Bateria do veículo elétrico

Uma bateria de veículo elétrico (EVB) ou uma bateria de tração é uma bateria usada para alimentar a propulsão de veículos elétricos a bateria (BEVs). As baterias do veículo são geralmente uma bateria secundária (recarregável). As baterias de tração são usadas em empilhadeiras, carrinhos de golfe elétricos, lavadores de piso, motocicletas elétricas, carros elétricos, caminhões, vans e outros veículos elétricos.

Baterias de veículos elétricos diferem das baterias de partida, iluminação e ignição (SLI) porque são projetadas para fornecer energia por períodos sustentados de tempo. Baterias de ciclo profundo são usadas em vez de baterias SLI para essas aplicações. As baterias de tração devem ser projetadas com alta capacidade de ampère-hora. As baterias para veículos elétricos são caracterizadas pela relação potência / peso relativamente alta, energia específica e densidade de energia; Baterias menores e mais leves reduzem o peso do veículo e 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 faixa máxima de eletricidade dos veículos. No entanto, as baterias de ar de metal têm alta energia específica porque o cátodo é fornecido pelo oxigênio circundante no ar. As baterias recarregáveis ​​usadas em veículos elétricos incluem ácido-chumbo (“inundado”, ciclo profundo e VRLA), NiCd, hidreto de níquel-metal, íon-lítio, polímero de íons de lítio e, menos comumente, zinco-ar e fundido pilhas de sal. A quantidade de eletricidade (isto é, a carga elétrica) armazenada em baterias é medida em horas de amperagem ou em coulombs, com a energia total freqüentemente medida em watt-hora.

A bateria representa um custo substancial de BEVs, que ao contrário de carros movidos a combustíveis fósseis, se manifesta profundamente como um preço de alcance. A partir de 2018, os poucos carros elétricos com mais de 500 km de alcance, como o Tesla Model S, estão firmemente no segmento de luxo. Desde o final da década de 1990, os avanços na tecnologia das baterias têm sido impulsionados pelas demandas por eletrônicos portáteis, como laptops e telefones celulares. O mercado de BEV colheu os benefícios desses avanços, tanto em desempenho quanto em densidade de energia. As baterias podem ser descarregadas e recarregadas a cada dia. Talvez mais notáveis, os custos da bateria despencaram e o custo das baterias de veículos elétricos foi reduzido em mais de 35% de 2008 a 2014.

O mercado previsto para baterias de tração para automóveis é de mais de US $ 37 bilhões em 2020.

Em termos de custos operacionais, o preço da eletricidade para operar um EV é uma pequena fração do custo do combustível para motores de combustão interna equivalentes, refletindo uma maior eficiência energética. O custo de substituir as baterias domina os custos operacionais.

Tipos de bateria

Chumbo ácido
As baterias de chumbo-ácido são as mais baratas e as baterias de tração mais comuns disponíveis no passado. Existem dois tipos principais de baterias de chumbo-ácido: baterias de arranque de motores de automóveis e baterias de ciclo profundo. Os alternadores de automóvel são projetados para fornecer às baterias de partida taxas de carga altas para cargas rápidas, enquanto baterias de ciclo profundo usadas para veículos elétricos como empilhadeiras ou carrinhos de golfe, e baterias auxiliares em RVs, exigem diferentes cargas de múltiplos estágios. Nenhuma bateria de chumbo-ácido deve ser descarregada abaixo de 50% de sua capacidade, pois reduz a vida útil da bateria. Baterias inundadas requerem inspeção do nível do eletrólito e substituição ocasional da água, que é liberada durante o ciclo normal de carga.

Tradicionalmente, a maioria dos veículos elétricos usava baterias de chumbo-ácido devido à sua tecnologia madura, alta disponibilidade e baixo custo (exceção: alguns dos primeiros EVs, como a Detroit Electric, usavam uma bateria de níquel-ferro). impacto ambiental através da sua construção, utilização, eliminação ou reciclagem. No lado positivo, as taxas de reciclagem de baterias de veículos atingem 95% nos Estados Unidos. As baterias de chumbo de ciclo profundo são caras e têm uma vida útil mais curta do que o próprio veículo, normalmente precisando de substituição a cada 3 anos.

