Bateria EV Aciona a Indústria Automóvel

A capacidade da bateria dos veículos eléctricos é a força e a fraqueza dos carros e camiões eléctricos. 

A capacidade das baterias utilizadas nos veículos impulsiona o seu sucesso e fracasso no mercado. Quanto mais capacidade, mais alcance, e mais potência para os condutores que vivem para a POWER conduzirão as vendas.

Os condutores com fobia de ficar sem gasolina ficarão ainda mais apreensivos por ficarem sem sumo. Infelizmente, não se pode transportar uma gasolina de 5 galões de volta para o seu veículo a partir da estação de carregamento local. Mas, sem dúvida, haverá veículos de carregamento que poderão chegar ao local para salvar os condutores iniciados de VE em breve.

Alguns números sobre as baterias e o desempenho dos veículos eléctricos

Já alguma vez ouviu o ditado "os números não mentem, mas os mentirosos às vezes figuram"? Não quero apontar dedos, mas os fabricantes de automóveis são bastante criativos ao afirmar a potência e a gama de veículos eléctricos. Infelizmente, por vezes, parece que os números desafiam a física.

E todos sabemos que as empresas de marketing nunca mudam a rotação ou embelezam os números reais. A boa notícia é que a EPA, Agência de Protecção Ambiental, classifica EV por capacidade e alcance semelhantes ao que têm feito durante anos com motores e veículos de combustão. A diferença é que os galões por milha não se relacionam matematicamente com os watts de potência por milha.

Um depósito de gás ICE contém 20 galões de combustível, enquanto que uma bateria de veículos eléctricos contém kWh de energia. Alguns veículos maiores podem conter 30 ou mesmo 40 galões de gás. Os tamanhos dos tanques podem ser comparados com EVs com baterias classificadas em 40, 60, ou 100 kWh.  

Estes números não são de maçãs para maçãs. São mais como as maçãs às melancias. É possível relacionar matematicamente a energia produzida pela electricidade e pela gasolina, mas deixarei isso para os grandes nomes da física.

Veículos EV Comparação com Veículos a Gás com Equivalente a Milhas por Galão

A EPA tentou facilitar aos clientes a comparação de VE através do desenvolvimento de um equivalente a Miles per Gallon (MPGe). Utilizam 33,7 kWh = 1 Galão de gasolina. As suas classificações combinadas de gás e electricidade dão uma taxa de um veículo híbrido plug-in (PHEV). Veja os seus os dez melhores bebedouros de combustível para 2022.

A EPA coloca o veículo eléctrico num dínamo onde percorre o carro através de uma gama de velocidades de 30 - 65 para classificações de auto-estrada. Para as classificações de cidade, os carros imitam a condução em stop-and-go city com aceleração e travagem variáveis. Os EV são classificados em kWh/100 milhas a 65 milhas, uma hora de velocidade em vez de por milha.  

Etiqueta de veículo eléctrico EPA e capacidade da bateria

Capacidade da bateria é o que impulsiona a aceitação de veículos eléctricos

Electric vehicles were b

As primeiras baterias eram também robustas e caras. Eram silenciosas e descarregadas sem fumo ou fumos, mas continuaram a ser uma novidade até ao século XIX. Depois, nos anos 60 e 70, entraram em cena veículos mais eléctricos. As baterias eram enormes. Eram práticas em carrinhos de golfe e empilhadores industriais que trabalhavam em turnos de 8 horas antes de serem recarregadas. No entanto, as baterias ainda eram demasiado grandes e pesadas para serem funcionais nos carros.

Veículos híbridosUma combinação de ICE, motores de combustão interna, e motores eléctricos, começou a tomar forma nos anos 80. Esta combinação aumentou significativamente a eficiência do combustível e resolveu a questão do carregamento e do alcance limitado.  

As baterias mais pequenas, mais leves e recarregáveis despertaram o interesse pelos veículos eléctricos à medida que nos aproximávamos do século XX. O desenvolvimento de uma capacidade mais robusta, leve e superior é a nova corrida ao domínio para os fabricantes de veículos.

O verdadeiro fundamento da capacidade da bateria

Ao conceber novas baterias para veículos eléctricos, o principal objectivo na maioria dos casos é aumentar a autonomia de condução tão eficientemente quanto possível. Para o conseguir, os peritos estabelecem objectivos realistas para a distância que gostariam que o carro percorresse. Depois utilizam a fórmula da capacidade da bateria para medir com precisão quanta energia será necessária para o levar até lá. 

