. Mark Quarto da Quarto Technical Services

Os grupos motopropulsores dos veículos eléctricos (VE) são muito mais simples do que os motores de combustão tradicionais. Estes motores não requerem a manutenção normal, como mudanças de óleo, velas de ignição, combustível e filtros de óleo. Os motores eléctricos são geralmente fiáveis, duradouros e de fácil manutenção. Apesar de os motores eléctricos necessitarem de menos manutenção, têm de ser reparados de acordo com o calendário sugerido pelo fabricante. Os problemas normais em que todos se concentram são as baterias, mas quando se trata de motores, existe uma grande lacuna na avaliação e no nível de competências necessário para diagnosticar motores eléctricos. “Quando conversei com muitos técnicos e instrutores de automóveis ao longo dos anos, a maioria admitiu rapidamente que tem uma experiência mínima em saber como testar, analisar e diagnosticar sistemas EM. Embora os técnicos estejam bem familiarizados com as metodologias de diagnóstico dos grupos motopropulsores automóveis tradicionais, as suas experiências são um caminho menos percorrido no espaço dos grupos motopropulsores eléctricos.”

Testar o motor EV

O mercado de veículos eléctricos usados e de segundo proprietário continua a suscitar preocupações sobre a forma como os técnicos irão analisar e diagnosticar com confiança os sistemas de transmissão eléctrica. O diagnóstico do motor de acionamento e do gerador (Máquinas Eléctricas – EM) e a análise do estado de saúde (SOH) passaram a ocupar um lugar central no diagnóstico e na análise de automóveis. Os técnicos do sector automóvel manifestaram um grande interesse em aprender os processos de análise e diagnóstico mais avançados para ajudar a determinar o SOH de um EM.

À medida que os veículos electrificados continuam a envelhecer no mercado, os primeiros proprietários de veículos antigos, os proprietários secundários e as frotas colocam agora a questão “qual é o estado do motor de acionamento e do gerador (estator e rotor) quando se determina o SOH de um veículo?” Os técnicos de campo pretendem um método de diagnóstico quando se trata de uma condição de falha do grupo motopropulsor elétrico. Especificamente, os diagnósticos a bordo dos veículos OEM podem não fornecer uma análise exaustiva necessária para determinar o estado de um EM envelhecido nem esclarecer os problemas no EM ou no seu sistema de Módulo Inversor de Potência (PIM). Uma vez que o custo de um sistema EM ou PIM pode resultar em milhares de dólares de reparação, é essencial identificar e determinar a causa raiz do problema. O tempo de trabalho necessário para identificar a causa raiz de um problema pode ser excessivamente demorado, acrescentando mais custos à reparação efectiva. Se os sistemas forem mal diagnosticados, os custos de peças e mão de obra aumentam significativamente. Nem o mercado pós-venda nem os OEM incorporaram o EM SOH como parte de um processo formal de ensaio de serviço, em comparação com o motor a gás tradicional (ICE ou motor de combustão interna).

Se um técnico automóvel fosse questionado sobre as causas de uma falha de ignição tradicional do ICE, variações nas rotações, condição de magra/rica, etc., seria natural que efectuasse testes específicos/dirigidos. Alguns destes ensaios de motores incluem o equilíbrio dos cilindros, a compressão, a fuga de cilindros, as formas de onda de vácuo, o ensaio do sistema de ignição, etc. Estes testes são endémicos e estão ligados ao ADN da forma como os técnicos automóveis testam, analisam e diagnosticam os sistemas de transmissão automóvel. Em comparação com os motores EV, estes mesmos técnicos automóveis podem ser capazes de citar um ou dois tipos de ensaios, mas desconhecem completamente os elementos de ensaio adicionais que são utilizados na análise EM e os modos de falha associados. É aqui que reside a raiz do fosso entre o nível atual de análise e diagnóstico EM no domínio do serviço automóvel.

Estado atual da manutenção e resolução de problemas de motores EV

Os técnicos automóveis já estão sobrecarregados com um imenso número de cursos que frequentam anualmente, apenas para se manterem actualizados com as tecnologias tradicionais dos motores de combustão interna (ICE). E, uma vez que a tecnologia ICE compreende a maior parte da interação diária de um técnico, é uma tarefa onerosa para eles (e para o proprietário da empresa) justificar a atribuição de horas de formação significativas para aprender os sistemas de transmissão eléctrica. No entanto, o mercado automóvel atingiu o seu auge. O volume de produtos de veículos electrificados no mercado que estão perto ou fora do seu período de garantia começa a atingir números significativos. As vendas globais de VEs totalizaram cerca de 7,2 milhões no final de 2019, um aumento de 57% em relação ao total de VEs vendidos no final de 2017. Estes volumes não podem continuar a ser ignorados, especialmente pelo mercado de pós-venda automóvel.

