Motor elétrico da Fraunhofer IISB no Clean Aviation entrega 1000 cv com 94 kg para sistemas híbridos a hidrogênio

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

Desempenho do motor: 1000 cv em 94 kg e densidade de potência de 8 kW/kg

Um novo motor elétrico criado pelo Instituto Fraunhofer de Sistemas Integrados e Tecnologia de Dispositivos (Fraunhofer IISB) entrega 1000 cavalos de potência com apenas 94 kg e ocupa um volume semelhante ao de um botijão de gás de 12,5 kg. Com isso, atinge uma densidade de potência de 8 kW/kg - um patamar bem acima do que costuma ser visto em motores de carros elétricos (2–4 kW/kg) e até superior ao de motores aeronáuticos elétricos de ponta (5–6 kW/kg).

Na prática, esse nível de compactação é especialmente relevante para a aviação, onde cada quilograma e cada centímetro contam para viabilidade, alcance e integração no projeto.

Para ter uma referência, o Tesla Model S Plaid recorre a três motores para chegar a cerca de 1020 cavalos de potência, enquanto a solução da Fraunhofer IISB obtém quase o mesmo resultado com um único motor.

Soluções de projeto: enrolamentos “hairpin”, aço NO15 de 0,15 mm e arrefecimento por óleo

Para alcançar esse desempenho, o motor adota uma arquitetura com quatro enrolamentos trifásicos do tipo “hairpin”. Em vez de usar fio redondo flexível, os condutores são barras rígidas de cobre (barramentos) dobradas no formato de “grampo” (em U). Esse arranjo permite colocar mais cobre no mesmo espaço, elevando a capacidade de corrente e a potência, além de favorecer a remoção de calor e aumentar a robustez mecânica.

A gestão térmica também é tratada de forma direta: o arrefecimento por pulverização de óleo retira calor de maneira eficiente, permitindo operar com potência mais alta sem que o conjunto superaqueça.

Outra inovação relevante está no uso de aço NO15 com apenas 0,15 mm de espessura - aproximadamente metade do que se encontra na maioria dos motores elétricos. A lâmina mais fina reduz correntes parasitas, diminuindo perdas por aquecimento e elevando a eficiência, sobretudo em regimes de alta rotação. Segundo o projeto, o motor pode trabalhar em torno de 21 000 rpm.

Arquitetura em quatro seções, projeto AMBER (Clean Aviation) e desafios de certificação

O motor é dividido em quatro seções independentes. Cada uma conta com seu próprio enrolamento, inversor e sistema de controlo, o que aumenta a confiabilidade: se uma seção falhar, as demais seguem operando - um requisito crítico no contexto aeronáutico.

O desenvolvimento ocorreu dentro do projeto AMBER, ligado ao programa Clean Aviation da União Europeia, que busca criar sistemas híbridos elétricos com células a combustível de hidrogênio para aeronaves regionais. A meta é reduzir as emissões de dióxido de carbono na aviação em, no mínimo, 30% em relação aos níveis de 2020. O consórcio inclui ainda a Avio Aero, com o turboélice Catalyst, e a GE Aerospace; ainda assim, a Fraunhofer IISB afirma ter desenvolvido o motor integralmente - do conceito à validação - seguindo padrões aeronáuticos.

Apesar de o conjunto de 94 kg e 1000 cavalos de potência chamar a atenção, transformar um protótipo de laboratório em equipamento aeronáutico certificado continua a ser um percurso complexo. Além disso, permanece em aberto se as células a combustível de hidrogênio conseguirão oferecer operação confiável em rotas regionais.

Mesmo assim, em um setor onde avanços costumam levar décadas, esse motor se destaca como um marco importante de engenharia.

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