É um equívoco pensar que os tempos de carregamento de veículos elétricos são longos. Essa crença impede muitos compradores em potencial de comprar um veículo elétrico. No entanto, o tempo médio de carregamento de um carro elétrico em estações de carregamento rápido já é inferior a 20 minutos hoje.
Os veículos elétricos estão ganhando popularidade rapidamente, mas alguns compradores em potencial permanecem hesitantes. Uma das razões é que carregar EVs (veículos elétricos) é lento em comparação com a adição clássica de "diesel". Enquanto os motoristas de hoje estão acostumados a encher o tanque de combustível em menos de cinco minutos, os VEs, dependendo do tamanho e das especificações da bateria, normalmente levam entre 20 e 30 minutos para atingir 80% nas estações de carregamento mais rápidas. Nas estações de carregamento mais rápidas, aliada à capacidade de carregar o carro, é assim possível adicionar 100 quilómetros de autonomia em apenas alguns minutos. Alguns até relatam um tempo de cerca de 6 minutos.
A crença dos proprietários de veículos não elétricos é que eles sempre carregarão a bateria do veículo elétrico em 80% ou mais enquanto estiverem na estrada. O fato é que os motoristas de veículos elétricos em estações de carregamento rápido apenas "recarregam" a energia pela distância necessária até o posto de carregamento doméstico. Significa que, por exemplo, no regresso a casa de uma viagem superior à autonomia do automóvel, ficam apenas cerca de 10 minutos sobre o carregador elétrico. Apenas o quanto eles precisam na "tomada" doméstica. A razão também reside no fato de que carregar um carro elétrico na infraestrutura pública dos postos de recarga é bastante caro, ou várias vezes mais caro do que carregar em casa.
Em cinco a 10 anos, no entanto, seria possível um carregamento muito mais rápido. O que teoricamente significa uma parada em uma estação de carregamento por apenas alguns minutos. Ou seja, as empresas estão desenvolvendo novos materiais para baterias de íon-lítio, bem como novas baterias de "estado sólido", que são mais estáveis em uma velocidade de carregamento mais rápida. Velocidades de carregamento de 15 minutos ou menos para uma carga de bateria clássica "completa" já estão ao alcance tecnológico hoje.
Enquanto isso, uma equipe de cientistas projetou recentemente um protótipo de bateria de lítio que pode carregar mais de 50% de sua capacidade em condições de laboratório em apenas três minutos – e pode fazer isso milhares de vezes sem degradar significativamente sua capacidade. Os pesquisadores também relatam que isso pode abrir caminho para baterias que podem ser totalmente carregadas em apenas 10 minutos.
No entanto, ainda há desafios científicos e de engenharia a serem superados antes que as baterias EV de carregamento ultrarrápido sejam tecnicamente viáveis e, acima de tudo, acessíveis. Alguns especialistas questionam se os veículos elétricos que podem ser carregados tão rapidamente são realmente o futuro que queremos – pelo menos com a rede elétrica que temos agora. Isso pode ser um obstáculo.
Noções básicas de carregamento
As baterias dos veículos elétricos atuais são compostas por milhares de células de íon-lítio com capacidade de armazenar e liberar energia milhares de vezes. Cada uma dessas células consiste em dois eletrodos – um cátodo de metal e um ânodo de grafite – separados por um eletrólito líquido. Enquanto a bateria está carregando, os íons de lítio fluem através do líquido do cátodo para o ânodo, preenchendo os espaços entre as camadas de grafite. A taxa na qual os íons de lítio se movem do cátodo para o ânodo determina a rapidez com que a bateria carrega.
Em altas taxas de carregamento, as baterias de lítio podem superaquecer, fazendo com que se degradem com o tempo. Mais problemático, o lítio pode começar a se acumular na superfície do ânodo em vez de entrar nele - um fenômeno conhecido como revestimento de lítio. Isso não apenas reduz drasticamente a capacidade da bateria, como os depósitos de lítio eventualmente formam estruturas semelhantes a filamentos conhecidas como dendritos. Uma vez que eles começam a se formar, esses dendritos podem crescer através do eletrólito, tocar o cátodo e criar um curto-circuito, fazendo com que a bateria pegue fogo ou exploda.
Devido a problemas de carregamento rápido, todas as baterias EV têm limites de velocidade de carregamento integrados. Uma estação de carregamento rápido muito poderosa de 350 quilowatts poderia, teoricamente, carregar a bateria de 95 quilowatts-hora de um SUV como o Audi E-tron em menos de 16 minutos. Mas a bateria em si só pode lidar com um máximo de cerca de 150 quilowatts de energia de carregamento, tornando seu limite de velocidade de carga total real próximo a 40 minutos.
A rapidez com que a bateria carregará depende não apenas do carregador e de quantos quilowatts de energia a bateria é capaz de receber, mas também do tamanho da bateria, de quanto ela está carregada e até do clima - ou seja, da temperatura externa temperaturas e a prontidão da bateria para receber energia. Ainda assim, as estações de carregamento rápido de última geração geralmente podem carregar uma bateria de VE em até 80%, literalmente adicionando centenas de quilômetros de alcance em menos de 30 minutos (quando a bateria está 80% cheia, a taxa de carregamento diminui para evitar danificar a bateria). Os proprietários de Tesla podem visitar a estação "Tesla supercharger", que adicionará cerca de 300 km de alcance em 15 minutos.
Qual é o futuro do carregamento ultrarrápido?
Embora somar 300 quilômetros em apenas 15 minutos seja realmente extremamente rápido, psicologicamente isso ainda está longe do que precisamos hoje para encher um clássico tanque "diesel" com o qual fazemos 1000 quilômetros. Aqueles que esperam por uma experiência de carregamento de EV terão que esperar mais uma década ou mais para que a tecnologia já conhecida seja colocada em prática real. Mesmo quando as baterias EV são capazes de carregar em menos de 10 minutos, não está claro se o carregamento ultrarrápido será possível. Com 400 volts e mais, que as estações de carregamento rápido de hoje extraem da rede elétrica, a questão da sustentabilidade da infraestrutura surge rapidamente.
Mas o fato é que estamos pedindo as coisas erradas! Os usuários de veículos elétricos usam a infraestrutura pública e as estações de carregamento rápido apenas como saída de emergência. A maioria dos carros elétricos modernos é capaz de percorrer 300 quilômetros reais sem recarregar. Na prática, isso significa que qualquer pessoa de Liubliana pode chegar facilmente a Portorož e voltar. Portanto, para a estação de carregamento doméstica - sem paradas intermediárias. Se você deseja 100 quilômetros de alcance adicional seguros, pode obter a energia em menos de 10 minutos em estações de carregamento rápido ao longo das rodovias. Este é um tempo comparável a uma parada normal em um posto de gasolina. Tanto os motoristas de carros clássicos quanto os de carros elétricos são péssimos.
Ligado e adaptado: natgeo, evdb, …