As baterias de chumbo-ácido nas aplicações EV acabam sendo uma porção significativa (25-50%) da massa final do veículo. Como todas as baterias, elas têm energia específica significativamente menor do que os combustíveis de petróleo – neste caso, 30-40 Wh / kg. Embora a diferença não seja tão extrema quanto aparece pela primeira vez devido ao trem de força mais leve em um EV, mesmo o As melhores baterias tendem a levar a massas mais altas quando aplicadas a veículos com alcance normal. A eficiência (70–75%) e a capacidade de armazenamento da atual geração de baterias de chumbo-ácido de ciclo profundo diminuem com temperaturas mais baixas, e o desvio de energia para operar uma bobina de aquecimento reduz a eficiência e alcança até 40%. Avanços recentes na eficiência, capacidade, materiais, segurança, toxicidade e durabilidade da bateria provavelmente permitirão que essas características superiores sejam aplicadas em veículos elétricos do tamanho de um carro.

O carregamento e a operação de baterias normalmente resultam na emissão de hidrogênio, oxigênio e enxofre, que ocorrem naturalmente e normalmente são inofensivos se forem adequadamente ventilados. Os primeiros proprietários do Citicar descobriram que, se não fossem ventilados adequadamente, os odores desagradáveis ​​de enxofre vazariam para a cabine imediatamente após o carregamento.

Baterias de chumbo-ácido alimentavam tais EVs modernos como as versões originais do EV1 e do RAV4 EV.

Níquel metal hidreto
Baterias de hidreto de níquel-metal são agora consideradas uma tecnologia relativamente madura. Embora menos eficientes (60–70%) na carga e descarga do que o chumbo-ácido, eles têm uma energia específica de 30–80 Wh / kg, muito mais alta do que o ácido-chumbo. Quando usadas corretamente, as baterias de níquel-metal hidreto podem ter vidas excepcionalmente longas, como foi demonstrado em seu uso em carros híbridos e sobreviventes NiMH RAV4 EVs que ainda funcionam bem depois de 160.000 km (160.000 km) e mais de uma década de serviço. Desvantagens incluem a baixa eficiência, alta auto-descarga, ciclos de carga muito exigentes e baixo desempenho em climas frios.

A GM Ovonic produziu a bateria NiMH usada na segunda geração EV-1, e a Cobasys produz uma bateria quase idêntica (dez células NiMH de 1,2 V 85 Ah em série, em contraste com onze células para bateria Ovonic). Isso funcionou muito bem no EV-1. A oneração de patentes limitou o uso dessas baterias nos últimos anos.

Zebra
A bateria de sódio ou “zebra” usa um cloroaluminato de sódio fundido (NaAlCl4) como eletrólito. Esta química também é ocasionalmente referida como “sal quente”. Uma tecnologia relativamente madura, a bateria Zebra possui uma energia específica de 120Wh / kg e resistência razoável em série. Como a bateria deve ser aquecida para uso, o clima frio não afeta muito sua operação, exceto no aumento dos custos de aquecimento. Eles foram usados ​​em vários EVs. As zebras podem durar alguns milhares de ciclos de carga e não são tóxicas. As desvantagens da bateria Zebra incluem baixa potência / peso (<300 W / kg) e a necessidade de aquecer o eletrólito a cerca de 270 ° C (520 ° F), que desperdiça energia e apresenta dificuldades em longo prazo. prazo de armazenamento de carga. As baterias Zebra foram usadas no veículo comercial Modec desde que entrou em produção em 2006. Íon de lítio As baterias de íons de lítio (e polímeros de lítio similares), amplamente conhecidas por seu uso em laptops e eletrônicos de consumo, dominam o grupo mais recente de EVs em desenvolvimento. A química tradicional dos íons de lítio envolve um cátodo de óxido de cobalto de lítio e um ânodo de grafite. Isso produz células com uma impressionante energia específica de 200+ Wh / kg e boa potência específica, e 80 a 90% de eficiência de carga / descarga. As desvantagens das baterias tradicionais de íons de lítio incluem ciclos curtos (centenas a alguns milhares de ciclos de carga) e degradação significativa com a idade. O cátodo também é um pouco tóxico. Além disso, as baterias