Impacto das temperaturas frias nos tempos de carregamento e no desempenho da bateria

Introdução

A revolução dos veículos eléctricos trouxe inúmeras mudanças na forma como operamos, carregamos e compreendemos a dinâmica de condução. Tal como acontece com todas as novas tecnologias, deve haver um período de adaptação e de aprendizagem da sua utilização. Para os utilizadores mais recentes e futuros de VE, o mais curioso é o próprio carregamento. Embora ligar o veículo ao carregador seja uma coisa bastante fácil de fazer, o processo de carregamento tem alguns aspectos particulares que todos os proprietários de VE devem conhecer. Um dos mais interessantes é o efeito do tempo frio nos tempos de carregamento e no desempenho da bateria. Esta é a altura ideal para discutir este assunto, uma vez que o inverno está a chegar e a maioria dos nossos clientes vive em climas continentais. Isto significa que irão encontrar tempos de carregamento diferentes e um desempenho variável dos seus veículos a bateria à medida que a temperatura exterior se aproxima do ponto de congelação. Vamos então explicar porque é que um veículo elétrico demora mais tempo a carregar no inverno e a física por detrás deste fenómeno.

Baterias de iões de lítio contra o tempo frio

Independentemente do tipo de veículo elétrico que utiliza, do tamanho da bateria ou do ano do modelo, o tempo frio afectará sempre o desempenho da bateria. As baterias de iões de lítio são especialmente propensas a baixas temperaturas e, uma vez que esta tecnologia de bateria é dominante nos modelos modernos de EV, isto significa que o problema é generalizado.

As baterias de iões de lítio funcionam de forma óptima a uma temperatura entre 20°C e 25°C. Na maioria das regiões de clima continental, as temperaturas exteriores durante o outono, inverno e primavera estão muito abaixo do intervalo ideal, especialmente à noite. Isto afecta todos os veículos, especialmente os que estão estacionados no exterior. À medida que as temperaturas descem, os electrólitos da bateria tornam-se mais viscosos, abrandando o fluxo de iões entre o ânodo e o cátodo. Isto reduz a capacidade da bateria para armazenar e libertar energia, afectando diretamente tanto o desempenho como a velocidade de carregamento.

O que acontece no interior da bateria EV quando as temperaturas são baixas?

O principal problema com o tempo frio e as baterias é que as reacções químicas no interior da bateria abrandam à medida que as temperaturas descem. As baterias de iões de lítio dependem do movimento dos iões de lítio entre o ânodo e o cátodo para gerar e armazenar energia. As temperaturas frias abrandam este movimento, reduzindo a eficiência da bateria.

Aumento da resistência interna

Simplesmente, as temperaturas frias tornam mais difícil para a bateria fazer o seu trabalho. A resistência interna da bateria aumenta, o que significa que tem de trabalhar mais para armazenar e libertar energia. Isto reduz significativamente a potência de saída e faz com que a bateria perca carga mais rapidamente do que em condições mais quentes.

Capacidade reduzida

A capacidade de uma bateria é reduzida em temperaturas frias. Isto significa que, mesmo quando está totalmente carregada, a bateria não terá a mesma autonomia que teria em temperaturas moderadas ou quentes. Isto deve-se ao facto de a eficiência da transferência de energia ser reduzida no frio.

Drenagem de energia devido a necessidades de aquecimento

Os veículos eléctricos consomem frequentemente mais energia nos meses mais frios para aquecer o habitáculo e gerir a temperatura da bateria, o que sobrecarrega ainda mais a potência disponível e reduz a autonomia. Nos veículos eléctricos, a bateria fornece energia para tudo, desde o movimento, luzes, sons e aquecimento.

O que saber sobre o carregamento em tempo frio

Tendo em conta o que precede, é compreensível que as baterias reajam lentamente nos invernos frios. Quando liga o seu veículo a bateria ao carregador, eis o que acontece.

Ativação do sistema de aquecimento da bateria

Os veículos eléctricos modernos estão equipados com sistemas de gestão da bateria que tentam regular a temperatura da bateria. Quando a temperatura desce abaixo de um determinado limite, estes sistemas são activados e utilizam energia para aquecer a bateria até uma temperatura de carregamento ideal. Este processo garante que a bateria não é danificada pelo carregamento a uma temperatura demasiado fria, mas também prolonga o tempo de carregamento.

Diminuição da eficiência do carregamento

Como mencionado anteriormente, o tempo frio aumenta a resistência interna das baterias de iões de lítio. Quando liga o seu veículo elétrico com tempo frio, a bateria pode não ser capaz de absorver energia tão rapidamente devido a esta resistência. Esta redução da eficiência provoca velocidades de carregamento mais lentas, especialmente durante as fases iniciais de carregamento.

Limitações do carregamento rápido em tempo frioAs estações de carregamento rápido, como as que se encontram em muitas paragens de descanso nas auto-estradas, estações de serviço ou centros comerciais, oferecem níveis de potência elevados para carregar as baterias rapidamente. No entanto, a maioria dos veículos eléctricos limita a quantidade de energia que retira dos carregadores rápidos em condições de frio para evitar possíveis danos na bateria. Embora possa demorar apenas 30 minutos a atingir 80% da carga durante o verão, esse mesmo carregamento rápido pode demorar muito mais tempo durante o inverno.

Pré-condicionamento da bateria

Alguns veículos eléctricos oferecem uma funcionalidade chamada pré-condicionamento da bateria. É como aquecer o motor de um carro a gasolina antes de uma viagem, mas para o seu veículo a bateria. Aquece a bateria antes do carregamento, o que pode ajudar a reduzir os efeitos negativos das temperaturas frias nos tempos de carregamento. No entanto, o pré-condicionamento também requer energia e tempo, o que leva a um processo de carregamento global mais longo.