Como funciona a bateria de um carro elétrico?
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Uma bateria de íon de lítio alimenta qualquer tipo de veículo elétrico. Desde o início, consolidou-se como uma tecnologia de referência no mercado de veículos elétricos. Como funciona? Os especialistas da rede IZI by EDF irão fornecer-lhe informações atualizadas sobre o funcionamento, características, vantagens e desvantagens de uma bateria de veículo elétrico.
Resumo
Como funciona uma bateria de veículo elétrico?
Se uma locomotiva usa gasolina ou diesel como energia, isso não se aplica a veículos elétricos. Estão equipados com uma bateria com autonomia diferenciada, que deve ser carregada na estação de carregamento.
Qualquer veículo elétrico está, na verdade, equipado com várias baterias:
- Bateria adicional;
- E uma bateria de tração.
Qual é a sua função e como funcionam?
Bateria adicional
Como um termovisor, um veículo elétrico possui uma bateria adicional. Esta bateria de 12V é usada para alimentar acessórios do carro.
Esta bateria garante o correto funcionamento de diversos equipamentos elétricos, tais como:
- Janelas elétricas;
- Rádio;
- Vários sensores de um veículo elétrico.
Assim, um mau funcionamento da bateria auxiliar de um veículo elétrico pode causar certas avarias.
Bateria de tração
O elemento central de um veículo elétrico, a bateria de tração, desempenha um papel essencial. Na verdade, ele armazena energia carregada na estação de carregamento e fornece energia para o motor elétrico durante a viagem.
O funcionamento de uma bateria de tração é bastante complexo, por isso este elemento é um dos componentes mais caros de um veículo elétrico. Esse custo também está prejudicando o desenvolvimento da eletromobilidade em todo o mundo. Alguns revendedores oferecem um contrato de aluguel de bateria de tração na compra de um veículo elétrico.
A bateria de íon de lítio é de longe o tipo de bateria mais usado em veículos elétricos. Devido ao seu nível de durabilidade, desempenho e segurança, é realmente a tecnologia de referência para a maioria dos fabricantes.
No entanto, existem diferentes tipos de baterias para veículos elétricos:
- Bateria de níquel-cádmio;
- Bateria de níquel-hidreto metálico;
- Bateria de lítio;
- Bateria de íon-lítio.
Tabela resumida dos benefícios de diferentes baterias para veículos elétricos
| Diferentes tipos de baterias | Vantagens |
| Cádmio níquel | Bateria leve com excelente vida útil. |
| Níquel hidreto metálico | Bateria leve com baixa poluição e alta capacidade de armazenamento de energia. |
| Lítio | Carregamento e descarga estáveis. Alta tensão nominal. Massa significativa e densidade de energia volumétrica. |
| Íon de lítio | Alta energia específica e volumétrica. |
Tabela resumida das desvantagens de várias baterias para veículos elétricos
| Diferentes tipos de baterias | Contras: |
| Cádmio níquel | Como o nível de toxicidade do cádmio é muito alto, este material não é mais usado. |
| Níquel hidreto metálico | O material é caro. O sistema de resfriamento é necessário para compensar o aumento da temperatura na proporção da carga. |
| Lítio | A reciclagem de lítio ainda não está totalmente dominada. Deve haver gerenciamento de energia automatizado. |
| Íon de lítio | Problema de inflamabilidade. |
Desempenho da bateria
A potência do motor elétrico é expressa em quilowatt (kW). Por outro lado, um quilowatt-hora (kWh) mede a energia que a bateria de um veículo elétrico pode fornecer.
Você pode comparar a potência de um motor térmico (expressa em cavalos) com a potência de um motor elétrico expressa em kW.
No entanto, se você quiser investir em um veículo elétrico com bateria de longa duração, será necessário recorrer à medição de kWh.
Vida da bateria
Dependendo do modelo do seu veículo elétrico, sua autonomia pode ser em média de 100 a 500 km. Na verdade, uma bateria fraca é suficiente para o simples uso diário de um veículo elétrico para levar as crianças à escola ou ao trabalho nas proximidades. Esse tipo de transporte é mais barato.
