Com a chegada do inverno e a queda das temperaturas, os carros elétricos passam por um teste extra: a autonomia pode cair de forma relevante e o consumo tende a subir na mesma proporção. Esse efeito acontece, principalmente, por dois fatores.
O primeiro é parecido com o que também ocorre em veículos com motor a combustão: o uso mais intenso do aquecimento. No fim das contas, qualquer sistema de climatização precisa de energia para funcionar.
O segundo fator costuma pesar ainda mais na autonomia dos elétricos - e é o tipo de coisa que faz muita gente desejar ter prestado mais atenção às aulas de física e química. Ele está diretamente ligado ao modo como as baterias operam.
Como as baterias geram eletricidade
De forma resumida, a bateria transforma energia química (por meio de reações) em energia elétrica. Ela é composta por dois eletrodos - o ânodo (polo positivo) e o cátodo (polo negativo) - e por um meio no qual os íons (átomos ou moléculas que perderam ou ganharam elétrons) conseguem se deslocar: o eletrólito.
Nas baterias de íons de lítio, as mais comuns nos carros elétricos atuais, esse eletrólito é líquido - e o próximo passo na evolução desse tipo de bateria é justamente tornar o eletrólito sólido ou semissólido.
Por que o frio reduz a eficiência das baterias de íons de lítio em carros elétricos
Para que os íons se movam de maneira ideal pelo eletrólito, as baterias - assim como nós - preferem temperaturas moderadas. Nesse caso, o intervalo mais favorável fica entre 15 ºC e 35 ºC. Ainda assim, elas conseguem operar fora dessa faixa, de cerca de -20 ºC (bem gelado) até 60 ºC (bem quente).
O problema é que, quando a temperatura cai muito, alguns fenômenos naturais passam a afetar o rendimento. Com o frio, as moléculas se deslocam mais devagar (menor energia cinética), o que diminui as colisões entre elas. Como consequência, acontece um número menor das reações químicas necessárias para gerar eletricidade.
Além disso, como já foi dito, o eletrólito é líquido. Em temperaturas muito baixas, a viscosidade desse líquido aumenta, dificultando ainda mais a passagem de íons entre os eletrodos - e isso reduz novamente a ocorrência de reações químicas.
Na prática, o resultado é uma perda de eficiência: a bateria precisa gastar mais energia para entregar a mesma quantidade de potência. E, por isso, a autonomia do carro elétrico acaba diminuindo.
Qual o impacto do frio na autonomia?
Em países como Portugal, o inverno está longe de ser dos mais severos - as diferenças de desempenho aparecem, mas em menor escala. Já no norte da Europa, onde temperaturas negativas são muito mais comuns, o impacto tende a ser bem mais significativo. Para muitos motoristas, essas condições extremas fazem parte da rotina.
A publicação finlandesa Tekniikan Maailma - “Mundo da Tecnologia”, numa tradução literal - realiza todos os anos um teste rigoroso com os carros elétricos que chegam ao mercado.
Em um desses testes, eles levaram oito modelos ao norte da Finlândia, nas regiões de Saariselkä (a 250 km do círculo polar ártico) e Sodankyla, com o termômetro marcando entre -8,5 ºC e -12,5 ºC. São temperaturas bem distantes daquelas consideradas ideais para o funcionamento mais eficiente das baterias.
Todos os veículos partiram com 100% de carga e fizeram o mesmo trajeto, em condições de uso o mais próximas possível do “mundo real”. Os números apareceram rapidamente.
Nos modelos com baterias menores (entre 60 kWh e 70 kWh), a autonomia caiu para 250-260 km, em vez dos cerca de 400 km (ou mais) anunciados oficialmente.
Como era de se esperar, o consumo de energia também subiu bastante. No ciclo combinado WLTP, esse grupo declara entre 14,8 kWh/100 km e 18,4 kWh/100 km. Durante o teste com temperaturas negativas, o consumo saltou para algo entre 25,4 kWh/100 km e 26,9 kWh/100 km.
Carregamento no frio: por que fica mais lento
Além do consumo maior e da autonomia mais baixa, os carros elétricos enfrentam mais um obstáculo quando faz muito frio: carregar a bateria.
Tudo o que foi descrito sobre a perda de eficiência também se aplica ao carregamento. Se há menos reações químicas acontecendo, a bateria vai precisar de mais tempo para absorver a mesma quantidade de energia enquanto carrega. A resistência interna aumenta e, por isso, ela também perde mais energia na forma de calor.
Para completar, como a viscosidade do eletrólito fica mais alta, a corrente de carga precisa ser reduzida para evitar danos à bateria.
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