As baterias são o coração dos carros elétricos - e, ao mesmo tempo, o ponto que mais gera preocupação. A durabilidade e o custo desse componente continuam sendo desafios para os quais a indústria ainda não encontrou uma resposta definitiva.
Com o passar do tempo, as baterias se degradam: elas perdem capacidade e, com isso, a autonomia do veículo diminui. Se essa perda atingir um patamar elevado, a substituição pode se tornar necessária - e hoje isso ainda representa um gasto considerável.
Ainda não existe uma solução que elimine esses problemas, mas um novo estudo indica 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 (Stanford Battery Center) apontou que os métodos tradicionais usados atualmente para estimar o ciclo de vida das baterias talvez não sejam os mais adequados quando o assunto é veículo elétrico.
“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
Por que a vida útil das baterias de carros elétricos preocupa
A questão não é apenas quanto tempo uma bateria dura, mas como ela envelhece em diferentes rotinas de uso. A perda gradual de capacidade afeta diretamente a experiência do motorista (autonomia menor) e pode levar, em algum momento, a uma troca cara.
Também existe um descompasso entre o que se simula em laboratório e o que acontece na rua - e é justamente aí que o estudo chama atenção.
Um novo método
De forma convencional, a vida útil das baterias é avaliada em laboratório com ciclos rápidos e repetidos de descarga e recarga, mantendo um padrão constante. Esse formato ajuda a obter respostas em menos tempo, mas, segundo os pesquisadores, não representa bem as condições reais de uso de um carro elétrico.
Perfis de descarga baseados em dados reais
Para contornar essa limitação, a equipe do SLAC criou um método novo a partir de quatro perfis de descarga. Eles vão desde o modelo padrão (descarga constante) até perfis dinâmicos, construídos com base em dados reais de direção.
Na prática, carros elétricos - assim como os veículos a combustão - podem enfrentar rotinas muito diferentes: desde deslocamentos curtos do dia a dia até viagens longas em rodovia, além de todo tipo de cenário intermediário.
A diferença central, em comparação aos modelos a combustão, está no modo de recarga - e aqui também há grande variação. Algumas pessoas carregam todos os dias em casa, durante a noite; outras passam vários dias sem recarregar. Além disso, o carregamento pode ser lento ou rápido.
Considerando esse panorama, 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 fortes e curtas estavam associadas a uma degradação mais lenta da bateria, 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?
Mesmo com avanços, baterias não duram para sempre. O estudo destacou dois mecanismos principais de degradação: a degradação por ciclos e a degradação por tempo.
Na degradação por ciclos, o desgaste aumenta quando a bateria passa repetidamente por carregamentos e descargas. Esse tipo tende a ser mais comum em veículos de carga e no transporte de passageiros (táxis, ônibus), que ficam quase o tempo todo rodando ou recarregando.
Já na degradação por tempo, mesmo quando a bateria fica longos períodos sem uso, ela continua envelhecendo por causa de processos químicos internos. Ou seja: esteja a bateria sendo usada ou não, a degradação acontece.
Entre carros de uso particular, a degradação por tempo aparece como mais relevante do que a degradação por ciclos, já que o veículo pode não ser utilizado com tanta 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.
A “janela ótima” de descarga
Os pesquisadores também identificaram, para as baterias analisadas, uma espécie de “janela ótima” de descarga, que ajudaria a equilibrar os dois tipos de degradação.
Ainda assim, o estudo não detalha qual seria exatamente essa “janela” - e ressalta que ela pode mudar conforme o tipo de célula, a química e as condições de envelhecimento da bateria (temperaturas e faixa de tensão). O que a pesquisa afirma é que essa janela se encaixa em padrões de descarga realistas do uso diário de carros 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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