Além dos modelos básicos ou intermediários, também existem modelos sofisticados que são muito mais caros. O preço desses carros é amplamente influenciado pelo desempenho da bateria.
No entanto, este tipo de veículo elétrico pode viajar até 500 km, dependendo do seu estilo de direção, tipo de estrada, condições meteorológicas, etc.
Para manter a autonomia da sua bateria numa longa viagem, os profissionais da rede IZI by EDF aconselham-no, em particular, a escolher uma condução flexível e evitar acelerações demasiado rápidas.
Tempo de recarga da bateria
Os profissionais da rede IZI by EDF vão cuidar, em particular, de instalação de estações de recarga para veículos elétricos ... Descubra todas as soluções de carregamento de bateria existentes para o seu veículo elétrico com:
- Tomada doméstica 220 V;
- Tomada de carregamento rápido Wallbox;
- E uma estação de carregamento rápido.
Tomada doméstica 220 V
Em casa, você pode instalar uma tomada doméstica para 220 V. O tempo de carregamento é de 10 a 13 horas. Você pode carregar seu carro durante a noite para usá-lo durante o dia.
Tomada de carregamento rápido Wallbox
Se você escolher a tomada de carregamento rápido, também chamada de Wallbox, o tempo de carregamento será reduzido:
- Por 4 horas na versão 32A;
- Por 8 ou 10 horas na versão 16A.
Estação de carregamento rápido
Em estacionamentos de condomínios ou supermercados e empresas, você também pode carregar seu carro na estação de carregamento rápido. O custo deste dispositivo é, obviamente, o mais alto.
No entanto, o tempo de carregamento da bateria é muito rápido: leva 30 minutos.
Tabela resumida de preços de equipamentos para carregamento de baterias de veículos elétricos
| Tipo de equipamento de carregamento de bateria | Preço (excluindo instalação) |
| Conector de carregamento rápido | Cerca de 600 euros |
| Estação de carregamento rápido | Cerca de 900 € |
Como funciona uma bateria de íon de lítio?
O princípio de operação deste tipo de bateria é complexo. Os elétrons circulam dentro da bateria, criando uma diferença de potencial entre os dois eletrodos. Um eletrodo é negativo, o outro é positivo. Eles estão imersos em um eletrólito: um líquido com condução iônica.
Fase de descarga
Quando a bateria fornece energia ao veículo, o eletrodo negativo libera os elétrons armazenados. Eles são então conectados ao eletrodo positivo por meio de um circuito externo. Esta é a fase de alta.
Fase de carregamento
O efeito oposto ocorre quando a bateria é carregada em uma estação de carregamento ou em uma tomada elétrica reforçada compatível. Assim, a energia transferida pelo carregador transfere os elétrons presentes no eletrodo positivo para o negativo.
Baterias BMS: definição e operação
O software BMS (Battery Management System) controla os módulos e elementos que compõem a bateria de tração. Este sistema de gerenciamento permite monitorar a bateria e otimizar sua vida útil.
Quando a bateria falha, o mesmo acontece com o BMS. No entanto, alguns fabricantes de EV oferecem um serviço de reprogramação BMS. Assim, uma reinicialização suave pode levar em consideração o estado da bateria no momento T.
Quão confiável é uma bateria de carro elétrico?
A bateria de íon de lítio é conhecida por sua confiabilidade. No entanto, tenha cuidado, o modo de carregamento, em particular, pode afetar sua durabilidade. Além disso, a vida útil da bateria e o desempenho são degradados com o tempo em todos os casos.
Quando um carro elétrico quebra, a causa raramente é a bateria. De fato, no inverno, você perceberá rapidamente que seu carro elétrico não tem problemas para dar partida, apesar do frio, ao contrário de uma locomotiva a diesel.
Por que as baterias de íon de lítio se deterioram com o tempo?
