Veículo elétrico a bateria
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Em um veículo elétrico, a bateria, ou melhor, a bateria desempenha um papel decisivo. Este componente determina, entre outras coisas, o alcance, tempo de carregamento, peso e preço de um veículo elétrico. Neste artigo, explicaremos tudo o que você precisa saber sobre baterias.
Vamos começar com o fato de que os veículos elétricos usam baterias de íon-lítio. Baterias desse tipo também podem ser encontradas em celulares e laptops. Existem diferentes tipos de baterias de íons de lítio que processam diferentes matérias-primas, como cobalto, manganês ou níquel. A vantagem das baterias de íons de lítio é que elas têm uma alta densidade de energia e uma longa vida útil. A desvantagem é que não é possível usar a potência total. Descarregar completamente a bateria é prejudicial. Essas questões receberão mais atenção nos parágrafos seguintes.
Ao contrário de um telefone ou laptop, os veículos elétricos possuem uma bateria recarregável composta por um conjunto de células. Essas células formam um cluster que pode ser conectado em série ou em paralelo. A bateria ocupa muito espaço e pesa muito. Para distribuir o peso tanto quanto possível por todo o veículo, a bateria é geralmente embutida na placa inferior.
Capacidade
A capacidade da bateria é um fator importante no desempenho de um veículo elétrico. A capacidade é especificada em quilowatts-hora (kWh). Por exemplo, o Tesla Model 3 Long Range tem uma bateria de 75 kWh, enquanto o Volkswagen e-Up tem uma bateria de 36,8 kWh. O que exatamente esse número significa?
Watt - e portanto quilowatt - significa a potência que uma bateria pode produzir. Se uma bateria fornece 1 quilowatt de energia por uma hora, isso é 1 quilowatt.hora energia. Capacidade é a quantidade de energia que uma bateria pode armazenar. Watt-hora são calculados multiplicando o número de amperes-hora (carga elétrica) pelo número de volts (tensão).
Na prática, você nunca terá a capacidade total da bateria à sua disposição. Uma bateria totalmente descarregada - e, portanto, usando 100% de sua capacidade - é prejudicial à sua vida útil. Se a tensão for muito baixa, os elementos podem ser danificados. Para evitar isso, a eletrônica sempre deixa um buffer. A carga completa também não contribui para a bateria. É melhor carregar a bateria de 20% a 80% ou algo intermediário. Quando falamos de uma bateria de 75kWh, isso é capacidade total. Portanto, na prática, você sempre terá que lidar com menos capacidade utilizável.
temperatura
A temperatura é um fator importante que afeta a capacidade da bateria. Uma bateria fria leva a uma redução significativa da capacidade. Isso ocorre porque a química da bateria não funciona tão bem em baixas temperaturas. Como resultado, no inverno você tem que lidar com um alcance menor. Altas temperaturas também afetam negativamente o desempenho, mas em menor grau. O calor tem um grande efeito negativo na vida útil da bateria. Assim, o frio tem um efeito de curto prazo, enquanto o calor tem um efeito de longo prazo.
Muitos veículos elétricos possuem um Sistema de Gerenciamento de Bateria (BMS) que monitora a temperatura, entre outras coisas. Freqüentemente, o sistema também intervém ativamente por meio de aquecimento, resfriamento e / ou ventilação.
vida útil
Muitas pessoas se perguntam qual é a vida útil da bateria de um veículo elétrico. Como os veículos elétricos ainda são relativamente jovens, ainda não há uma resposta definitiva, especialmente no que diz respeito às baterias mais recentes. Claro, isso também depende do carro.
A vida útil é parcialmente determinada pelo número de ciclos de carga. Em outras palavras: quantas vezes a bateria é carregada de vazia a cheia. Assim, o ciclo de carga pode ser dividido em várias cargas. Conforme afirmado anteriormente, é melhor carregar entre 20% e 80% de cada vez para estender a vida útil da bateria.
O carregamento excessivamente rápido também não é propício para prolongar a vida útil da bateria. Isso se deve ao fato de que durante o carregamento rápido, a temperatura aumenta muito. Como já mencionado, altas temperaturas afetam negativamente a vida útil da bateria. Em princípio, os veículos com sistema de resfriamento ativo podem resistir a isso. Em geral, é recomendável alternar o carregamento rápido e o carregamento normal. Não é que o carregamento rápido seja ruim.
Os veículos elétricos já estão no mercado há algum tempo. Então, com esses carros, você pode ver o quanto a capacidade da bateria diminuiu. A produtividade normalmente diminui em cerca de 2,3% ao ano. No entanto, o desenvolvimento da tecnologia de baterias não pára, então o grau de degradação está apenas diminuindo.
Com veículos elétricos que viajaram muitos quilômetros, a queda na potência não é tão ruim. Teslas, que dirigiu mais de 250.000 90 km, às vezes tinha mais de XNUMX% de sua capacidade de bateria restante. Por outro lado, também existe o Teslas, onde toda a bateria foi substituída com menos quilometragem.
produção
A produção de baterias para veículos elétricos também levanta questões: quão ecológica é a produção dessas baterias? Coisas indesejadas estão acontecendo durante o processo de produção? Esses problemas estão relacionados à composição da bateria. Como os veículos elétricos funcionam com baterias de íon-lítio, o lítio é uma matéria-prima importante de qualquer maneira. No entanto, várias outras matérias-primas também são utilizadas. Cobalto, níquel, manganês e / ou fosfato de ferro também são usados dependendo do tipo de bateria.
