Uma das principais preocupações de quem compra um carro elétrico é quanto tempo a bateria vai durar. Pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Chalmers, na Suécia, agora apontam uma possível maneira de prolongar essa vida útil: permitir que a bateria simplesmente deixe de usar as células que começaram a apresentar problemas.
A proposta é baseada em uma arquitetura chamada de bateria reconfigurável. Diferentemente dos conjuntos convencionais, nos quais as células permanecem ligadas de uma maneira fixa, o novo sistema utiliza interruptores eletrônicos e um sistema de gerenciamento capaz de alterar essas conexões durante o funcionamento do veículo.
Na prática, quando uma determinada célula se torna mais fraca que as demais, ela pode ser isolada, enquanto o restante do conjunto continua funcionando.
Segundo os modelos desenvolvidos pelos pesquisadores, essa estratégia poderia aumentar em mais de 20% a vida útil das baterias em determinadas condições, especialmente em veículos que trabalham com sistemas de alta tensão, como carros elétricos de grande autonomia e caminhões.
Uma célula ruim pode limitar toda a bateria
As baterias utilizadas em veículos elétricos não são formadas por uma única unidade. Elas reúnem um grande número de células individuais que trabalham em conjunto.
O problema é que essas células não envelhecem exatamente da mesma maneira. Pequenas diferenças existentes desde a fabricação podem se tornar maiores conforme a bateria acumula ciclos de carga e descarga.
Algumas células acabam perdendo capacidade mais rapidamente.
Nos sistemas convencionais, uma célula mais degradada pode passar a limitar o desempenho de todo o conjunto, mesmo que grande parte das demais ainda esteja em boas condições.
Albert Škegro, pesquisador de Chalmers e primeiro autor do estudo, compara a situação a um grupo de pessoas amarradas por uma corda: todos precisam acompanhar o ritmo da pessoa mais lenta.
A bateria reconfigurável tenta eliminar justamente essa limitação. Em vez de obrigar todas as células a continuar trabalhando juntas, o sistema pode retirar temporariamente do circuito aquela que está prejudicando o conjunto e aproveitar melhor a capacidade ainda disponível nas demais.
Troca da bateria poderia ser adiada em mais de um ano
Para transformar os resultados dos modelos em um cenário mais próximo do uso cotidiano, os cientistas simularam um carro elétrico equipado com uma bateria de 80 kWh, rodando 12 mil quilômetros por ano e com vida útil prevista para o veículo de 18,8 anos.
Nessas condições, a arquitetura reconfigurável conseguiu adiar a necessidade de substituição da bateria em aproximadamente 14 meses.
Além de permanecer mais tempo no veículo, a bateria chegaria ao fim desse período com maior valor residual, já que teria sofrido menor degradação.
Os resultados podem variar bastante dependendo do tamanho da bateria, da distância percorrida anualmente e da forma como o veículo é utilizado.
Ganho de mais de 20% não vale para todos os carros
Os pesquisadores destacam que o aumento superior a 20% observado nos modelos representa um cenário de grande aproveitamento da tecnologia e não deve ser interpretado como uma melhoria garantida para qualquer bateria.
O modelo mais avançado considera que cada célula pode ser controlada individualmente, permitindo que o sistema escolha exatamente quais delas devem continuar sendo utilizadas.
Em um carro comercial, porém, uma solução desse tipo exigiria uma quantidade maior de componentes eletrônicos.
Uma alternativa mais simples seria controlar grupos de células ao mesmo tempo. Isso diminuiria a complexidade e os custos, embora também reduzisse parte do ganho potencial.
Ainda não existem estudos acompanhando veículos comerciais equipados com essa arquitetura durante toda sua vida útil.
Tecnologia também teria um custo adicional
Adicionar interruptores e eletrônica para controlar individualmente as células torna a bateria inicialmente mais cara.
Os pesquisadores estimam que, considerando componentes automotivos disponíveis atualmente em escala de protótipo, o hardware adicional aumentaria em aproximadamente 9% o custo do conjunto.
Mesmo assim, a análise indica que a solução poderia compensar financeiramente esse investimento em diversos cenários porque reduziria a necessidade de substituição da bateria e preservaria seu valor por mais tempo.
O estudo identificou condições especialmente favoráveis em baterias com capacidade superior a aproximadamente 50 kWh, veículos que percorrem menos de 12.150 quilômetros por ano e sistemas cujo custo adicional fique abaixo de cerca de 7%.
Baterias poderiam ganhar uma segunda vida
O benefício também poderia continuar depois que a bateria deixasse o automóvel. Atualmente, fabricantes precisam selecionar e combinar células com características bastante semelhantes para evitar que diferenças entre elas prejudiquem o conjunto.
Uma bateria capaz de administrar essas diferenças poderia tornar esse processo menos rígido.
Quando não fosse mais adequada para mover um veículo, a bateria reconfigurável também poderia ser aproveitada com mais facilidade em aplicações estacionárias, como sistemas destinados a armazenar energia produzida por painéis solares.
Como o sistema sabe quais células estão deterioradas e pode isolá-las, uma parcela maior do conjunto poderia continuar sendo utilizada em vez de exigir a desmontagem completa.
O estudo foi desenvolvido por pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Chalmers em colaboração com especialistas da Scania e da PHINIA e publicado na revista científica Nature Communications. A tecnologia ainda não está disponível em veículos produzidos em massa, embora já existam protótipos e projetos experimentais baseados no princípio de baterias reconfiguráveis.
