2024 foi um ano para ser lembrado – com temperaturas subindo em todo o mundo, a Organização Meteorológica Mundial (OMM) confirmou que 2024 é o ano mais quente já registrado, com base em seis conjuntos de dados internacionais.
Como saberão os utilizadores de smartphone, a temperatura ambiente afeta o desempenho da bateria (é por isso que vemos avisos de temperatura no ecrã do telemóvel) – então, o que implica a mudança de temperatura ambiente para as baterias dos veículos elétricos? E como é que as temperaturas mais frias e mais quentes afetam a autonomia do seu veículo elétrico?
Vamos começar…
Como funcionam as baterias dos carros elétricos?
As baterias de iões de lítio (ou Li-ion) são a central elétrica da maioria dos veículos elétricos. Sem elas, o armazenamento de energia em veículos elétricos não seria possível.
Uma bateria de iões de lítio tem dois tipos de elétrodos: ânodo e cátodo. Devido à sua notável capacidade de armazenar iões de lítio (energia), os ânodos e os cátodo são as principais razões pelas quais as baterias de iões de lítio são usadas em veículos elétricos.
O que é importante referir sobre as baterias de iões de lítio é o seu intervalo de temperaturas ideal, que se situa entre 15 e 45 graus Celsius. Então, como é feita a monitorização e o que acontece se as temperaturas se encontrarem fora destes parâmetros?
Integrado estrategicamente, o sistema interno de gestão térmica (ITMS) do veículo elétrico monitoriza a saúde da bateria para medir a autonomia (quilómetros) restante e a vida útil. Essencialmente, também regula a temperatura da bateria para garantir que continua a funcionar de forma segura e eficiente.
Os fatores externos e internos podem afetar a temperatura da bateria. Por exemplo, quando uma bateria carrega, cria-se muito calor (mais ainda com o carregamento rápido e ultrarrápido) que, sem a devida atenção, pode acabar por danificar a bateria. Assim que o ITMS assinala a temperatura alta, o veículo elétrico liberta líquido de arrefecimento para diminuir o calor da bateria. Normalmente, quando um veículo elétrico regista pela primeira vez uma sessão de carregamento rápido, liberta lentamente o líquido de arrefecimento para garantir que a bateria nunca atinge o seu limite de temperatura. Se o líquido de arrefecimento não for suficiente, o veículo elétrico reduzirá a sua taxa de carregamento. Apesar de isto significar que o veículo elétrico demora mais tempo a carregar, a bateria mantém-se protegida.
Então, o que acontece quando as temperaturas descem abaixo dos 15 graus Celsius?
Qual é o efeito das temperaturas mais frias nas baterias dos veículos elétricos?
Devido à cinética interna da bateria, as temperaturas mais frias diminuem a reação química.
O que significa isto na vida real? 10-15% menos autonomia de condução.
Por exemplo, o Tesla Model Y atinge um pico entre 295 milhas (474 km) no verão e 215 milhas (346 km) no inverno, enquanto o Smart EQ oscila entre 60 milhas (96 km) no verão e 45 milhas (72 km) no inverno.
Se quiser uma resposta mais científica, aqui está: os ânodos das baterias são feitos de materiais, como grafite, que têm estruturas reticulares. Isso é importante porque, quando uma bateria é carregada, os iões de lítio movem-se do cátodo para o ânodo e são armazenados nessa estrutura reticular. Esse processo é chamado de intercalação. É necessária uma força (neste caso, corrente) para empurrar os iões para o ânodo e depositá-los na rede. Se este processo ocorrer em clima frio, os iões entram no ânodo mais lentamente e o acúmulo de lítio na parte externa pode formar um revestimento metálico. Alguns desses iões entrarão gradualmente no ânodo com o tempo, mas outros permanecerão revestidos na parte externa, reduzindo permanentemente a capacidade e aumentando a resistência interna da bateria.
Tal como o processo para temperaturas superiores a 45 graus Celsius, quando a temperatura de uma bateria de veículos elétricos baixar para menos de 15 graus, o ITMS entra em ação e aquece lentamente a bateria. Então, porque não aquecer a bateria mais rapidamente?
Forçar a reação química a acelerar, de modo a carregar mais rapidamente, pode fazer com que o lítio forme dendritos, o que, por sua vez, pode provocar um curto-circuito na bateria. É por isso que o ITMS aquece a bateria gradualmente.
Infelizmente, as temperaturas mais frias afetam o desempenho das baterias de iões de lítio, mas há passos que pode tomar para reduzir o seu impacto na autonomia e eficiência do seu veículo elétrico.
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