BATERIA DE UM VEÍCULO ELÉTRICO
Uma das principais diferenças entre carros a
combustão interna e carros elétricos
é a fonte de energia para alimentar o motor e tracionar as rodas.
Enquanto os carros a combustão utilizam a
energia da queima de combustível para
movimentar os pistões e locomover o
automóvel, os veículos
elétricos apresentam uma bateria como fonte
de energia.
Nesse artigo saiba como funciona a bateria de um
Veículo Elétrico, valores, vida
útil e a segurança do
equipamento.

Índice: Tudo sobre Bateria de Veículo Elétrico
Nos veículos elétricos a bateria, também chamados de BEV, a bateria age como o coração do carro elétrico, já que é o principal local de armazenamento da energia necessária para tração das rodas. Eles ainda possuem uma bateria auxiliar de segurança apenas para alimentação de acessórios internos, assim como todos os automóveis.
Em outros tipos de veículos como o
elétrico híbrido plugin (PHEV), a
bateria também é utilizada para
tracionar as rodas e o veículo ainda possui o
motor a combustão para complementar o
trabalho, garantindo assim maior autonomia nas
viagens e prevenindo a descarga completa da
bateria.
Embora seja parecida com as utilizadas por
celulares, nos veículos elétricos a
bateria é formada por um pacote composto de
milhares de células trabalhando juntas.

COMO FUNCIONA A BATERIA DE UM CARRO ELÉTRICO
Os veículos elétricos a bateria têm um motor
elétrico no lugar do motor de combustão interna e
usam uma bateria tracionária (geralmente de íons de
lítio) para armazenar a eletricidade que será usada
pelo motor para acionar as rodas do veículo. Quando
o pedal do acelerador é pressionado, o carro
instantaneamente fornece energia ao motor, que
gradualmente consome a energia da bateria.
O motor elétrico também pode funcionar como um gerador em momentos de desaceleração, conhecido como frenagem regenerativa (kers). A frenagem recupera a energia que seria perdida em forma de calor nas pastilhas de freio é armazenada na bateria – melhorando assim a autonomia do veículo.
Quando descarregada, ela é recarregada utilizando a energia da rede elétrica, seja de uma tomada de parede ou por um carregador dedicado para isso.
Nos veículos elétricos híbridos plugin, o motor é alimentado por uma bateria semelhante à de um BEV. A principal diferença é que a bateria possui um tamanho menor e o motor elétrico é utilizado como complemento do motor de combustão.
Via de regra, os PHEVs funcionam incialmente com a
função “prioridade
elétrico” até que a bateria se
esgote, e depois, passam automaticamente para o
combustível alimentar o motor de
combustão interna. No entanto, é
possível alterar estes modos de
operação no veículo. A bateria,
pode ser recarregada pelo carregador
específico, frenagem regenerativa (kers) e
até mesmo pelo motor a combustão. Ou
seja, o motor a combustão ajuda na recarga da
bateria.
A combinação de bateria e
combustível oferece aos híbridos
plugins uma autonomia maior do que seus equivalentes
- totalmente elétrico. Tanto para os
elétricos a bateria quanto híbridos
plugin, a bateria é normalmente carregada em
corrente alternada através de um carregador
com conector padrão. Para as
estações de carga rápida ou
eletropostos, os plugues utilizados são
diferentes pelo fato de a recarga acontecer em
corrente contínua (entenda sobre plugues e
tomadas clicando aqui). O tipo de veículo que
você comprar determinará o tipo de
conector utilizado para recarregar a
bateria.
Leia também:
TIPOS DE BATERIA
A comparação dos seguintes tipos de baterias de carros elétricos pode ser vista na tabela a seguir.
| Íon de Lítio |
Níquel Hidreto Metálico
NiMH
|
Chumbo-ácido | Supercapacitor | |
|---|---|---|---|---|
|
Densidade energética (Wh / kg) |
100 - 300 | 40 - 120 | 30 - 40 | 1 - 10 |
|
Densidade de potência (W / kg) |
1.000 - 5.000 | 300 - 1.000 | 180 | 1.000 - 10.000 |
|
Ciclo de vida |
500 - 15.000 | 500 - 1.000 | 500 - 800 | Ilimitado |
| Eficiência de carga e descarga | 95 - 99% | 65 - 80% | 70 - 92% | 98% |
| Taxa de descarga própria | 1 - 5% / mês | ~30% / mês | 3 - 20% / mês | - |
| Tolerância a sobrecarga | Baixa | Baixa | Alta | - |
| Manutenção | Sem necessidade | 60 - 90 dias | 3 - 6 meses | Sem necessidade |
| Tempo de carga rápida | 1 hora ou menos | 2 - 4 horas | 8 - 16 horas | Segundos |
Bateria de íon de lítio - Li-íon
O tipo mais comum de bateria utilizada em carros
elétricos é a bateria de íons
de lítio. Esse tipo de bateria pode parecer
familiar – já que também
é usada na maioria dos eletrônicos
portáteis, incluindo telefones celulares e
computadores.
Elas não sofrem do famoso efeito de
memória, o que significa que podem ser
carregadas novamente - sem antes ter sido
completamente descarregadas – não
comprometendo seu desempenho. Por serem mais
eficientes e consistentes, as baterias de íon
de lítio não requerem
manutenção.
Sua relação de peso/potência e eficiência energética
são altas e possuem bom desempenho em altas
temperaturas. Na prática, isso significa que as
baterias retêm bastante energia para seu peso, o que
é vital para carros elétricos - menos peso significa
que o carro pode viajar mais com apenas uma única
carga. A imagem a seguir mostra a equivalência do
peso da bateria ao longo do tempo.
Embora a bateria seja de íons de lítio, ela não contém nenhum metal lítio, apenas íons. Os íons são átomos ou moléculas com cargas elétricas causadas pela perda ou ganho de um ou mais elétrons. Além disso, estas baterias são as mais seguras dentre as diversas opções e os fabricantes asseguram esta segurança a fim de proteger os consumidores de eventuais falhas.
A maioria das peças de baterias de íon de lítio são recicláveis, tornando essas baterias uma boa opção para os ambientalmente conscientes. Este tipo de bateria é usado em veículos totalmente elétricos (BEVs) e em híbridos plug in (PHEVs), embora a química exata dessas baterias varie da encontrada nos eletrônicos de consumo.

