Baterias para carros elétricos antes e depois do carregamento rápido.

Veículos elétricos de carregamento rápido podem arruinar suas baterias

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De acordo com a equipe de pesquisa da UCR, o uso contínuo de pontos de carregamento rápido de alta potência pode diminuir a vida útil das baterias EV, fazendo com que as células quebrem, aluguem e percam a capacidade de armazenamento. Essa notícia será um golpe para os motoristas de veículos elétricos que gastam muito tempo, para os quais os pontos de carregamento rápido ajudam a minimizar o tempo gasto fora da estrada.

No entanto, nem tudo são más notícias – a mesma equipe desenvolveu um método para carregar baterias EV a temperaturas mais baixas, o que representa um risco menor de causar danos irreversíveis e subsequente perda de capacidade de armazenamento.

Baterias para carros elétricos antes e depois do carregamento rápido.

Uma bateria EV antes e depois de carregar rapidamente. Imagem usada cortesia de Ozkan Lab / Universidade da Califórnia, Riverside.

Um novo método de cobrança

Para testar as baterias EV, a equipe da UCR carregou um conjunto de baterias de íon de lítio cilíndricas Panasonic NCR 18650B descarregadas – aquelas encontradas nos veículos da Tesla – usando o mesmo método de carregamento rápido encontrado em carregadores rápidos na estrada e nas rodovias. Estes agiram como um grupo de controle.

A equipe também carregou outro conjunto de baterias usando um novo protocolo baseado em algoritmo de carregamento rápido, que carrega as baterias o mais rápido possível, mas também é responsável pela resistência interna da bateria. Essa resistência, de acordo com os engenheiros da UCR, pode causar danos permanentes às células da bateria ao carregar se estiver muito alta e não for atendida.

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Para evitar esses danos, a equipe propôs um novo método de carregamento que corta automaticamente quando a resistência interna fica muito alta – em teoria, limitando os danos às células da bateria.

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“Nosso algoritmo alternativo de carregamento rápido adaptativo reduziu o desbotamento da capacidade e eliminou fraturas e alterações na composição das células comerciais da bateria” Cengiz Ozkan disse.

Uma bateria de Tesla quebrada.

Uma bateria EV de íon de lítio que quebrou após carregamento rápido. Imagem usada cortesia de Ozkan Lab / Universidade da Califórnia, Riverside.

Melhorando a vida útil da bateria

Usando o processo padrão de carregamento rápido, os pesquisadores descobriram que a capacidade da bateria foi reduzida em até 40% após apenas 40 ciclos de carga. Após 60 ciclos de carga, as células da bateria começaram a rachar, reduzindo drasticamente a capacidade e expondo seus componentes internos. No entanto, usando seu método de carregamento interno baseado em resistência, os pesquisadores da UCR registraram uma perda de capacidade reduzida de 20% no 40º ciclo de carregamento.

“O carregamento rápido industrial afeta negativamente a vida útil das baterias de íon-lítio devido ao aumento da resistência interna das baterias, o que, por sua vez, resulta na geração de calor” estudante de doutorado e co-autor Tanner Zerrin disse.

Dado que uma bateria EV é considerada no estágio “final da vida útil”, quando detém menos de 80% de sua capacidade total original – cerca de 25 cargas rápidas -, isso naturalmente será alarmante para os usuários de EV.

A equipe da UCR também apontou que são apenas as estações comerciais de carregamento rápido que causam esse tipo de dano – não o carregamento doméstico, por exemplo. Outras dicas para prolongar a vida útil da bateria EV incluem recarregar antes que a bateria esteja totalmente vazia e tomar cuidado para não sobrecarregar.

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Os pesquisadores solicitaram uma patente sobre o algoritmo adaptativo de carregamento rápido de resistência interna que poderia ser licenciado pelos fabricantes de baterias e automóveis.

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