tradicionais de íons de lítio podem representar um risco de segurança contra incêndio se forem perfuradas ou carregadas incorretamente. Essas células de laptop não aceitam ou fornecem carga quando estão frias, e assim os aquecedores podem ser necessários em alguns climas para aquecê-los. A maturidade desta tecnologia é moderada. O Tesla Roadster (2008) usa "lâminas" de células de "bateria de laptop" de lítio-íon tradicionais que podem ser substituídas individualmente conforme necessário. A maioria dos outros EVs está utilizando novas variações na química de íons de lítio que sacrificam energia específica e potência específica para fornecer resistência ao fogo, respeito ao meio ambiente, cargas muito rápidas (tão baixas quanto alguns minutos) e muito tempo de vida útil. Estas variantes (fosfatos, titanatos, espinelas, etc.) mostraram ter uma vida útil muito mais longa, com a A123 esperando que suas baterias de fosfato de lítio durassem pelo menos mais de 10 anos e 7000 ciclos de carga, e a LG Chem esperando seu lítio - Baterias de espinel manganês para durar até 40 anos. Muito trabalho está sendo feito em baterias de íon de lítio no laboratório. O óxido de lítio-vanádio já entrou no protótipo Subaru G4e, duplicando a densidade de energia. Nanofios de silício, nanopartículas de silício e nanopartículas de estanho prometem várias vezes a densidade de energia [o esclarecimento necessário] no ânodo, enquanto os cátodos compostos e superelétricos também prometem melhorias significativas na densidade. Especificidades Componentes internos Os projetos de baterias para veículos elétricos (EVs) 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 necessárias do pacote. As células de bateria reais podem ter química, formas físicas e tamanhos diferentes, conforme a preferência de vários fabricantes de embalagens. A bateria sempre incorpora muitas células discretas conectadas em série e em paralelo para atingir os requisitos totais de tensão e corrente do pacote. As baterias para todos os EVs de acionamento elétrico podem conter várias centenas de células individuais. Para ajudar na fabricação e montagem, a grande pilha de células é tipicamente agrupada em pilhas menores chamadas módulos. Vários desses módulos serão colocados em um único pacote. Dentro de cada módulo, as células são soldadas juntas para completar o caminho elétrico para o fluxo de corrente. Os módulos também podem incorporar mecanismos de resfriamento, monitores de temperatura e outros dispositivos. Na maioria dos casos, os módulos também permitem monitorar a tensão produzida por cada célula da bateria na pilha pelo Battery Management System (BMS). A pilha de células da bateria tem um fusível principal que limita a corrente da embalagem sob uma condição de curto-circuito. Um "plugue de serviço" ou "desconexão de serviço" pode ser removido para dividir a bateria em duas metades eletricamente isoladas. Com o plugue de serviço removido, os terminais principais expostos da bateria não apresentam alto risco elétrico potencial para os técnicos de manutenção. 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 terminais de saída positivos e negativos principais do pacote, os que fornecem alta corrente ao motor de acionamento elétrico. Alguns projetos de pacotes incluirão caminhos de corrente alternados para pré-carregar o sistema de acionamento através de um resistor de pré-carga ou para alimentar um barramento auxiliar que também terá seus próprios relés de controle associados. Por razões óbvias de segurança, esses relés estão normalmente abertos. A bateria também contém uma variedade de sensores de temperatura, tensão e corrente. A coleta de dados dos sensores da embalagem e a ativação dos relés da embalagem são realizadas pela unidade de monitoramento de bateria (BMU) da bateria ou pelo sistema de gerenciamento de bateria (BMS). O BMS também é responsável pelas comunicações com o mundo fora da bateria. Carregamento Baterias em BEVs devem ser recarregadas periodicamente. Os VEBs geralmente cobram a partir da rede