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Carro elétrico: sempre carregado no máximo?

8. jul 2021

Dirigir requer energia, e isso se aplica tanto aos carros elétricos quanto aos motores de combustão. No entanto, regras diferentes se aplicam na estação de carregamento elétrico e na bomba de diesel ou gasolina. O que “encher” realmente significa em relação a um carro elétrico? Ele usa corrente alternada ou corrente contínua? E quando é a melhor hora para desligar a tomada? Perguntamos aos especialistas da DEKRA.

Carro elétrico: sempre carregado no máximo?
Photo: DEKRA Automobil

Nas circunstâncias atuais em torno da eletromobilidade, o uso de carros elétricos depende muito da infraestrutura de reabastecimento. Se você tem uma bateria baixa, pode pensar duas vezes antes de sair para uma longa viagem. Nesse caso, você teria que permitir duas horas ou mais apenas para reabastecer na estação de carregamento, ao contrário de um motor de combustão comparável, que pode ser reabastecido rapidamente. Mas como você calcula o tempo de carregamento? Simplesmente dividindo a potência de carga da estação pela capacidade da bateria de tração? Isso seria um cálculo muito simplificado. Ao reabastecer, a oferta e a demanda devem corresponder. Se a estação de recarga oferece uma potência de recarga respeitável de 150 kW, mas o carro só consegue lidar com 50 kW, a potência extra é de pouca utilidade. A propósito, de acordo com a Associação Automobilística Alemã (ADAC), um carro elétrico é considerado apto para dirigir em longas distâncias se tiver autonomia de 200 quilômetros em 30 minutos recarregáveis.

Quais opções de carregamento estão disponíveis para carros elétricos?

“Conectar à tomada doméstica de 230 volts (modo 2) é uma solução de emergência em que uma bateria é carregada com a mesma potência de carregamento de uma chaleira”, explica Michael Ringleb, gerente de produto para engenharia elétrica (ELT) da DEKRA. “Neste modo de carregamento, o veículo é conectado por meio de um cabo de carregamento fornecido pelo fabricante ou revendedor de acessórios.” A maioria dos carros elétricos hoje é carregada com corrente alternada em caixas de embutir privadas e estações de carregamento em áreas públicas. Este modo de carregamento 3 geralmente envolve um chamado plugue tipo 2. O modo de carregamento 4 significa carregamento elétrico com corrente contínua (DC). Na Alemanha, o Combined Charging System (CCS) tornou-se o padrão europeu. O plugue combinado combina um plugue tipo 2 com dois contatos de energia adicionais para carregamento DC em um alojamento, o carro elétrico pode conectar corrente contínua no carregador rápido e corrente alternada na estação de carregamento AC.

É bom saber: Expansão da infraestrutura de carregamento. Em maio de 2021, a Agência Federal de Rede Alemã listou 36.894 pontos de carregamento CA padrão com capacidades de carregamento habituais de 22 kW. Existem também 6.099 pontos de carregamento para carregamento rápido DC. No entanto, menos de dois por cento de todos os pontos de carregamento têm atualmente uma capacidade de carregamento de pelo menos 100 kW, o que é considerado um pré-requisito para o uso de carros eletrônicos em longas distâncias. Com a “Lei de carregamento rápido para infraestrutura de carregamento rápido em todo o país para veículos elétricos a bateria puros” que acaba de ser apresentada, o governo alemão agora quer mudar para a via rápida – até 2023, 1.000 centros de carregamento rápido que permitem carregar com mais 150 quilowatts devem estar disponíveis neste país. A expansão da infraestrutura de carregamento privada está progredindo bem. De acordo com o Ministério Federal dos Transportes, cerca de 385.000 pedidos de financiamento para 470.000 pontos de carregamento foram apresentados desde o início do programa de financiamento para caixas de parede privadas.

Para quem é uma caixa de parede de carregamento AC adequada?

Ter sua própria estação de recarga na garagem, ou espaço de estacionamento privado, pode ser o fator decisivo ao comprar um carro elétrico. Os pré-requisitos são uma capacidade de carga de 11 kW, um sistema de controle inteligente e uso exclusivo de energias renováveis da estação. Na verdade, os modelos trifásicos com 11 kW de potência de carregamento estão em alta demanda na Alemanha. Na maioria dos casos, as versões de 22 kW seriam um exagero. No entanto, a grande caixa de parede seria um ajuste perfeito para o Renault Zoe Z.E.50, o pequeno carro francês tem uma entrada de energia de 22 kW, e pode, portanto, fornecer velocidades enormes de carregamento.

Qual é a melhor maneira de usar estações de carregamento AC públicas?