Bateria de hidreto metálico de níquel - NiMH
As baterias de hidreto metálico de níquel são amplamente utilizadas em veículos elétricos híbridos (HEV), mas também são usadas com sucesso em alguns veículos totalmente elétricos (BEVs). Os veículos elétricos híbridos não derivam energia de uma fonte externa plugin e, em vez disso, dependem do combustível e motor a combustão para recarregar a bateria, o que, segundo alguns especialistas, os excluem da definição de carro elétrico.

As baterias de níquel hidreto metálico têm um ciclo de vida mais longo do que as baterias de íon-lítio ou chumbo-ácido, porém um dos maiores problemas destas baterias são o alto custo, a alta taxa de autodescarga, além da geração de calor em altas temperaturas. Esses problemas tornam estas baterias menos eficazes para veículos elétricos recarregáveis, e por conta disto são usadas principalmente em veículos elétricos híbridos.
Bateria de chumbo-ácido
Atualmente, as baterias de chumbo-ácido estão sendo utilizadas em veículos elétricos apenas para complementar outras cargas, como as de acessórios. Essas baterias são de alta potência, baratas, seguras e confiáveis, mas sua curta vida útil e o baixo desempenho em temperaturas frias dificultam o uso em veículos elétricos. Existem baterias de chumbo-ácido de alta potência em desenvolvimento, mas no momento estas baterias estão sendo usadas apenas em veículos comerciais como armazenamento secundário.

Supercapacitores
O supercapacitor não é uma bateria no sentido tradicional, no entanto são dispositivos que armazenam energia com baixa densidade energética, alta densidade de potência e possuem um excepcional ciclo de vida. Em outras palavras, armazenam menos energia, mas possuem a capacidade de carga e descarga muito maior que as baterias tradicionais.

Diferentemente das baterias comuns que armazenam um
líquido entre um eletrodo e um
eletrólito, os supecapacitores são
capacitores com alta capacidade de armazenamento que
utilizam eletricidade estática para armazenar
energia. Eles são componentes
elétricos com dois terminais que armazenam
energia eletromagnética na forma de um campo
elétrico. Os terminais são conectados
a duas placas condutoras que possuem um material
isolante entre elas – o
dielétrico.
Quando carregado, o capacitor fica com um dos
terminais repletos de elétrons, que
são incapazes de passar para o outro terminal
devido ao material isolante e criando assim uma
diferença de potencial. Quando liberados, os
elétrons são utilizados para realizar
trabalho, como movimentar o motor do carro
elétrico, por exemplo.
Supercapacitores, como baterias de
chumbo-ácido, são principalmente
úteis como dispositivos de armazenamento
secundário em veículos
elétricos, porque eles ajudam as baterias
eletroquímicas a nivelar sua carga.
Além disso, podem fornecer energia extra aos
veículos elétricos durante a
aceleração e a frenagem
regenerativa.
