Você pode até se apaixonar pelo silêncio e pela aceleração instantânea de um carro elétrico, mas é a bateria que manda no jogo - e também no seu bolso. Ela concentra o valor do veículo e, ao mesmo tempo, carrega a principal preocupação de quem pensa em eletrificação: quanto tempo vai durar e quanto vai custar quando começar a perder desempenho.
Como qualquer bateria, ela envelhece. Aos poucos, vai perdendo capacidade, o que diminui a autonomia e muda a rotina de recargas. E, se a degradação chegar a um certo ponto, não tem milagre: a troca pode ser necessária - e hoje isso ainda representa um gasto alto.
Ainda não existem soluções definitivas para esses desafios, mas um novo estudo sugere que, no “mundo real”, as baterias podem ter uma vida útil bem maior - até 38% a mais - do que se estimava.
Uma pesquisa recente do SLAC (Standford Battery Center) apontou que os métodos convencionais usados atualmente para calcular o ciclo de vida das baterias talvez não sejam os mais adequados para veículos elétricos.
“Não temos estado a testar as baterias dos elétricos da maneira certa.”
Simona Onori, professora associada de ciência e engenharia energética na Stanford Doerr School of Sustainability
Um novo método
Tradicionalmente, a vida útil das baterias é avaliada em laboratório com um ciclo constante de descarga e carga, repetido de forma acelerada. Isso ajuda a obter resultados rapidamente, mas, segundo os pesquisadores, não reproduz o que acontece no uso real de um carro elétrico.
Para contornar esse ponto, a equipe do SLAC desenvolveu um novo método ao criar quatro tipos de perfis de descarga. Eles vão desde o padrão (descarga constante) até perfis dinâmicos baseados em dados reais de condução.
Carros elétricos, assim como os a combustão, passam por usos muito diferentes: desde deslocamentos diários curtíssimos até viagens longas em rodovia - e tudo o que existe no meio disso.
A diferença em relação aos carros a combustão aparece no carregamento da bateria, e aqui também há bastante variação: alguns recarregam todos os dias em casa durante a noite, enquanto outros passam vários dias entre recargas. Além disso, o carregamento pode ser lento ou rápido.
Com isso em mente, o estudo testou 92 baterias de íons de lítio por mais de dois anos. O resultado chamou atenção: quanto mais o perfil se aproximava das condições reais de uso, maior era a expectativa de vida útil das baterias. E não foi só isso.
A pesquisa também chegou a uma conclusão inesperada: acelerações mais intensas e curtas contribuíam para uma degradação mais lenta da bateria, indo contra crenças anteriores.
“Para nossa surpresa, a condução real com acelerações frequentes, travagem regenerativa, paragens frequentes, e deixar as baterias descansar por horas, ajuda as baterias a durar mais do aquilo que pensávamos”, afirmou Onori.
O que degrada as baterias?
Mesmo com esses avanços, baterias não duram para sempre. O estudo identificou dois fatores principais por trás da degradação: por ciclos e por tempo.
Na degradação por ciclos, o desgaste acontece quando a bateria é carregada e descarregada repetidamente. Esse tipo tende a dominar em veículos de carga e transporte de passageiros (táxis, autocarros) que ficam quase sempre rodando ou recarregando.
Já na degradação por tempo, mesmo quando a bateria fica longos períodos sem uso, ela continua degradando devido a processos químicos internos. Independentemente de estar sendo usada ou não, a degradação acontece.
A degradação por tempo é mais relevante do que a por ciclos entre carros de uso particular, já que o veículo pode ficar períodos sem ser utilizado com frequência.
“Para os consumidores que utilizam os seus elétricos para ir para o trabalho, buscar as filhos, ir às compras, mas que na maioria das vezes não o utilizam nem o carregam, o tempo torna-se a causa predominante de degradação de baterias”, explicou Alexis Geslin, um dos autores do estudo.
No estudo, foi encontrada uma «janela ótima» de descarga que ajuda a equilibrar os dois tipos de degradação mencionados, ao menos para as baterias avaliadas.
No entanto, o trabalho não indica exatamente qual é essa «janela» - ela pode variar conforme o tipo de célula, a química e as condições de envelhecimento da bateria (temperaturas e intervalo de tensão) -, mas afirma que ela se encaixa em padrões realistas de descarga do uso diário de elétricos.
“No futuro, será muito importante avaliar novas químicas e designs de baterias com perfis de utilização realistas.”
Le Xu, Pós-doutorado em ciência da energia e engenharia
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