Buffer

Um buffer da bateria é um recurso em alguns veículos elétricos que cria uma diferença entre a capacidade bruta e líquida da bateria. A capacidade bruta é a energia total que o pack da bateria pode armazenar, enquanto a capacidade líquida é a energia utilizável que o pack da bateria pode fornecer ao veículo. A diferença entre a capacidade bruta e a líquida é chamada de buffer.

O sistema de gerenciamento da bateria (BMS) controla o buffer.

O buffer tem duas funções principais: proteger o pack da bateria contra danos e otimizar seu desempenho. Ele evita sobrecarga ou descarga excessiva, que podem causar degradação irreversível ou até fuga térmica. Além disso, permite que o pack da bateria opere dentro de sua faixa ideal de estado de carga (SoC), onde pode fornecer maior potência e eficiência.

Como Funciona um Buffer da Bateria?

Um buffer da bateria limita os níveis máximos e mínimos de SoC que o pack da bateria pode atingir. O nível máximo de SoC é chamado de top buffer, enquanto o nível mínimo de SoC é chamado de bottom buffer. O bottom buffer também é às vezes chamado de brick buffer porque impede que o pack da bateria atinja 0% de SoC, o que pode danificar ou "brickar" as células.

O diagrama abaixo mostra como um brick buffer e um top buffer impedem que a bateria seja descarregada abaixo do limite do brick buffer e carregada acima do top buffer.

O tamanho do buffer pode depender do tipo e da química das células usadas no pack da bateria. Por exemplo, algumas células podem ter maior tolerância à sobrecarga ou descarga excessiva do que outras, exigindo buffers menores. Algumas células também podem ter diferentes faixas de SoC ideais e, portanto, exigir buffers maiores.

O BMS regula o carregamento e a descarga do pack da bateria para mantê-lo dentro dos limites aprovados.

Às vezes, os fabricantes optam por alterar o tamanho do buffer por meio de atualizações de software. Isso geralmente acontece quando eles aprendem mais sobre como uma nova bateria se comporta em relação à degradação.

Os fabricantes usam buffers para ocultar a degradação?

Uma ideia equivocada comum é que o buffer em baterias de veículos elétricos seja usado para ocultar a degradação da capacidade utilizável da bateria. No entanto, essa não é uma prática empregada pelos fabricantes. Ajustar o buffer para mascarar a degradação na verdade aceleraria o processo de degradação, pois exigiria a alteração dos limites de tensão máximos e/ou mínimos das células. Até onde sabemos, nenhum fabricante adota essa estratégia.

Um indicativo de que um ajuste de buffer está sendo usado para ocultar a degradação seria mudanças perceptíveis nos níveis de tensão/SoC. Por exemplo, se uma bateria com 98% de SoC medir 4.16 volts quando nova, mas posteriormente medir 4.19 volts no mesmo SoC, isso poderia sugerir que o tamanho do buffer foi alterado.

Buffer Utilizável Oculto

Alguns fabricantes ocultam parte da capacidade disponível da bateria em um buffer utilizável oculto. O que isso significa?

Geralmente, isso significa que a escala de SoC não é linear. Por exemplo, 0–1% de SoC pode representar uma capacidade maior do que outras porcentagens. Em muitos casos, a porcentagem de 0–1% pode ser de 5 a 10 vezes maior do que outras faixas. Essa energia adicional é frequentemente chamada de Zero Buffer.

O diagrama mostra como 0–1% é muito maior para o SoC exibido do que as outras porcentagens.

Essa estratégia diminui a probabilidade de o veículo elétrico ficar sem bateria. O problema com essa abordagem é que os motoristas normalmente carregam o carro quando restam 5–10% para garantir que não fiquem sem bateria. No entanto, com a capacidade oculta, o motorista acaba carregando quando na verdade ainda há 15–20% de bateria, fazendo com que experimente uma autonomia elétrica menor do que a real.

EVKX.net acredita que essa é uma prática ruim por parte dos fabricantes.

Bjørn Nyland testou vários veículos elétricos para ver quanta energia adicional o fabricante escondeu entre 0 e 1%. Quanto mais energia oculta, pior, pois isso engana o proprietário.

Alguns resultados de testes:

Veja os resultados dos testes do Bjørn para mais dados ou todos os seus Zero Miles Tests.