A célula é a menor fonte de energia de uma bateria de veículo elétrico. Quando estas são conectadas a várias células iguais, formam um módulo. Portanto, conectar muitos módulos feitos das mesmas células culmina em uma bateria. Na verdade, para se tornar uma bateria, também é necessário levar em conta um sistema de controle eletrônico, o hardware da bateria. Isso é chamado de sistema de gerenciamento de bateria BMS. Este artigo propõe um breve resumo do BMS e das principais causas da deterioração da bateria EV.

Sistema de gerenciamento de bateria BMS

Do ponto de vista químico, como não há água dentro da célula, em caso de eletrólise sobrecarregada ou sobredescarregada, não há efeito de resfriamento. Portanto, é necessário controlar o equilíbrio térmico da célula dentro da série. É importante não apenas para o desempenho, mas também para a segurança. Isso é definido como o Sistema de gerenciamento de bateria, que é a placa eletrônica. O Renault Zoe, um dos primeiros carros elétricos, foi desenvolvido com um sistema de resfriamento a ar muito simples. Seu BMS controlava bem a sobrecarga e a sobredescarga. Isso permitiu um alcance seguro e um ciclo de vida de 300.000 km. O problema com este sistema é que a bateria e o BMS foram superdimensionados. Em resumo, este carro era mais pesado do que modelos semelhantes. Certamente isso limita seu desempenho.

Montagem da bateria

O princípio de montagem tem quatro estágios, a célula da bateria, o módulo, o sistema e a integração do veículo. Isso requer trabalho em equipe multidisciplinar e integrado. Para garantir um sistema com muitas células operando bem, a equipe de desenvolvimento deve ser capaz de transitar entre os departamentos de química e design para executar um redesenho quando necessário. Portanto, é evidente que a fabricação de baterias EV é um ciclo de design de aprendizagem multidisciplinar que deve ter o tempo e o investimento adequados.

Degradação da bateria

A saúde estável usual de uma bateria automotiva é de cerca de 80% da eficiência original. A quilometragem na qual a bateria atinge essa condição é muito difícil de descobrir. O motivo é devido às muitas variáveis ​​envolvidas, é uma análise estatística completa. Por exemplo, usar totalmente a autonomia da bateria de um carro elétrico e recarregá-la rapidamente acelera a degradação da célula. Isso danifica as células no processo. Outro aspecto interessante é a boa prática de parar de usar o carro quando a carga da bateria estiver acima de 20%. Manter a carga da bateria acima de 20% é importante. Isso também acelera a degradação da bateria. Além disso, o uso constante do modo de potência máxima também deteriora as células. Todos esses fatores complicam a compra de um carro elétrico usado. Não há métodos para avaliação de bateria. Essa diferença entre carros elétricos e carros movidos a motor de combustão interna. Os mais de 100 anos de desenvolvimento dos últimos fornecem um mercado e regulamentações bem estabelecidos. Em comparação, a história das baterias de íons de lítio em carros elétricos tem menos de 10 anos em relação ao seu co-desenvolvimento.

Principais problemas da bateria

Existem três preocupações principais em baterias de VE, eletrólitos inflamáveis, quebra de eletrólito (célula selada) e fuga térmica. A primeira é importante, pois em caso de vazamento, o eletrólito é orgânico e inflamável. Se o eletrólito entrar em contato com o grafite, gases são produzidos. Esses gases aumentam a pressão e podem destruir a bateria. Normalmente, isso resulta na explosão da bateria quando ela está sendo descarregada ou recarregada. A consequência menor é o envelhecimento da célula. Outro problema é a fuga térmica durante um acidente de carro, já que os eletrodos internos não devem estar em contato.

Estratégias de segurança

As principais estratégias de segurança incluem o gerenciamento térmico, que está intrinsecamente conectado ao design do sistema de resfriamento. Outra estratégia é o sistema de gerenciamento de bateria, que visa fornecer dispositivos com capacidades de detecção de problemas. Além disso, inovações em células de íons de lítio, como materiais de autocura e eletrólitos aprimorados, são importantes. Por fim, técnicas de encapsulamento utilizam silicones, epóxis e espumas leves.

Referências

• Este artigo foi baseado nas notas de aula escritas pelo autor durante a cadeira de Componentes de Veículos do curso de Mestrado em Engenharia Automotiva Avançada na Università di Modena e Reggio Emilia.