Um veículo elétrico a bateria (BEV), veículo elétrico puro ou veículo totalmente elétrico é um tipo de veículo elétrico (EV) que utiliza energia química armazenada em baterias recarregáveis. Os BEVs usam motores elétricos e controladores de motor em vez de motores de combustão interna (ICEs) para propulsão. Eles obtêm toda a energia das baterias e, portanto, não possuem motor de combustão interna, célula de combustível ou tanque de combustível. BEVs incluem – mas não estão limitados a – motocicletas, bicicletas, scooters, skates, vagões, embarcações, empilhadeiras, ônibus, caminhões e carros.

Em 2016, havia 210 milhões de bicicletas elétricas em todo o mundo usadas diariamente. As vendas globais acumuladas de veículos elétricos puros com capacidade para veículos ligeiros ultrapassaram o marco de um milhão de unidades em setembro de 2016. Em abril de 2018, o carro mais vendido legalmente na história do mundo é o Nissan Leaf, com vendas globais de mais de 300.000 unidades, seguidas pelo Tesla Model S com mais de 200.000 unidades entregues em todo o mundo.

Relacionamento com veículos híbridos
Veículos que usam motores elétricos e motores de combustão interna para se propelirem são chamados veículos híbridos, e não são considerados BEV puros:

Os veículos híbridos “tradicionais” usam o motor elétrico como suporte (eles trabalham principalmente com o motor a gasolina ou diesel). Um exemplo é o Toyota Prius.
Veículos híbridos plug-in (híbridos elétricos plug-in) podem carregar baterias com o motor de combustão interna como um plug. Atualmente, a Toyota, a General Motors e outras montadoras entraram na corrida pela fabricação em massa de veículos híbridos plug-in.

Desvantagens de veículos de bateria
Muitos projetos elétricos têm autonomia limitada, devido à baixa densidade de energia das baterias em comparação com o combustível dos veículos com motor de combustão interna. No entanto, adicionar mais baterias pode alcançar qualquer autonomia, em detrimento do aumento do peso.

Quase todos os sistemas de recarga são geralmente muito lentos em comparação com o processo de enchimento de combustível relativamente rápido. Isso é especialmente complicado pela atual escassez de pontos de recarga, que começa a melhorar com a instalação desses pontos em garagens comunitárias, residências unifamiliares, empresas e vias públicas. Além disso, existe a possibilidade de recarga rápida de alguns minutos.

Em termos de transporte, se a eletricidade não renovável é usada, o resultado líquido é uma redução de 27% nas emissões de dióxido de carbono, uma ligeira redução nas emissões de óxido nitroso. Embora as emissões de particulados aumentem, as emissões de dióxido de enxofre seriam as mesmas, com a quase eliminação de monóxido de carbono e emissões de compostos orgânicos voláteis. As emissões poluentes seriam deslocadas para fora da rua porque seriam emitidas em usinas elétricas e teriam um efeito menos nocivo sobre a saúde humana. Logicamente, isso não acontece quando se usa eletricidade renovável.

Os veículos elétricos são vistos como amigáveis ​​e respeitosos com o meio ambiente, se usarem eletricidade renovável.

Soluções criativas possíveis
Para mitigar as desvantagens acima mencionadas e, portanto, dar um forte impulso à comercialização das VEBs, estratégias adequadas podem ser estabelecidas para o uso e recarga das baterias.

Um deles, poderia ser sua homologação em termos de tamanho e tensão para sua aplicação em todos os veículos, montando em série várias unidades para cada modelo e de acordo com as características dos VEBs de acordo com os diferentes fabricantes. Até mesmo os motores seriam suscetíveis de homologação por sua montagem banal e simples.

Os carros elétricos representam uma ameaça ambiental em termos de desperdício das baterias elétricas utilizadas, bem como a produção dos mesmos como os motores elétricos. Estes requerem o uso de uma grande quantidade de materiais tóxicos, como níquel, alumínio e cobre, portanto, o impacto da acidificação é muito maior.

