Estudo do SLAC sugere que as baterias dos automóveis elétricos duram até 38% mais

Baterias de automóveis elétricos: porque continuam a ser a grande preocupação

Nos automóveis elétricos, as baterias são a peça mais importante - e, ao mesmo tempo, a maior fonte de preocupações. A durabilidade e o custo continuam a ser dois entraves para os quais o sector ainda não encontrou uma resposta definitiva.

Com o passar do tempo, as baterias vão perdendo capacidade. Essa redução traduz-se numa autonomia mais curta e, se a degradação chegar a um certo patamar, a substituição torna-se necessária - algo que, por agora, implica uma despesa elevada.

Apesar de ainda não existirem soluções que eliminem estes problemas, um novo estudo aponta que, em condições de utilização «do mundo real», as baterias podem ter uma vida útil muito superior à prevista - até 38% mais do que as estimativas habituais.

A investigação, conduzida pelo SLAC (Standford Battery Center), sugere que os métodos convencionais usados atualmente para estimar o ciclo de vida das baterias poderão não ser os mais apropriados quando aplicados a veículos elétricos.

“Não temos estado a testar as baterias dos elétricos da maneira certa.”

Simona Onori, professora associada de ciência e engenharia energética na Stanford Doerr School of Sustainability

Um novo método

Em laboratório, a longevidade das baterias costuma ser avaliada recorrendo a ciclos contínuos e acelerados de descarga e carga, repetidos de forma constante. Esta abordagem permite obter resultados rapidamente, mas, segundo os investigadores, fica aquém de reproduzir o que acontece no uso real de um automóvel elétrico.

Para aproximar os testes do quotidiano, a equipa do SLAC criou um novo método com quatro tipos de perfis de descarga. Estes variam entre o cenário “padrão” (descarga constante) e perfis dinâmicos construídos a partir de dados reais de condução.

Tal como acontece com veículos a combustão, os elétricos enfrentam rotinas muito diferentes: desde deslocações diárias muito curtas até viagens longas em autoestrada, passando por todo o tipo de percursos intermédios.

A grande diferença está no modo como a energia é reposta. Também aqui há múltiplos comportamentos: há quem carregue todos os dias, em casa, durante a noite, e quem deixe passar vários dias entre carregamentos. Além disso, o carregamento pode ser lento ou rápido.

Com essa diversidade em mente, o estudo testou 92 baterias de iões de lítio durante mais de dois anos. Os resultados foram inesperados: quanto mais o perfil de teste se aproximava das condições reais de utilização, maior era a expectativa de vida útil das baterias - e não foi essa a única surpresa.

Os investigadores concluíram ainda que acelerações mais fortes e de curta duração estavam associadas a uma degradação mais lenta da bateria, contrariando ideias anteriores.

“Para nossa surpresa, a condução real com acelerações frequentes, travagem regenerativa, paragens frequentes, e deixar as baterias descansar por horas, ajuda as baterias a durar mais do aquilo que pensávamos”, afirmou Onori.

O que degrada as baterias?

Mesmo com melhorias na forma de testar e compreender o desgaste, as baterias continuam longe de ser permanentes. O estudo aponta dois grandes responsáveis pela degradação: a degradação por ciclos e a degradação por tempo.

Degradação por ciclos

A degradação por ciclos ocorre quando a bateria é carregada e descarregada repetidamente. Este tipo de desgaste tende a dominar em veículos de mercadorias e de transporte de passageiros - como táxis e autocarros - que passam grande parte do tempo a circular ou a recarregar.

Degradação por tempo

Já a degradação por tempo acontece mesmo quando as baterias ficam paradas durante períodos prolongados. Ainda que o veículo não seja utilizado, processos químicos internos continuam a ocorrer, pelo que a degradação não deixa de avançar.

Entre automóveis usados por particulares, este fator temporal pesa mais do que o desgaste por ciclos, precisamente porque o carro pode passar muito tempo sem ser conduzido.

“Para os consumidores que utilizam os seus elétricos para ir para o trabalho, buscar as filhos, ir às compras, mas que na maioria das vezes não o utilizam nem o carregam, o tempo torna-se a causa predominante de degradação de baterias”, explicou Alexis Geslin, um dos autores do estudo.

A investigação identificou ainda uma «janela ótima» de descarga que, para as baterias analisadas, ajuda a equilibrar os dois tipos de degradação referidos.

Contudo, o estudo não especifica qual é exatamente essa «janela» - até porque pode variar consoante o tipo de células, a química e as condições de envelhecimento da bateria (temperaturas e intervalo da tensão) -, indicando apenas que se enquadra em padrões de descarga realistas do uso diário de veículos elétricos.

“No futuro, será muito importante avaliar novas químicas e designs de baterias com perfis de utilização realistas.”

Le Xu, Pós-doutorado em ciência da energia e engenharia