elétrica (em casa ou usando um ponto de recarga de lojas ou lojas), que por sua vez é gerado a partir de uma variedade de recursos domésticos, como carvão, hidroeletricidade, energia nuclear e outros. A energia da casa ou da rede, como painéis de células solares fotovoltaicas, microhidro ou vento também pode ser usada e promovida devido a preocupações com o aquecimento global. Com fontes de alimentação adequadas, a boa duração da bateria geralmente é alcançada a taxas que não excedem "0,5C" ou mais, levando de duas a três horas para uma carga completa, mas é possível fazer um carregamento mais rápido. O tempo de carregamento é geralmente limitado pela capacidade da conexão à rede. Uma tomada doméstica normal oferece 1,5 kilowatts (nos EUA, Canadá, Japão e outros países com fornecimento de 110 volts) e 3 kilowatts (em países com suprimento de 230 V). Em 1995, algumas estações de carregamento cobraram BEVs em uma hora. Em novembro de 1997, a Ford comprou um sistema de carga rápida produzido pela AeroVironment chamado "PosiCharge" para testar suas frotas de Ranger EVs, que carregavam suas baterias de chumbo-ácido entre seis e quinze minutos. Em fevereiro de 1998, a General Motors anunciou uma versão de seu sistema "Magne Charge", que poderia recarregar as baterias NiMH em cerca de dez minutos, fornecendo um alcance de sessenta a cem milhas. Em 2005, os designs de baterias de dispositivos portáteis da Toshiba eram capazes de aceitar uma carga de 80% em apenas 60 segundos. Escalar essa característica de potência específica até o mesmo pacote EV de 7 kilowatts-hora resultaria na necessidade de um pico de 340 quilowatts de energia de alguma fonte para esses 60 segundos. Não está claro que tais baterias funcionem diretamente em BEVs, uma vez que o acúmulo de calor pode torná-las inseguras. Tempo de recarga Carros elétricos como o Tesla Model S, o Renault Zoe, o BMW i3, etc. podem recarregar suas baterias em estações de recarga rápida em 30 minutos a 80%. Pesquisadores de Cingapura, em 2014, desenvolveram uma bateria que pode ser recarregada após 2 minutos a 70%. As baterias dependem da tecnologia de lítio. No entanto, o ânodo e o pólo negativo da bateria não são mais feitos de grafite, mas um gel de dióxido de titânio. O gel acelera a reação química de forma significativa, garantindo assim um carregamento mais rápido. Em particular, essas baterias devem ser usadas em carros elétricos. Já em 2012, pesquisadores da Universidade Ludwig-Maximilian, em Munique, descobriram o princípio básico. Cientistas da Universidade de Stanford, na Califórnia, desenvolveram uma bateria que pode ser carregada dentro de um minuto. O ânodo é feito de alumínio e o cátodo é feito de grafite (ver bateria de iões de alumínio). O carro elétrico Volar-e da empresa Applus + IDIADA, baseado no Rimac Concept One, contém baterias de lítio-fosfato de ferro que podem ser recarregadas em 15 minutos. De acordo com o fabricante BYD, a bateria de lítio-fosfato de ferro do carro elétrico e6 é carregada em uma estação de carga rápida dentro de 15 minutos a 80%, após 40 minutos a 100%. Conectores A carga elétrica pode ser conectada ao carro de duas maneiras. A primeira é uma conexão elétrica direta conhecida como acoplamento condutivo. Isso pode ser tão simples quanto um cabo de alimentação em um soquete à prova de intempéries através de cabos especiais de alta capacidade com conectores para proteger o usuário contra altas tensões. O padrão moderno para o carregamento de veículos plug-in é o conector condutor SAE 1772 (IEC 62196 Tipo 1) nos EUA. A ACEA escolheu o VDE-AR-E 2623-2-2 (IEC 62196 Tipo 2) para instalação na Europa, que, sem trinco, significa requisitos de energia extra desnecessários para o mecanismo de bloqueio. A segunda abordagem é conhecida como carregamento indutivo. Um 'remo' especial é inserido em um slot do carro. O remo é um enrolamento de um transformador, enquanto o outro está embutido no carro. Quando a pá é inserida, ela completa um circuito magnético que fornece energia à bateria. Em