Mas a estratégia mais decisiva e decisiva ao usar os VEBs em geral e para viagens longas seria evitar a recarga de baterias por cada usuário. Com efeito, é nos pontos de abastecimento (PR) – que, de uma forma que surgiu devido à continuidade com a situação atual, seriam as redes de estações de serviço – um estoque de baterias carregadas está disponível aos usuários para que, quando chegam ao PR, somente as baterias que quase foram descarregadas terão que ser substituídas por algumas recarregadas ao máximo. Essa prática seria essencial e quase perfeita para os usuários no caso de longas viagens. Seria pago pela recarga e pelo envelhecimento das baterias, que o usuário levaria em seguro, garantia, amortização e aluguel combinado com o tempo de uso ou os quilômetros percorridos. A norte-americana Better Placeis já trabalha nessa direção. Quando as baterias atingiram um certo nível de desgaste que afetou sua vida média, o PR forneceria novas baterias cobradas dos valores pagos pelos itens consignados, todos associados ao Amp.h. de cada bateria homologada e seu preço no mercado é novo.

Vantagens de carros de bateria
Os veículos de bateria são agradáveis ​​com o meio ambiente para que este tipo de veículo não emita gases poluentes para o meio ambiente, não apresentam resíduos como óleo, filtros, peças sobressalentes, etc., que poderiam então contaminar o meio ambiente.

Há veículos que podem ser usados ​​de duas maneiras: com um motor híbrido (usando combustão e eletricidade) ou apenas um elétrico, além disso, os veículos de combustão derivados do petróleo rendem cerca de 800 km por lago, a um custo de 60 dólares. os carros elétricos rendem aproximadamente 400 km, os que custam 7 dólares, embora atualmente existam veículos que podem ir mais rápido.

Veículos por tipo
O conceito de veículos elétricos a bateria é usar baterias carregadas a bordo de veículos para propulsão. Os carros elétricos a bateria estão se tornando cada vez mais atraentes com o avanço da nova tecnologia de bateria (Lithium Ion) que tem maior potência e densidade de energia (ou seja, maior aceleração e maior alcance com menos baterias) e maiores preços do petróleo.

Os BEVs incluem automóveis, caminhões leves e veículos elétricos da vizinhança.

Trilho

Vagões elétricos de bateria:
Uma unidade múltipla elétrica de bateria, vagão elétrico de bateria ou vagão de acumulador é uma unidade múltipla ou vagão acionada eletricamente cuja energia é derivada de baterias recarregáveis ​​que acionam seus motores de tração.

A principal vantagem desses veículos é que eles não usam combustíveis fósseis como carvão ou diesel, não emitem gases de exaustão e não exigem que a ferrovia tenha infraestrutura cara, como trilhos de terra elétricos ou catenárias aéreas. No lado negativo está o peso das baterias, o que eleva o peso do veículo, e o seu alcance antes de recarregar entre 300 e 600 quilômetros (186 e 373 mi). Atualmente, as unidades elétricas a bateria têm um preço de compra e um custo de operação mais elevados do que os vagões a diesel ou a gasolina, precisando de uma ou mais estações de carregamento ao longo das rotas que operam.

A tecnologia de baterias melhorou muito nos últimos 20 anos, ampliando o escopo do uso de trens de baterias, afastando-se de aplicações limitadas de nicho. Apesar dos custos de compra e operação mais altos, em certas linhas ferroviárias os trens de baterias são economicamente viáveis, pois o custo muito alto e a manutenção da eletrificação de linha completa são eliminados. Desde março de 2014, os trens de baterias de passageiros estão em operação no Japão em várias linhas. A Áustria e a Nova Zelândia encomendaram trens aéreos com fios / baterias que estarão em operação em 2019. A Grã-Bretanha testou com sucesso trens aéreos híbridos de passageiros aéreos / baterias de lítio em janeiro e fevereiro de 2015.

Locomotivas:
Uma locomotiva elétrica a bateria (ou locomotiva de bateria) é alimentada por baterias on-board; uma espécie de veículo elétrico a bateria.

