Bateria de íon de lítio para veículo elétrico

Bateria de veículo elétrico

Uma bateria de veículo elétrico (EVB, também conhecida como bateria de tração) é uma bateria usada para alimentar os motores elétricos de um veículo elétrico a bateria (BEV). Essas baterias são geralmente baterias recarregáveis e normalmente são baterias de íons de lítio. Essas baterias são projetadas especificamente para uma alta capacidade de amperes-hora (ou quilowatts-hora).

As baterias de veículos elétricos diferem das baterias de partida, iluminação e ignição (SLI), pois são projetadas para fornecer energia por períodos prolongados de tempo e são baterias de ciclo profundo. As baterias para veículos elétricos são caracterizadas por sua relação potência/peso relativamente alta, energia específica e densidade de energia; baterias menores e mais leves são desejáveis porque reduzem o peso do veículo e, portanto, melhoram seu desempenho. Em comparação com os combustíveis líquidos, a maioria das tecnologias de baterias atuais tem energia específica muito menor, e isso geralmente afeta a autonomia máxima totalmente elétrica dos veículos.

Histórico da bateria do veículo

O tipo de bateria mais comum em veículos elétricos modernos é o íon de lítio e o polímero de lítio, devido à sua alta densidade de energia em relação ao seu peso. Outros tipos de baterias recarregáveis usadas em veículos elétricos incluem chumbo-ácido ("inundado", ciclo profundo e chumbo-ácido regulado por válvula), níquel-cádmio, níquel-hidreto metálico e, menos comumente, zinco-ar e níquel de sódio baterias de cloreto ("zebra").[1]A quantidade de eletricidade (ou seja, carga elétrica) armazenada em baterias é medida em amperes-hora ou em coulombs, com a energia total geralmente medida em quilowatts-hora. Desde o final da década de 1990, os avanços na tecnologia de baterias de íons de lítio foram impulsionados por demandas de eletrônicos portáteis, laptops, telefones celulares e ferramentas elétricas. O mercado de BEV e HEV colheu os benefícios desses avanços tanto em desempenho quanto em densidade de energia. Ao contrário das químicas de baterias anteriores, principalmente de níquel-cádmio, as baterias de íons de lítio podem ser descarregadas e recarregadas diariamente e em qualquer estado de carga.

Bateria para bateria de veículo elétrica pura de baixa velocidade

Componentes internos

Os projetos de baterias para veículos elétricos são complexos e variam muito de acordo com o fabricante e a aplicação específica. No entanto, todos eles incorporam uma combinação de vários sistemas simples de componentes mecânicos e elétricos que executam as funções básicas exigidas do pacote.

As células de bateria reais podem ter química, formas físicas e tamanhos diferentes, conforme preferido por vários fabricantes de embalagens. Os conjuntos de baterias sempre incorporarão muitas células discretas conectadas em série e em paralelo para atingir os requisitos totais de tensão e corrente do conjunto. As baterias para todos os EVs de acionamento elétrico podem conter várias centenas de células individuais. Cada célula tem uma tensão nominal de 3-4 volts, dependendo de sua composição química.

Para auxiliar na fabricação e montagem, a grande pilha de células é normalmente agrupada em pilhas menores chamadas módulos. Vários desses módulos serão colocados em um único pacote. Dentro de cada módulo, as células são soldadas para completar o caminho elétrico para o fluxo de corrente. Os módulos também podem incorporar mecanismos de resfriamento, monitores de temperatura e outros dispositivos. Os módulos devem permanecer dentro de uma faixa de temperatura específica para um desempenho ideal. Na maioria dos casos, os módulos também permitem monitorar a tensão produzida por cada célula da bateria na pilha usando um Sistema de Gerenciamento de Bateria (BMS).

A pilha de células da bateria possui um fusível principal que limita a corrente da bateria sob uma condição de curto-circuito. Um "plugue de serviço" ou "desconexão de serviço" pode ser removido para dividir a pilha de baterias em duas metades eletricamente isoladas. Com o plugue de serviço removido, os terminais principais expostos da bateria não apresentam alto potencial de perigo elétrico para os técnicos de serviço.

A bateria também contém relés, ou contatores, que controlam a distribuição da energia elétrica da bateria para os terminais de saída. Na maioria dos casos, haverá um mínimo de dois relés principais que conectam a pilha de células da bateria aos principais terminais de saída positivo e negativo do pacote, que então fornecem alta corrente ao motor de acionamento elétrico. Alguns projetos de pacotes incluirão caminhos alternativos de corrente para pré-carregar o sistema de acionamento por meio de um resistor de pré-carga ou para alimentar um barramento auxiliar que também terá seus próprios relés de controle associados. Por razões de segurança, esses relés estão todos normalmente abertos.

A bateria também contém uma variedade de sensores de temperatura, tensão e corrente. A coleta de dados dos sensores do pacote e a ativação dos relés do pacote são realizadas pela Unidade de Monitoramento de Bateria (BMU) ou Sistema de Gerenciamento de Bateria (BMS) do pacote. O BMS também é responsável pelas comunicações com o veículo fora da bateria.

Paridade de intervalo

A paridade de autonomia significa que o veículo elétrico tem a mesma autonomia que um veículo médio de combustão total, com baterias de energia específica superior a 1 kWh/kg. Maior autonomia significa que os veículos elétricos percorreriam mais quilômetros sem recarga.

Economia de custo

Em termos de custos operacionais, o preço da eletricidade para operar um BEV é uma pequena fração do custo do combustível para motores de combustão interna equivalentes, refletindo uma maior eficiência energética.