um sistema de carregamento indutivo, um enrolamento é preso à parte de baixo do carro e o outro fica no chão da garagem. A vantagem da abordagem indutiva é que não há possibilidade de eletrocussão, pois não há condutores expostos, embora intertravamentos, conectores especiais e detectores de falta à terra possam tornar o acoplamento condutivo quase tão seguro. O carregamento indutivo também pode reduzir o peso do veículo, movendo mais componentes de carga para fora da embarcação. Um proponente de carregamento indutivo da Toyota argumentou em 1998, que as diferenças gerais de custo eram mínimas, enquanto um proponente de carregamento condutivo da Ford alegou que a cobrança condutiva era mais eficiente em termos de custo. Pontos de recarga Na França, a Électricité de France (EDF) e a Toyota estão instalando pontos de recarga para PHEVs em estradas, ruas e estacionamentos. A EDF também está em parceria com a Elektromotive, Ltd. para instalar 250 novos pontos de carregamento ao longo de seis meses a partir de outubro de 2007 em Londres e em outros lugares no Reino Unido. Pontos de recarga também podem ser instalados para usos específicos, como em pontos de táxi. Faixa de viagem antes das recargas O alcance de um BEV depende do número e tipo de baterias usadas. O peso e o tipo de veículo, bem como o terreno, o clima e o desempenho do motorista também têm impacto, assim como na quilometragem dos veículos tradicionais. O desempenho da conversão de veículos elétricos depende de vários fatores, incluindo a química da bateria: Baterias de chumbo-ácido são as mais disponíveis e baratas. Tais conversões geralmente têm um alcance de 30 a 80 km (20 a 50 mi). Os EVs de produção com baterias de chumbo-ácido são capazes de até 130 km (80 mi) por carga. Baterias NiMH têm energia específica mais alta que o chumbo-ácido; EVs de protótipo entregam até 200 km (120 mi) de alcance. Os novos EVs equipados com bateria de íons de lítio fornecem de 320 a 480 km (200 a 300 mi) de alcance por carga. O lítio também é menos caro que o níquel. As baterias de níquel-zinco são mais baratas e mais leves que as de níquel-cádmio. Eles também são mais baratos (mas não tão leves) do que as baterias de lítio-íon. Encontrar o equilíbrio econômico de faixa versus desempenho, capacidade da bateria versus peso e tipo de bateria versus custo desafia cada fabricante de EV. Com um sistema de CA ou sistemas DC avançados, a frenagem regenerativa pode estender o alcance em até 50% sob condições extremas de tráfego sem parar completamente. Caso contrário, o alcance é ampliado em cerca de 10 a 15% na direção da cidade, e apenas negligenciável na condução nas estradas, dependendo do terreno. BEVs (incluindo ônibus e caminhões) também podem usar reboques de grupo gerador e reboques de empurradores para estender seu alcance quando desejado sem o peso adicional durante o uso normal de curto alcance. Reboques baset descarregados podem ser substituídos por recarregados em um ponto de rota. Se alugado, os custos de manutenção podem ser transferidos para a agência. Esses BEVs podem se tornar veículos híbridos, dependendo dos tipos de energia do trailer e do carro e do powertrain. O Tesla Roadster (build 2008–2012) pode viajar 245 milhas (394 km) por carga; O Tesla Model S com bateria de 85 kWh tem um alcance de 510 km (320 milhas). O Tesla Model S foi construído desde 2012. Tem um preço de cerca de US $ 100.000. O supercarro Rimac Concept One com bateria de 82 kWh tem um alcance de 500 km. O carro é construído desde 2013. O carro elétrico puro BYD e6 com bateria de 60 kWh tem um alcance de 300 km. O bestseller Nissan Leaf modelo ano 2016 com bateria de 30 kWh tem um alcance de 172 km. trechos de um filme A capacidade da bateria axilar transportada em reboques pode aumentar a autonomia total do veículo, mas também aumenta a perda de potência resultante do arrasto aerodinâmico, aumenta os efeitos de transferência de peso e reduz a capacidade de tração. Efeitos térmicos A resistência interna de algumas baterias pode ser