Tais locomotivas são usadas onde uma locomotiva diesel ou elétrica convencional seria inadequada. Outro uso para locomotivas de baterias é em instalações industriais onde uma locomotiva movida a combustão (isto é, vapor ou diesel) pode causar um problema de segurança devido aos riscos de incêndio, explosão ou fumaça em um espaço confinado. As locomotivas a bateria são preferidas para minas onde o gás poderia ser inflamado por unidades movidas a trole nas sapatas de coleta ou onde a resistência elétrica poderia se desenvolver nos circuitos de alimentação ou retorno, especialmente nas junções dos trilhos, e permitir vazamento perigoso de corrente no solo. As ferrovias de minas costumam usar locomotivas de bateria.

A primeira locomotiva elétrica construída em 1837 foi uma locomotiva de bateria. Foi construída pelo químico Robert Davidson, de Aberdeen, e foi alimentada por células galvânicas (baterias). Outro exemplo anterior foi a mina de cobre de Kennecott, Latouche, Alasca, onde em 1917 as vias de transporte subterrâneas foram ampliadas para permitir o funcionamento de duas locomotivas de bateria de 4 ½ toneladas curtas (4,0 toneladas longas; 4,1 t). Em 1928, a Kennecott Copper encomendou quatro locomotivas elétricas da série 700 com baterias de bordo. Essas locomotivas pesavam 85 toneladas curtas (76 toneladas longas; 77 t) e operavam com fios elétricos de carrinho de 750 volts com alcance consideravelmente maior enquanto estavam funcionando com baterias. As locomotivas forneceram várias décadas de serviço usando a tecnologia de baterias de níquel-ferro (Edison). As baterias foram substituídas por baterias de chumbo-ácido e as locomotivas foram retiradas pouco depois. Todas as quatro locomotivas foram doadas a museus, mas uma foi descartada. Os outros podem ser vistos em Boone e Scenic Valley Railroad, Iowa, e no Western Railway Museum em Rio Vista, Califórnia.

Trole elétrico do trilho:
O MetroTrolley é um veículo elétrico a bateria desenvolvido em resposta aos requisitos de vagões de emissão zero em certos ambientes. O seu objectivo é substituir o veículo ferroviário-rodoviário do tipo RRV Hirail, utilizado na detecção de falhas de carris ultrassónicos (RFD / ensaios não destrutivos). Os tipos de trole anteriores não têm capacidade de inspeção completa de trilhos ou não possuem emissões zero. Foi desenvolvido em 2007 pelo Centro de Engenharia e Pesquisa de Transporte Avançado (CATER) na Austrália Ocidental, principalmente para a detecção de falhas de ferrovia ultrassônica.

Uma alternativa recentemente desenvolvida é o HANDWave DRT (Dual Rail Tester), que é capaz de realizar um desempenho de detecção de falhas de trilho ultrassônico equivalente aos atuais testadores de trilhos. Esta unidade pode ser separada em dois Testadores de Trilho Único separados (HANDWave SRT) ou rebocada atrás de um veículo ferroviário.

Ônibus elétrico
Chattanooga, Tennessee, opera nove ônibus elétricos de tarifa zero, que estão em operação desde 1992 e transportaram 11,3 milhões de passageiros e percorreram uma distância de 3.100.000 quilômetros (1.900.000 mi), foram feitos localmente pela Advanced Vehicle Systems. Dois desses ônibus foram usados ​​para os Jogos Olímpicos de Verão de 1996 em Atlanta.

A partir do verão de 2000, o aeroporto de Hong Kong começou a operar um ônibus elétrico Mitsubishi Rosa de 16 passageiros e, no segundo semestre de 2000, a cidade de Nova York começou a testar um ônibus escolar de 66 passageiros movido a bateria. o pássaro azul TC / 2000. Um ônibus semelhante foi operado em Napa Valley, Califórnia, por 14 meses, terminando em abril de 2004.

Os Jogos Olímpicos de Pequim 2008 usaram uma frota de 50 ônibus elétricos, que tem um alcance de 130 km (81 mi) com o ar condicionado ligado. Eles usam baterias de íons de lítio e consomem cerca de 1 kW⋅h / mi (0,62 kW⋅h / km; 2,2 MJ / km). Os ônibus foram projetados pelo Instituto de Tecnologia de Pequim e construídos pelo treinador Jinghua. As baterias são substituídas por baterias totalmente carregadas na estação de recarga para permitir a operação de 24 horas dos ônibus.

