Baterias são o coração dos carros elétricos - e, ao mesmo tempo, o principal ponto de preocupação. A durabilidade e o custo ainda pesam, e a indústria segue sem uma resposta definitiva para esses dois obstáculos.
Com o passar do tempo, as baterias perdem capacidade, o que diminui a autonomia do veículo. Quando essa queda chega a um patamar mais alto, a troca se torna necessária - e, hoje, isso ainda representa um gasto considerável.
Embora ainda não exista uma solução completa, um novo estudo indica que, no “mundo real”, a vida útil das baterias pode ser bem maior do que se imaginava: até 38% mais longa do que as estimativas tradicionais.
Uma pesquisa recente do SLAC (Stanford Battery Center) apontou que os métodos convencionais usados para calcular o ciclo de vida das baterias talvez não sejam os mais adequados quando o assunto são 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 para testar baterias de carros elétricos
Em laboratório, é comum avaliar a vida útil das baterias submetendo-as a um ciclo repetitivo e acelerado de descarga e recarga, em ritmo constante. Essa abordagem é útil para chegar a resultados rapidamente - mas, segundo os pesquisadores, ela não representa o que acontece no uso cotidiano de um carro elétrico.
Perfis de descarga baseados em uso real
Para aproximar os testes da realidade, a equipe do SLAC criou um novo procedimento com quatro tipos de perfis de descarga. Eles vão desde o padrão clássico (descarga constante) até perfis dinâmicos, construídos a partir de dados reais de direção.
Na prática, carros elétricos - assim como os movidos a combustão - encaram usos muito diferentes: de deslocamentos curtos do dia a dia a viagens longas por rodovias, com todo tipo de cenário entre esses extremos.
A grande diferença, em relação aos veículos a combustão, está no modo de recarga - e aqui a diversidade também é grande. Há quem recarregue diariamente em casa, durante a noite, enquanto outros passam vários dias sem conectar o carro. Além disso, a recarga pode ser lenta ou rápida.
O que os testes mostraram
Com isso em mente, o estudo colocou 92 baterias de íons de lítio em teste por mais de dois anos. O resultado chamou atenção: quanto mais o perfil de descarga se aproximava das condições reais de uso, maior era a expectativa de vida útil das baterias. E a surpresa não parou aí.
A pesquisa também observou que acelerações mais fortes e curtas estavam associadas a uma degradação mais lenta, contrariando ideias 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 dos elétricos?
Mesmo com esses avanços, baterias não duram para sempre. O estudo destacou dois grandes responsáveis pela degradação: por ciclos e por tempo.
Ciclos, tempo e a janela ótima
Na degradação por ciclos, o desgaste aparece quando a bateria passa repetidamente por recargas e descargas. Esse tipo tende a ser mais relevante em veículos de carga e de transporte de passageiros (como táxis e ônibus), que ficam quase o tempo todo rodando ou em recarga.
Já a degradação por tempo ocorre mesmo quando a bateria fica parada por períodos maiores: processos químicos internos continuam acontecendo. Ou seja, a bateria vai se degradar independentemente de estar em uso.
Entre carros usados por pessoas físicas, a degradação por tempo costuma ter mais peso do que a degradação por ciclos, já que o veículo pode passar dias sem uso.
“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.
O estudo também identificou uma “janela ótima” de descarga que ajuda a equilibrar os dois tipos de degradação citados - pelo menos nas baterias analisadas.
Ainda assim, a pesquisa não detalha qual é exatamente essa “janela”, já que ela pode mudar conforme o tipo de célula, a química e as condições de envelhecimento da bateria (como temperatura e faixa de tensão). O que o estudo indica é que essa janela 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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