Carregamento de veículo elétrico explicado: tecnologia, desempenho e fatores do mundo real

O carregamento da bateria de um veículo elétrico envolve mover eletricidade para dentro da bateria, onde é armazenada como energia química. Isso ocorre por meio do movimento de elétrons e íons entre os dois eletrodos da bateria: o cátodo e o ânodo, separados por um eletrólito.

Durante o carregamento, elétrons fluem da fonte de energia (por exemplo, uma estação de carregamento) para o cátodo. Simultaneamente, íons positivos movem-se do cátodo para o ânodo através do eletrólito. Uma vez totalmente carregada, a bateria armazena energia por meio de uma alta diferença de potencial entre seus terminais, pronta para alimentar o veículo.

O processo é reversível. Durante a descarga, elétrons fluem do ânodo para o cátodo através de um circuito externo, gerando corrente para acionar o motor elétrico.

Desempenho de Carregamento

O desempenho de carregamento varia significativamente entre os modelos de veículos elétricos e é influenciado por vários fatores principais:

Configuração do pack da bateria

A tensão do pack da bateria afeta a velocidade máxima de carregamento. Por exemplo, um carregador DC CCS de 50kW fornecendo 125A requer pelo menos 400V para atingir saída total. Um pack de 300V ficaria limitado a 37.5kW (300V x 125A).

Da mesma forma, a maioria dos carregadores CCS HPC é limitada a 500A. Isso significa que um pack de 400V pode suportar até 200kW, enquanto um pack de 300V é limitado a 150kW.

Modelos como o Volvo EX90, Polestar 3 e Nio EL8 afirmam suportar 250kW de carregamento em arquiteturas de 400V, mas isso depende de carregadores não limitados a 500 Amps.

Veículos elétricos de 800V em carregadores de 400V

Veículos elétricos de 800V podem ser limitados por carregadores antigos de 400–500V. Os Tesla Superchargers, por exemplo, são limitados a 500V, reduzindo as velocidades de carregamento para veículos de 800V.

Alguns veículos elétricos, como o Mercedes CLA, não dispõem da capacidade de carregar em carregadores de 400V,

Técnica do Inversor

Alguns veículos elétricos usam inversores a bordo para converter tensão e adaptar-se a diferentes tipos de carregadores. Isso é especialmente útil quando veículos de 800V se conectam a carregadores DC antigos de 400V. O inversor eleva a tensão internamente, permitindo que o veículo carregue mesmo que o carregador não suporte nativamente saída de 800V.

No entanto, essa conversão de tensão tem limites de eficiência, resultando em velocidades máximas de carregamento reduzidas. O desempenho exato depende da arquitetura do inversor do veículo e das capacidades de refrigeração.

Exemplos de velocidades máximas usando conversão de tensão do inversor:

A Lucid Gravity incorpora um sistema sofisticado de boost de inversor que possibilita carregamento em alta tensão (926 V) a partir de fontes de tensão mais baixa, como os Tesla Superchargers V3 (≈500 V). Isso é obtido ao incorporar um conversor boost na unidade de acionamento do motor traseiro—utilizando o estator do motor e transistores SiC para elevar a tensão—sem aumentar significativamente o peso (apenas ~5 kg de sobrecarga) ou comprometer a refrigeração

Carregamento por banco

Este método divide a bateria em duas seções de 400V. Modelos como Audi Q6 e-tron e Porsche Macan suportam até 135kW em 400V e até 270kW em 800V. O Tesla Cybertruck pode atingir 230kW em Superchargers de 500V.

Temperatura

A temperatura da bateria afeta criticamente a velocidade de carregamento. Em clima frio, o carregamento pode desacelerar em mais de 50% devido às limitações do Sistema de Gerenciamento de Bateria (BMS). Muitos veículos elétricos pré-condicionam a bateria ao navegar até um carregador.

Em clima quente, o BMS também pode limitar o carregamento para evitar superaquecimento. As temperaturas ideais de carregamento variam de 25–35°C (77–95°F). Acima de 50–60°C, o carregamento pode ser reduzido para proteger a saúde da bateria.

Veículos elétricos com carregamento rápido devem possuir sistemas eficazes de gerenciamento térmico para manter a temperatura ideal da bateria durante as sessões.

As curvas de carregamento da EVKX refletem condições ideais:

• A temperatura da bateria está suficientemente alta para velocidade máxima.
• A bateria permanece dentro dos limites seguros durante uma sessão de 0–100%.

Software do BMS

O software do BMS também molda as curvas de carregamento. Os fabricantes equilibram velocidade de carregamento com longevidade da bateria. Como o carregamento em alta velocidade acelera a degradação, alguns veículos elétricos limitam a velocidade de carregamento ou o número de sessões de alta potência.

Por exemplo:

• O Toyota BZ4X permite apenas duas sessões de alta velocidade a cada 24 horas.
• O Porsche Taycan permite que os usuários limitem a velocidade de carregamento (por exemplo, de 270kW para 200kW) para reduzir o desgaste.

Exemplos de Velocidade de Carregamento

A EVKX fornece dados e gráficos de desempenho de carregamento do mundo real para cada modelo de veículo elétrico:

• Zeekr 7x Long Range AWD: Pico superior a 430kW.

  Este modelo requer mais de 650A para atingir velocidade máxima. Em carregadores de 400V, fica limitado a 80kW. O diagrama da curva de carregamento exibe todos os três cenários.

  

• Kia EV6 GT: Alta velocidade de pico com curva plana, ideal para viagens de longa distância.

  

• Nissan Ariya: Velocidade de pico moderada, mas curva consistente.

  

Considerações Finais

Em viagens longas, o formato da curva de carregamento importa. Curvas planas favorecem paradas mais longas e consistentes, enquanto curvas com picos elevados beneficiam recargas rápidas. A EVKX ajuda você a comparar e entender o desempenho do mundo real de cada modelo.