Meio ambiente
A extração dessas matérias-primas é prejudicial ao meio ambiente e prejudica a paisagem. Além disso, a energia verde geralmente não é usada na produção. Assim, os veículos elétricos também afetam o meio ambiente. É verdade que as matérias-primas das baterias são altamente recicláveis. Baterias descartadas de veículos elétricos também podem ser usadas para outros fins. Leia mais sobre este tópico no artigo sobre como os veículos elétricos são ecologicamente corretos.
Condições de trabalho
Do ponto de vista das condições de trabalho, o cobalto é a matéria-prima mais problemática. Existem preocupações sobre os direitos humanos durante a mineração no Congo. Eles falam sobre exploração e trabalho infantil. A propósito, isso não está relacionado apenas aos veículos elétricos. Esse problema também afeta as baterias de telefones e laptops.
Despesas
As baterias contêm matérias-primas caras. Por exemplo, a demanda por cobalto, e com ela o preço, disparou. O níquel também é uma matéria-prima cara. Isso significa que o custo de produção de baterias é bastante alto. Esta é uma das principais razões pelas quais os veículos elétricos são mais caros em comparação com seus equivalentes a gasolina ou diesel. Isso também significa que uma variante do modelo de um carro elétrico com uma bateria maior geralmente se torna muito mais cara imediatamente. A boa notícia é que as baterias são estruturalmente mais baratas.
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porcentagem exata
O carro elétrico sempre indica qual a porcentagem da carga da bateria. Também é chamado Estado de carga chamado. Um método de medição alternativo é Profundidade de descarga... Isso mostra o quanto a bateria está descarregada, não o quão cheia está. Como acontece com muitos veículos a gasolina ou diesel, isso geralmente se traduz em uma estimativa da quilometragem restante.
O carro nunca pode dizer exatamente qual a porcentagem da carga da bateria, por isso é aconselhável não desafiar o destino. Quando a bateria está quase fraca, itens de luxo desnecessários, como aquecimento e ar condicionado, serão desligados. Se a situação ficar muito difícil, o carro só pode andar devagar. 0% não significa uma bateria completamente descarregada devido ao buffer mencionado.
Carga
O tempo de carregamento depende do veículo e do método de carregamento. No próprio veículo, a capacidade da bateria e a capacidade de carga são decisivas. A capacidade da bateria já foi discutida antes. Quando a potência é expressa em quilowatts-hora (kWh), a capacidade de carga é expressa em quilowatts (kW). É calculado multiplicando a tensão (em amperes) pela corrente (volts). Quanto maior a capacidade de carga, mais rápido o veículo carregará.
As estações de carregamento públicas convencionais são carregadas com 11 kW ou 22 kW CA. No entanto, nem todos os veículos elétricos são adequados para carregamento de 22 kW. Os carregadores de carregamento rápido são carregados com corrente constante. Isso é possível com uma capacidade de levantamento muito maior. Os Superchargers Tesla carregam 120kW e os carregadores rápidos Fastned 50kW 175kW. Nem todos os veículos elétricos são adequados para carregamento rápido com alta potência de 120 ou 175 kW.
Estações de carregamento públicas
É importante saber que o carregamento é um processo não linear. O carregamento nos últimos 20% é muito mais lento. Esta é a razão pela qual o tempo de carregamento é frequentemente referido como carregamento de 80%.
O tempo de carregamento depende de vários fatores. Um fator é se você está usando carregamento monofásico ou trifásico. O carregamento trifásico é o mais rápido, mas nem todos os veículos elétricos são adequados para isso. Além disso, algumas casas usam apenas uma conexão monofásica em vez de trifásica.
As estações de carregamento públicas regulares são trifásicas e estão disponíveis em 16 e 32 amperes. O carregamento (0% a 80%) de um veículo elétrico com uma bateria de 50 kWh leva aproximadamente 16 horas em estações de carregamento de pilha de 11 A ou 3,6 kW. Levará 32 horas com estações de carregamento de 22 amp (pólos de 1,8 kW).
No entanto, isso pode ser feito ainda mais rápido: com um carregador rápido de 50 kW, leva pouco menos de 50 minutos. Hoje em dia também existem carregadores rápidos de 175 kW, com os quais uma bateria de 50 kWh pode ser carregada até 80% em minutos XNUMX. Para obter mais informações sobre estações de carregamento públicas, consulte nosso artigo sobre estações de carregamento na Holanda.
Carregando em casa
Também é possível carregar em casa. Casas um pouco mais antigas geralmente não possuem conexão trifásica. O tempo de carregamento, é claro, depende da força atual. Com uma corrente de 16 amperes, um carro elétrico com bateria de 50 kWh carrega 10,8% em 80 horas. Com uma corrente de 25 amperes, são 6,9 horas e, com 35 amperes, 5 horas. O artigo sobre como obter sua própria estação de carregamento fornece mais detalhes sobre o carregamento em casa. Você também pode perguntar: quanto custa uma bateria cheia? Esta pergunta será respondida no artigo sobre os custos da direção elétrica.
Resumindo
A bateria é a parte mais importante de um veículo elétrico. Muitas das desvantagens de um veículo elétrico estão associadas a este componente. As baterias ainda são caras, pesadas, sensíveis à temperatura e não são ecologicamente corretas. Por outro lado, a degradação ao longo do tempo não é tão ruim assim. Além disso, as baterias já são muito mais baratas, leves e eficientes do que costumavam ser. Os fabricantes estão trabalhando duro no desenvolvimento de baterias, então a situação só vai melhorar.