Quando um veículo elétrico viaja por muitos quilômetros, o desempenho da bateria diminui lentamente. Então, dois fatores são visíveis:
- Vida útil da bateria reduzida;
- Maior tempo de carregamento da bateria.
Com que rapidez a bateria de um veículo elétrico envelhece?
Vários fatores podem afetar a taxa de envelhecimento de uma bateria:
- Condições de armazenamento de um veículo elétrico (na garagem, na rua, etc.);
- Estilo de condução (com um carro elétrico, é preferível uma condução ecológica);
- Frequência de carregamento em estações de carregamento rápido;
- Condições meteorológicas na área onde você dirige com mais frequência.
Como otimizar a vida da bateria de um veículo elétrico?
Levando em consideração os fatores mencionados acima, a vida útil da bateria de tração pode ser otimizada. A qualquer momento, o fabricante ou um terceiro confiável pode diagnosticar e medir o SOH (estado de saúde) da bateria. Esta medição é usada para avaliar a condição da bateria.
SOH compara a capacidade máxima da bateria no momento do teste com a capacidade máxima da bateria quando era nova.
Reciclagem: segunda vida da bateria de um veículo elétrico
No setor de veículos elétricos Problema de descarte de bateria de íon de lítio em veículos elétricos continua a ser um grande problema. Na verdade, se um carro elétrico é mais limpo do que uma locomotiva a diesel (problema de produção de hidrocarbonetos) porque usa fontes de energia renováveis, eletricidade, recuperação e reciclagem de lítio são um problema.
Questões ambientais
Uma bateria de veículo elétrico pode conter vários quilos de lítio. Outros materiais são usados, como cobalto e manganês. Esses três tipos diferentes de metais são extraídos e processados para uso na construção de baterias.
Lítio
Dois terços dos recursos de lítio usados no desenvolvimento de baterias para veículos elétricos vêm dos desertos de sal da América do Sul (Bolívia, Chile e Argentina).
A extração e o processamento de lítio requerem uma grande quantidade de água, resultando em:
- Secagem de águas subterrâneas e rios;
- Poluição do solo;
- E perturbações ambientais, como aumento de envenenamentos e doenças graves na população local.
Cobalto
Mais da metade da produção mundial de cobalto vem de minas congolesas. Estes últimos se destacam principalmente em relação a:
- Condições de segurança para operações de mineração;
- Aproveitamento de crianças para extração de cobalto.
Atraso no setor de reciclagem: explicações
Se a bateria de íon-lítio é vendida desde 1991 no setor de eletrônicos de consumo, os canais de reciclagem desse material começaram a se desenvolver muito mais tarde.
Se o lítio não foi reciclado inicialmente, isso se deveu principalmente a:
- Sobre sua grande disponibilidade;
- Baixo custo de sua extração;
- As taxas de coleta permaneceram bastante baixas.
No entanto, com o aumento da eletromobilidade, as necessidades de abastecimento mudam em um ritmo rápido, daí a necessidade de um canal de recirculação eficiente. Hoje, em média, 65% das baterias de lítio são recicladas.
Soluções de reciclagem de lítio
Hoje, existem poucos veículos elétricos obsoletos em comparação com as locomotivas a diesel. Isso permite a desmontagem quase completa de veículos e componentes de bateria usados.
Assim, o lítio, bem como o alumínio, o cobalto e o cobre podem ser coletados e reciclados.
As baterias não danificadas seguem um circuito diferente. Na verdade, só porque às vezes eles não geram mais energia suficiente para fornecer desempenho e alcance adequados para os drivers, isso não significa que eles não estejam mais funcionando. Assim, eles recebem uma segunda vida. Eles são então usados para uso estacionário:
- Para armazenamento de fontes de energia renováveis (solar, eólica, etc.) em edifícios;
- Para alimentar estações de carregamento rápido.
O setor elétrico ainda não inovou para encontrar alternativas a esses materiais ou para obtê-los de outras formas.
Instalando uma estação de carregamento de veículos elétricos