As pessoas que estacionam seus carros na rua precisam contar com uma infraestrutura de carregamento pública para recarregar suas baterias. Isso não constitui necessariamente uma desvantagem, já que municípios, varejistas, supermercados e prestadores de serviços oferecem cada vez mais opções de cobrança adicionais. “As capacidades de carga das estações de carga AC são geralmente de 22 kW. No entanto, as mesmas restrições se aplicam aqui como com o carregamento em uma caixa de parede privada, a energia de carregamento no pólo AC só pode ser tão alta quanto o carregador a bordo do veículo permitir ”, relata Andreas Richter, engenheiro do Centro de Competência em Eletromobilidade da DEKRA. Portanto, quanto menor for a capacidade de carga do carregador a bordo, mais tempo o carro terá de ser conectado ao cabo de carga para extrair uma quantidade correspondente de energia. Por outro lado, isso significa que uma breve parada na estação de carregamento pública durante uma viagem de compras não aumenta significativamente a quantidade de energia da bateria. As pessoas que dependem de infraestrutura pública para carregamento devem, portanto, buscar uma capacidade de carregamento CA mais alta de 11 ou 22 kW ao comprar um carro elétrico. Caso contrário, uma visita ao parque de carregamento é uma boa maneira de obter uma recarga na forma de corrente contínua – desde que o carro esteja equipado para isso.

E quanto ao carregamento DC no parque de carregamento?

As estações de carregamento DC fornecem a bateria diretamente com corrente contínua usando o retificador integrado. Seu espectro de energia varia de 50 kW para sistemas mais simples a 475 kW para estações de carregamento de alto desempenho. Ao contrário do carregamento CA, o carregador integrado é deixado de fora da equação. Em vez disso, é o sistema de gerenciamento da bateria que decide em que potência a corrente contínua flui para a bateria. A estação de carregamento geralmente fornece energia total até uma capacidade da bateria de 80 por cento. Nesse ponto, o sistema basicamente pisa no freio. Como resultado, os 20 por cento restantes fluem lentamente para a bateria até que ela esteja totalmente carregada. Na prática, é aconselhável usar o carregamento rápido na estação de carregamento DC apenas até um nível de carga de 80 por cento. Caso contrário, o tempo de espera até que a bateria esteja cheia aumenta enormemente. Por quanto tempo o carregamento com altas correntes é possível também depende da estratégia de carregamento do fabricante. As medições do ADAC mostraram que o Audi e-Tron carrega na potência mais alta de pouco menos de 150 kW em quase toda a gama de até 80 por cento da capacidade da bateria. Em contraste, o Mercedes EQC reduz continuamente sua potência de carga de 110 kW em um nível de bateria pouco abaixo de 40 por cento.

O que são perdas de carga e quando ocorrem?

A perda de carga significa que menos energia chega na bateria do que é canalizada na estação de carga. Em uma série recente de medições, o ADAC identificou perdas de carga de dez a 24 por cento, dependendo do veículo. Este fenômeno torna-se visível no momento em que o computador de bordo indica um valor inferior para a quantidade de eletricidade na bateria do que o exibido pela estação de carregamento. As razões para essa lacuna são físicas. “Quando a eletricidade flui por uma linha, sempre há resistências elétricas no trabalho que causam perda de calor. As perdas ocorrem na própria estação de carga, por exemplo, mas também no cabo de carga, no carregador de bordo e na bateria de tração”, explica Andreas Richter. O resultado final é que essa perda de carga pode estender significativamente o tempo de carga na estação de carga. As perdas de carga também podem desempenhar um papel no cálculo dos custos de reabastecimento. Se você depender apenas dos dados do computador de bordo, ficará com uma quantia menor do que a que realmente precisa pagar na caixa registradora. As perdas de carga são, portanto, sempre suportadas pelo usuário.

Explicação da tecnologia: Qual a função do carregador integrado e da capacidade de carga?

As caixas de embutir e as estações de carregamento CA públicas usam três fases para fornecer energia da rede ao veículo. Uma caixa de parede trifásica com capacidade de carga de 11 kW fornece 3,7 kW de energia em cada fase. O quanto disso o veículo pode usar depende do carregador embutido, que converte a corrente alternada em corrente contínua em seu caminho para a bateria. Duas variáveis ​​de regulação são importantes: o número de fases e a capacidade de carga do sistema. Um carregador trifásico com 11 kW pode, portanto, usar a potência total da caixa de embutir. Um sistema monofásico, por outro lado, só poderia receber no máximo 3,7 kW. O mesmo se aplica se a capacidade de carga for 7,4 kW, mas apenas uma fase está disponível. Hoje em dia, muitos carros elétricos circulam por aí com carregadores que só carregam com uma fase. No entanto, os modelos mais novos têm cada vez mais unidades de duas ou três fases a bordo. O VW ID.4 e o Opel Corsa-e, por exemplo, vêm com um carregador de duas fases e uma capacidade de carga de 7,4 kW – o que significa que eles podem tirar toda a energia de uma caixa de embutir com 11 kW de capacidade de carga.

Conteúdo original DEKRA Solutions: https://www.dekra-solutions.com/2021/06/electric-car-always-charged-to-the-max/?lang=en

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