Na França, o fenômeno do ônibus elétrico está em desenvolvimento, mas alguns ônibus já estão operando em várias cidades. A PVI, uma empresa de médio porte localizada na região de Paris, é uma das líderes do mercado com sua marca Gepebus (oferecendo Oreos 2X e Oreos 4X).

Nos Estados Unidos, o primeiro ônibus elétrico a bateria com carga rápida está em operação em Pomona, Califórnia desde setembro de 2010 na Foothill Transit. O Proterra EcoRide BE35 usa baterias de titanato de lítio e é capaz de carregar rapidamente em menos de 10 minutos.

Em 2014, o primeiro ônibus escolar totalmente elétrico de modelo de produção foi entregue ao Distrito Escolar Unificado de Kings Canyon, no Vale San Joaquin, na Califórnia. O ônibus era um dos quatro que o distrito pedia. Este ônibus escolar elétrico de bateria, que tem 4 baterias de níquel de sódio, é o primeiro ônibus escolar elétrico moderno aprovado para o transporte de estudantes por qualquer estado.

A mesma tecnologia é usada para alimentar os ônibus comunitários da Mountain View. Essa tecnologia foi apoiada pela Comissão de Energia da Califórnia e o programa de ônibus está sendo apoiado pelo Google.

Céu trovão
A Thunder Sky (com sede em Hong Kong) constrói baterias de lítio-íon usadas em submarinos e possui três modelos de ônibus elétricos, o EV-6700 para passageiros de 10/21 com um alcance de 280 km sob 20 minutos de carga rápida. Os ônibus urbanos EV-2009 e o ônibus EV-2008 de 43 passageiros, com alcance de 300 km sob carga rápida (20 minutos a 80%) e 350 km (220 milhas) sob carga total ( 25 min). Os ônibus também serão construídos nos Estados Unidos e na Finlândia.

Tindo Livre
Tindo é um ônibus todo-elétrico de Adelaide, a Austrália. O Tindo (palavra aborígine para o sol) é produzido pela Designline International na Nova Zelândia e recebe eletricidade de um sistema de energia solar fotovoltaica na estação central de ônibus de Adelaide. Os passeios são de tarifa zero como parte do sistema de transporte público de Adelaide.

Primeira carga rápida, ônibus de transporte elétrico com bateria
O ônibus de transporte EcoRide BE35 da Proterra, chamado Ecoliner by Foothill Transit em West Covina, Califórnia, é um ônibus pesado, de carga rápida e bateria elétrica. O sistema de drive ProDrive da Proterra usa um motor UQM e frenagem regenerativa que captura 90% da energia disponível e retorna ao sistema de armazenamento de energia TerraVolt, que por sua vez aumenta a distância total que o ônibus pode dirigir em 31-35%. Ele pode viajar de 30 a 40 milhas com uma única carga, é até 600% mais eficiente em termos de combustível do que um ônibus típico a diesel ou GNV e produz 44% menos carbono do que o GNV.

Caminhões elétricos
Durante a maior parte do século 20, a maioria dos veículos de estrada elétricos a bateria do mundo eram flutuadores de leite britânicos. O século 21 viu o enorme desenvolvimento de caminhões elétricos da BYD.

Vans elétricos
Em março de 2012, a Smith Electric Vehicles anunciou o lançamento do Newton Step-Van, um veículo totalmente elétrico, com emissão zero, construído sobre a versátil plataforma Newton, que conta com um sistema walk-in produzido pela Utilimaster, com sede em Indiana.

A BYD fornece à DHL a frota de distribuição elétrica da BYD T3 comercial.

Carros elétricos
Um carro elétrico alimentado por bateria é um automóvel movido por motores elétricos.

Embora os carros elétricos geralmente ofereçam uma boa aceleração e tenham uma velocidade máxima geralmente aceitável, a energia específica mais baixa das baterias de produção disponíveis em 2015, comparada aos combustíveis baseados em carbono, significa que os carros elétricos precisam de baterias que são muito grandes. faixa baixa entre cargas. Recarregar também pode levar longos períodos de tempo. Para viagens com uma única carga de bateria, em vez de viagens longas, os carros elétricos são formas práticas de transporte e podem ser recarregados durante a noite.