significativamente aumentada a baixa temperatura, o que pode causar uma redução notável no alcance do veículo e na vida útil da bateria. Trocando e Removendo Uma alternativa à recarga é trocar baterias drenadas ou quase esgotadas (ou módulos extensores de alcance da bateria) com baterias totalmente carregadas. Isso é chamado de troca de bateria e é feito em estações de troca. Por outro lado, a MIRA anunciou um kit de conversão híbrido que oferece baterias removíveis que são conectadas a uma tomada de parede para carregamento. Além disso, a XP Vehicles utiliza uma bateria hot-swap de carregamento sem fio (bateria removível para recarregar em casa sem cabo de extensão). Recursos de estações de swap incluem: O consumidor não está mais preocupado com o custo de capital da bateria, ciclo de vida, tecnologia, manutenção ou questões de garantia; A troca é muito mais rápida do que o carregamento: o equipamento de troca de baterias construído pela empresa Better Place demonstrou trocas automatizadas em menos de 60 segundos; Estações de troca aumentam a viabilidade do armazenamento de energia distribuída através da rede elétrica; Preocupações sobre as estações de troca incluem: Potencial para fraude (a qualidade da bateria só pode ser medida em um ciclo de descarga completo; a vida útil da bateria só pode ser medida em ciclos de descarga repetidos; aqueles na transação de swap não podem saber se estão recebendo uma bateria desgastada ou de eficácia reduzida; tempo, as baterias gastas serão gradualmente forçadas a entrar no sistema) Fabricantes relutam em padronizar detalhes de acesso / implementação da bateria Preocupações de segurança Reenchimento Baterias de fluxo de bromo-zinco podem ser recarregadas usando um líquido, em vez de recarregadas por conectores, economizando tempo. Locação Três empresas estão trabalhando nos planos de locação de baterias. A Greenstop concluiu testes de sua rede ENVI Grid Network, que permite aos consumidores monitorar e recarregar facilmente baterias de veículos elétricos. A Think Car USA planeja arrendar as baterias para o seu carro elétrico da City para começar a ser vendido no próximo ano. A Better Place está criando um sistema para os consumidores "assinarem" um serviço que oferece estações de recarga e troca de baterias. As empresas de eletricidade estão considerando planos que incluem o fornecimento de veículos elétricos aos usuários (a um preço baixo) e obter seus lucros de vender a energia. V2G e afteruse A rede inteligente permite que os BEV forneçam energia à rede a qualquer momento, especialmente: Durante períodos de pico de carga (quando o preço de venda da eletricidade pode ser muito alto. Estes veículos podem ser recarregados fora do horário de pico a taxas mais baratas, ajudando a absorver o excesso de geração noturna. Aqui os veículos servem como um sistema distribuído de armazenamento de bateria para poder de buffer.) Durante apagões, como backup A Pacific Gas and Electric Company (PG & E) sugeriu que as concessionárias poderiam comprar baterias usadas para fins de backup e nivelamento de carga. Eles afirmam que, embora essas baterias usadas possam não ser mais utilizáveis ​​em veículos, sua capacidade residual ainda tem um valor significativo. Vida útil As baterias individuais são geralmente organizadas em grandes baterias de vários produtos de tensão e capacidade amperes-hora para fornecer a capacidade de energia necessária. A vida útil da bateria deve ser considerada ao calcular o custo de propriedade estendido, uma vez que todas as baterias acabam se desgastando e devem ser substituídas. A taxa na qual eles expiram depende de vários fatores. A profundidade de descarga (DOD) é a proporção recomendada do total de armazenamento de energia disponível para o qual a bateria atingirá seus ciclos nominais. Baterias de chumbo-ácido de ciclo profundo geralmente não devem ser descarregadas abaixo de 20% da capacidade total. Formulações mais modernas podem sobreviver a ciclos mais profundos. No uso no mundo real, algumas frotas Toyota RAV4 