Uma vez que as baterias têm constantemente energia retirada delas quando em funcionamento, muitas coisas contribuem para a sua descarga.

Coisas como aceleração e travagem brusca desempenham um papel na capacidade real de armazenamento de uma bateria. As baterias também não podem ser totalmente drenadas de energia para evitar danos.

Bruto vs. Líquido 

É insalubres para pilhas para que toda a sua energia seja retirada. Quando isto ocorre, a bateria fica danificada ou completamente frita. É por isso que é importante calcular tanto a capacidade total (bruta) como a capacidade utilizável (líquida). 

A capacidade bruta é a quantidade máxima teórica de energia que a bateria contém. Permite aos engenheiros e fabricantes determinar as capacidades do automóvel e calcular a capacidade líquida. 

A capacidade líquida é necessária para determinar a quantidade teórica de energia que uma bateria precisa de armazenar para percorrer uma distância específica. 

A capacidade líquida é a quantidade real de energia que o carro é capaz de extrair a partir da bateria. Esta estimativa é feita a critério do fabricante e com base em muitos factores técnicos. Por exemplo, muitos engenheiros recomendam que se reserve 10-20% da capacidade total para se proteger contra sobrecargas e descargas. 

Cálculo da capacidade da bateria para veículos eléctricos

Estima-se que até 2030, 4 milhões de pessoas começarão a conduzir veículos eléctricos apenas na Califórnia. Para garantir a segurança dos condutores nestes novos VE, os engenheiros no terreno devem dominar os seus cálculos da capacidade da bateria. 

Um condutor não terá necessariamente de se preocupar com a carga real da bateria, capacidade utilizável, ou kW/h por 100 milhas para operar o seu veículo em segurança. No entanto, o fabricante precisa de conhecer esta informação para compreender plenamente os parâmetros do seu carro e melhorar a tecnologia disponível no terreno. 

Dependendo do seu motor, há vários factores a considerar ao calcular a capacidade teórica da bateria. Estes incluem coisas como o peso bruto, velocidade máxima, potência do motor, a gama desejada do veículo. 

Pode encontrar as fórmulas muito complexas para calcular a capacidade da bateria aqui em X-Engineer.org. Os veículos eléctricos a bateria ou BEV são todos sobre alta voltagem e corrente. Milhares de baterias de 4,3 volts são utilizadas para atingir tensões até 750V, a corrente de 1.200 amps ou mais. Não é uma bateria de lanterna típica.

Basta dizer, e a maioria dos utilizadores terá de depender da EPA e outras fontes de análise automóvel para decifrar o que os fabricantes e comerciantes nos estão a dizer sobre os seus veículos. 

O Futuro da Capacidade da Bateria e dos Veículos Eléctricos

A tecnologia das baterias está a evoluir rapidamente. Baterias de iões de lítio, baterias de estado sólido, baterias de hidrogénio, baterias Giga, e outras competem pelo 1º lugar na corrida pelo domínio. Além disso, os fabricantes de veículos competem para criar as baterias mais leves, seguras, com a mais alta densidade de energia, e mais duradouras.

Estão em curso trabalhos para criar um conjunto de baterias de GWh. O Gigi-watt é 1.000 vezes um kilowatt. Isso significa 1.000 vezes o alcance dos actuais pacotes de baterias? Os avanços recentes prepararam o terreno para um desenvolvimento mais rápido.

Estamos a começar a ver mais drones eléctricos e aeronaves. As baterias de estado sólido serão uma excelente solução para a aviação devido ao seu peso reduzido e tamanho reduzido.  

As baterias de hidrogénio ou as células de combustível irão fazer crescer o transporte pesado e a construção, especialmente camiões e até comboios.

A gestão térmica dos sistemas de baterias continuará a ser essencial.

A criação de energia cria calor. Por conseguinte, os sistemas de baterias necessitarão de sistemas de arrefecimento. Além disso, independentemente do tipo de bateria até à data, as baterias precisam de calor para as proteger das temperaturas frias.  

As cabinas interiores também necessitam de uma gestão térmica que muitas vezes pode ser fornecida pelos sistemas de baterias de alta tensão e corrente que fazem funcionar os motores e os comboios de tracção. Bombas de calor, Aquecedor PTCe Sistemas de arrefecimento termoeléctrico Peltier funcionar com tensões convencionais continuará a ser necessário para o conforto das criaturas.

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