Os carros elétricos têm o potencial de reduzir significativamente a poluição da cidade por ter zero emissões de tubo de escape. A economia de gás de efeito estufa do veículo depende de como a eletricidade é gerada. Com o atual mix de energia dos EUA, o uso de um carro elétrico resultaria em uma redução de 30% nas emissões de dióxido de carbono. Dados os atuais mixes de energia em outros países, previu-se que tais emissões diminuiriam em 40% no Reino Unido, 19% na China e apenas 1% na Alemanha. [Não em citação dada]

Espera-se que os carros elétricos tenham um grande impacto na indústria automobilística, dadas as vantagens na poluição da cidade, menos dependência do petróleo e o aumento esperado nos preços da gasolina. Os governos mundiais estão prometendo bilhões para financiar o desenvolvimento de veículos elétricos e seus componentes. Os EUA prometeram US $ 2,4 bilhões em doações federais para carros elétricos e baterias. A China anunciou que fornecerá US $ 15 bilhões para iniciar uma indústria de carros elétricos.

Em 2015, foi a primeira vez que a BYD também ficou em primeiro lugar nas vendas globais acumuladas ao longo de todo o ano – com um total de 43.073 NEVs vendidos (um aumento de 220% em relação ao ano passado), superando todos os líderes americanos, japoneses e europeus. encontro.

As vendas globais acumuladas de carros elétricos e vans de baterias com capacidade para rodovias ultrapassaram o marco de 1 milhão de unidades em setembro de 2016. A Renault-Nissan Alliance é a principal fabricante de veículos totalmente elétricos. A Aliança alcançou o marco de vendas de 350.000 veículos totalmente elétricos entregues globalmente em agosto de 2016. A segunda posição é a Tesla Motors, com mais de 139.000 carros elétricos vendidos entre 2008 e junho de 2016.

Em dezembro de 2016, o carro totalmente elétrico capaz de rodar o mundo mais vendido da história é o Nissan Leaf, lançado em dezembro de 2010, com vendas globais de mais de 250.000 unidades, seguido pelo Tesla Model S com mais de 158.000 unidades entregues em todo o mundo. O próximo ranking é o BMW i, com cerca de 65.500 unidades, e o Renault Zoe, com 61.205 unidades, até dezembro de 2016. Até junho de 2016, a família Mitsubishi i-MiEV ficou em quinto lugar, com cerca de 37.600 unidades distribuídas globalmente. O utilitário utilitário Renault Kangoo ZE é o líder do segmento totalmente elétrico para serviços leves, com vendas globais de 25.205 unidades até dezembro de 2016.

A Fórmula E é um campeonato internacional totalmente elétrico de monolugares. A série foi concebida em 2012, e o campeonato inaugural começou em Pequim em 13 de setembro de 2014. A série é sancionada pela FIA. Alejandro Agag é o atual CEO da Fórmula E.

O campeonato de Fórmula E é atualmente disputado por dez equipes com dois pilotos cada (após a retirada da equipe Trulli, há temporariamente apenas nove equipes competindo). Corrida geralmente ocorre em circuitos de rua temporários do centro da cidade, que são aproximadamente 2 a 3,4 km (1,2 a 2,1 mi) de comprimento. Atualmente, apenas o ePrix da Cidade do México ocorre em um percurso rodoviário, uma versão modificada do Autódromo Hermanos Rodríguez.