EVs, usando baterias de hidreto de metal de níquel, ultrapassaram 100.000 milhas (160.000 km) com pouca degradação em sua faixa diária. Citando a avaliação final do relatório: "O teste de cinco veículos está demonstrando a durabilidade a longo prazo das baterias de Níquel Metal Hidreto e dos trens de acionamento elétrico. Apenas uma pequena degradação do desempenho foi observada até hoje em quatro de cinco veículos .... Dados de teste da EVTC fornecem fortes evidências de que todos os cinco veículos ultrapassarão a marca de 160.000 km (160.000 km) .A experiência positiva da SCE aponta para a forte probabilidade de uma bateria de hidreto de metal níquel de 130.000 a 150.000 milhas (240.000 km) e vida operacional de trem de acionamento. ou exceda as milhas do ciclo de vida de veículos de motor de combustão interna comparáveis. "Em junho de 2003, os 320 RAV4 EVs da frota da SCE foram usados ​​principalmente por leitores de medidores, gerentes de serviço, representantes de campo, planejadores de serviço e manipuladores de correio, e para patrulhas de segurança e caronas. Em cinco anos de operação, a frota RAV4 EV registrou Com mais de 6,9 ​​milhões de milhas, eliminando cerca de 830 toneladas de poluentes atmosféricos e evitando mais de 3.700 toneladas de emissões de dióxido de carbono, a SCE planeja continuar a usá-los bem depois de todos registrarem 100.000 toneladas de dióxido de carbono. milhas. " As baterias de íons de lítio são perecíveis em algum grau; eles perdem parte de sua capacidade máxima de armazenamento por ano, mesmo que não sejam usados. As baterias de hidreto de metal níquel perdem muito menos capacidade e são mais baratas para a capacidade de armazenamento que fornecem, mas têm uma capacidade total menor inicialmente pelo mesmo peso. Baker Electric, de 1909, de Jay Leno, ainda opera em suas células originais de Edison. Os custos de substituição de baterias dos BEVs podem ser parcial ou totalmente compensados ​​pela falta de manutenção regular, como as mudanças de óleo e filtro necessárias para os ICEVs, e pela maior confiabilidade dos BEVs, devido ao menor número de peças móveis. Eles também eliminam muitas outras peças que normalmente exigem manutenção e manutenção em um carro comum, como na caixa de câmbio, no sistema de arrefecimento e na afinação do motor. E quando as baterias finalmente precisam de substituição definitiva, elas podem ser substituídas por outras de geração posterior, que podem oferecer melhores características de desempenho. As baterias de lítio-fosfato de ferro atingem, segundo o fabricante, mais de 5000 ciclos na respectiva profundidade de descarga de 70%. A BYD, maior fabricante mundial de baterias de lítio-fosfato de ferro, desenvolveu uma ampla gama de células para aplicações de ciclo profundo . Tais baterias estão em uso em sistemas de armazenamento estacionário. Após 7500 ciclos, com descarga de 85%, eles ainda têm uma capacidade de reposição de pelo menos 80% a uma taxa de 1 C; que corresponde a um ciclo completo por dia para uma vida útil de min. 20,5 anos. A bateria de fosfato de ferro de lítio da Sony Fortelion tem após 10.000 ciclos a 100% de nível de descarga ainda uma capacidade residual de 71%. Este acumulador é desde 2009 no mercado. Usado em baterias solares As baterias de íons de lítio têm, em parte, uma resistência de ciclo muito alta de mais de 10.000 ciclos de carga e descarga e uma longa vida útil de até 20 anos. A Plug-in America tem entre os motoristas do Tesla Roadster (2008), uma pesquisa realizada com relação à vida útil da bateria instalada. Verificou-se que depois de 100.000 milhas = 160.000 km, a bateria ainda tinha uma capacidade restante de 80 a 85 por cento. Isso foi independente de qual zona climática o carro foi movido. O Tesla Roadster foi construído e vendido entre 2008 e 2012. Para as suas baterias de 85 kWh no Tesla Model S Tesla são garantia de 8 anos com quilometragem ilimitada. A Varta Storage abandona a sua familia engion (familia de esclarecimentos) e engiona uma garantia de 14.000 