Os técnicos automóveis já estão sobrecarregados com um imenso número de cursos que frequentam anualmente, apenas para se manterem actualizados com as tecnologias tradicionais dos motores de combustão interna (ICE). E, uma vez que a tecnologia ICE compreende a maior parte da interação diária de um técnico, é uma tarefa onerosa para eles (e para o proprietário da empresa) justificar a atribuição de horas de formação significativas para aprender os sistemas de transmissão eléctrica. No entanto, o mercado automóvel atingiu o seu auge. O volume de produtos de veículos electrificados no mercado que estão perto ou fora do seu período de garantia começa a atingir números significativos. As vendas globais de VEs totalizaram cerca de 7,2 milhões no final de 2019, um aumento de 57% em relação ao total de VEs vendidos no final de 2017. Estes volumes não podem continuar a ser ignorados, especialmente pelo mercado de pós-venda automóvel.

Atualmente, os técnicos baseiam-se fortemente nas falhas de padrão (reconhecimento) dos sistemas como método de identificação da causa principal das falhas dos sistemas tradicionais (ICE). “Infelizmente, as tecnologias mecânicas, eléctricas e magnéticas dos grupos motopropulsores EM estão a evoluir tão rapidamente que as falhas padrão seriam relegadas para uma abordagem de diagnóstico menos eficaz. Sem uma base técnica sólida em tecnologia EM, a análise e o diagnóstico serão uma batalha literalmente difícil para um técnico. A aprendizagem de técnicas de análise e diagnóstico EM requer uma formação e experiência significativas, que constituem um desafio mesmo para os técnicos de diagnóstico experientes, a menos que o equipamento de análise e teste possa depurar dados eléctricos e magnéticos para facilitar o trabalho de análise e diagnóstico.”

Manutenção e resolução de problemas de motores EV

O instrumento ALL-TEST PRO 33 EV™ é a única ferramenta concebida para testar os motores especiais de ímanes permanentes e os motores/geradores utilizados em veículos eléctricos e híbridos. Com este inovador aparelho híbrido de teste de ímanes de motores, pode testar motores magnéticos em veículos a partir de um único dispositivo que fornece resultados de diagnóstico rápidos e precisos.

Justificação de Mark para selecionar o AT33EV: “O AT33EV obteve a pontuação mais elevada de cinco (5) metodologias de ensaio de MGU num estudo interno da General Motors (GM) que a minha equipa realizou em 2011 para determinar a perspetiva das capacidades de prognóstico e ensaio do instrumento de ensaio de MGU. Também obteve a pontuação mais elevada num estudo realizado por um fornecedor externo de ensaios de motores eléctricos para a GM, quando o estudo foi reproduzido para garantir a repetibilidade dos resultados dos ensaios e do desempenho dos instrumentos. Por conseguinte, o AT33EV é um instrumento de ensaio superior para a realização de ensaios EM trifásicos e análise SOH. Uma das principais vantagens da ferramenta AT33EV é a sua capacidade de testar um rotor EM sem a necessidade de rotação. Em resumo, o EM pode ser completamente testado estaticamente. Para o técnico, isto significa que o teste pode ser realizado com o sistema de Alta Tensão desativado e não é necessário realizar testes em estrada – todos os testes podem ser realizados no compartimento de serviço.”

Os parâmetros de ensaio do MGU SOH incluem corrente contínua (DC), resistência (Milliohms), indutância, impedância, capacitância, ângulo de fase, resposta de frequência de corrente, fator de dissipação (contaminação) e resistência de isolamento. O AT33EV resolve rapidamente problemas ou valida a ligação de um motor de sistemas e o estado do motor.

Mark Quarto trabalha há mais de 32 anos na tecnologia de veículos electrificados. A sua experiência inclui a maioria das áreas de desenvolvimento e engenharia automóvel. O seu trabalho em sistemas eléctricos, eletrificação de veículos, propulsão e gestão de energia levou-o a fundar a sua própria empresa, onde ensina, orienta e presta consultoria a vários OEM, fabricantes de peças sobresselentes e empresas de pós-venda no mercado de veículos eléctricos. Alguns dos trabalhos de Mark incluem: EV1 da GM, Chevrolet Tahoe/Yukon 2 Mode Hybrid, Chevrolet Spark, Volt e Equinox, frota de demonstração de células de combustível e outros veículos de conceito avançado. A Quarto Technical Services é o distribuidor da ALL-TEST Pro para instrumentação e consulta de testes EV.

Há mais de 30 anos que a ALL-TEST Pro (ATP) fornece respostas seguras, rápidas e fiáveis para motores com tecnologia e equipamento patenteados e comprovados. A gama de produtos da ATP é utilizada em muitas indústrias, tais como fabrico, processamento de alimentos, água e resíduos, aço, serviços públicos, aeroespacial, transportes e muito mais. Todos os instrumentos são de mão, rápidos, portáteis, seguros e fornecem o estado e a saúde do motor e dos componentes, em comparação com o equipamento de teste tradicional que gera medições que têm de ser interpretadas.