Benefícios ambientais do uso de veículos elétricos
Os veículos elétricos não produzem emissões de GEE no tubo de escape. Então, eles são considerados “verdes” porque não têm emissões no local em que são usados. No entanto, veículos elétricos a bateria podem ser considerados motores de emissão zero apenas localmente, porque produzem GHG nas usinas elétricas onde a eletricidade é gerada. [Duvidoso – discutir] Os dois fatores que impulsionam essas emissões de GEE de Veículos Elétricos a Bateria são:

A intensidade de carbono da eletricidade usada para recarregar o Veículo Elétrico (comumente expressa em gramas de CO2 por kWh)
o consumo do veículo específico (em quilômetros / kWh)
A intensidade de carbono da eletricidade pode variar amplamente, dependendo da mistura de eletricidade da região geográfica onde a eletricidade é consumida (um país com altas participações de renováveis ​​em seu mix de eletricidade terá um baixo IC). Na União Europeia, em 2013, a Intensidade de Carbono teve uma forte variabilidade geográfica, mas em quase todos os Estados-Membros os veículos elétricos eram “mais verdes” do que os convencionais. Em média, o carro elétrico economizou 50% -60% em relação aos motores movidos a diesel e gasolina. Além disso, o processo de descarbonização reduz constantemente as emissões de GEE devido ao uso de veículos elétricos. Na União Europeia, em média, entre 2009 e 2013 houve uma redução da intensidade de carbono da eletricidade de 17%. Em uma perspectiva de avaliação do ciclo de vida, considerando os GEE necessários para construir a bateria e seu fim de vida, as economias de GEE são 10-13% menores.

Veículos para fins especiais
Veículos para fins especiais vêm em uma ampla gama de tipos, que vão desde os relativamente comuns, como carrinhos de golfe, coisas como carrinhos de golfe elétricos, carros alegóricos de leite, veículos todo-terreno, veículos elétricos de bairro e uma grande variedade de outros dispositivos. Certos fabricantes se especializam em máquinas de trabalho “na fábrica” ​​movidas a eletricidade.

Motocicletas elétricas, scooters e riquixás
Os veículos de três rodas incluem os riquixás elétricos, uma variante acionada do ciclo-riquixá. A adoção em larga escala de veículos elétricos de duas rodas pode reduzir o ruído do tráfego e o congestionamento rodoviário, mas pode exigir adaptações da infra-estrutura urbana existente e dos regulamentos de segurança.

Da Índia, a AVERA, nova e renovável empresa de energia, lançará dois modelos de scooters elétricos no final de 2018, com a tecnologia Lithium Iron Phosphate Battery.

Bicicletas Elétricas
A China experimentou um crescimento explosivo de vendas de e-bikes não assistidas, incluindo scooters, com vendas anuais saltando de 56.000 unidades em 1998 para mais de 21 milhões em 2008, e alcançando uma estimativa de 120 milhões de e-bikes na estrada no início de 2010. A China é o principal fabricante mundial de e-bikes, com 22,2 milhões de unidades produzidas em 2009. Alguns dos maiores fabricantes de E-bikes do mundo são a BYD, a Geoby.

Transportadores pessoais
Uma crescente variedade de transportadores pessoais está sendo fabricada, incluindo os monociclos de auto-equilíbrio, scooters de auto-equilíbrio, scooters elétricos e skates elétricos.

Barcos elétricos
Vários navios elétricos a bateria operam em todo o mundo, alguns para negócios. Balsas elétricas estão sendo operadas e construídas.

Tecnologia

Motores
Os carros elétricos usaram tradicionalmente motores DC enrolados em série, uma forma de motor elétrico CC escovado. Imãs separadas e excitadas são apenas dois dos tipos de motores DC disponíveis. Veículos elétricos mais recentes fizeram uso de uma variedade de tipos de motores CA, pois estes são mais simples de construir e não têm escovas que possam se desgastar. Estes são geralmente motores de indução ou motores elétricos CA sem escova que usam ímãs permanentes. Existem diversas variações do motor de imã permanente que oferecem esquemas de acionamento mais simples e / ou menor custo, incluindo o motor elétrico CC sem escova.

Controladores de motor
O controlador do motor regula a potência para o motor, fornecendo tanto a largura de pulso variável DC como a amplitude variável de frequência variável AC, dependendo do tipo de motor, DC ou AC.

Bateria
A maioria dos veículos elétricos atualmente usa uma bateria elétrica, consistindo em células eletroquímicas com conexões externas para fornecer energia ao veículo.

A tecnologia de baterias para EVs foi desenvolvida a partir de baterias de chumbo-ácido usadas no final do século 19 até a década de 2010, onde a maioria das baterias usadas hoje em dia são baterias de íons de lítio.