ciclos completos e uma vida útil de 10 anos. Em dezembro de 2016, o carro elétrico mais vendido do mundo foi o Nissan Leaf, com mais de 250.000 unidades vendidas desde a sua criação em 2010. A Nissan declarou em 2015 que até então apenas 0,01% das baterias tinham que ser substituídas por causa de falhas ou problemas e, em seguida, apenas devido a danos causados ​​externamente. Existem alguns veículos que já cobriram mais de 200.000 km; Nenhum deles teve problemas com a bateria. Reciclando No final da sua vida útil, as baterias podem ser recicladas. Segurança As questões de segurança dos veículos elétricos a bateria são amplamente tratadas pela norma internacional ISO 6469. Este documento está dividido em três partes que tratam de questões específicas: Armazenamento de energia elétrica a bordo, ou seja, a bateria Segurança funcional e proteção contra falhas Proteção de pessoas contra riscos elétricos. Bombeiros e equipes de resgate recebem treinamento especial para lidar com as tensões e produtos químicos mais altos encontrados em acidentes com veículos elétricos e híbridos. Enquanto os acidentes com BEVs podem apresentar problemas incomuns, como incêndios e fumaça resultantes da descarga rápida da bateria, muitos especialistas concordam que as baterias BEV são seguras em veículos disponíveis comercialmente e em colisões traseiras, são mais seguras do que carros movidos a gasolina com tanques traseiros a gasolina . Normalmente, o teste de desempenho da bateria inclui a determinação de: Estado de carga (SOC) Estado da Saúde (SOH) Eficiência energética O teste de desempenho simula os ciclos de acionamento dos trens de tração de Veículos Elétricos de Bateria (BEV), Veículos Elétricos Híbridos (HEV) e Veículos Elétricos Híbridos Plug-in (PHEV) de acordo com as especificações exigidas pelos fabricantes de automóveis (OEMs). Durante esses ciclos de acionamento, o resfriamento controlado da bateria pode ser realizado, simulando as condições térmicas do carro. Além disso, câmaras climáticas asseguram condições ambientais constantes durante a caracterização e permitem que a simulação seja realizada para toda a faixa de temperatura automotiva cobrindo as condições climáticas. Patentes As patentes podem ser usadas para suprimir o desenvolvimento ou a implantação dessa tecnologia. Por exemplo, as patentes relevantes para o uso de células de hidreto de metal níquel em carros foram mantidas por um desdobramento da Chevron Corporation, uma empresa de petróleo, que mantinha o poder de veto sobre qualquer venda ou licenciamento da tecnologia NiMH. Pesquisa, desenvolvimento e inovação O prestigioso R & D 100 Awards da R & D Magazine - também chamado de "Oscar da Invenção" - para 2008: O Laboratório Nacional Argonne recebeu um prêmio pela Bateria EnerDel / Argonne de Íons de Lítio de Alta Potência para Veículos Elétricos Híbridos - um dispositivo altamente confiável e extremamente seguro que é mais leve, mais compacto, mais potente e mais durável que o hidreto de níquel-metal (Ni-MH) baterias que são encontradas nos veículos elétricos híbridos de hoje. Laboratório Nacional Lawrence Berkeley: Eletrólito Polímero Nanoestruturado para Baterias de Lítio Recarregáveis ​​- um eletrólito de polímero que permite o desenvolvimento de baterias de metal de lítio recarregáveis ​​com uma energia específica que é alta o suficiente "para permitir a tecnologia de transporte movido a bateria elétrica". Futuro Veículos movidos a bateria (como o Nissan Leaf) deverão ter vendas anuais em 2020 de 100.000 unidades nos EUA e 1.3 milhões em todo o mundo - 1.8% dos 71 milhões de carros vendidos em 2020. Outros 3.9 milhões de plug-ins e os híbridos serão vendidos em todo o mundo, elevando o total do mercado elétrico e híbrido a cerca de 7% de todos os carros vendidos em 2020. A Bolloré, um grupo francês de peças automotivas, desenvolveu um carro-conceito, o "Bluecar", usando baterias de polímero de metal lítio desenvolvidas pela subsidiária Batscap. Tinha um alcance de 250 km e velocidade máxima de 125 km / h.