Buffer

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

O sistema de gestão de bateria (BMS) controla o buffer.

O buffer tem duas funções principais: proteger o pack de bateria de danos e otimizar o seu desempenho. Previne o sobrecarregamento ou a sobredescarga, que podem causar degradação irreversível ou até mesmo fuga térmica. Além disso, permite que o pack de bateria opere dentro da sua faixa ótima de Estado de Carga (SoC), onde pode fornecer maior potência e eficiência.

Como Funciona um Buffer de Bateria?

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

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

O tamanho do buffer pode depender do tipo e da química das células usadas no pack de bateria. Por exemplo, algumas células podem ter uma tolerância maior ao sobrecarregamento ou à sobredescarga do que outras, exigindo, assim, buffers mais pequenos. Algumas células também podem ter diferentes faixas ótimas de SoC e, por isso, exigir buffers maiores.

O BMS regula o carregamento e a descarga do pack de bateria para o manter dentro dos limites aprovados.

Por vezes, os fabricantes optam por alterar o tamanho do buffer através de atualizações de software. Isto acontece tipicamente quando aprendem mais sobre como uma nova bateria se comporta em termos de degradação.

Os Fabricantes Usam Buffers para Ocultar a Degradação?

Uma conceção errada comum é que o buffer nas baterias de veículos elétricos é utilizado para ocultar a degradação da capacidade utilizável da bateria. Contudo, esta não é uma prática que os fabricantes adotem. Ajustar o buffer para mascarar a degradação aceleraria, na verdade, o processo de degradação, pois exigiria alterar os limites de tensão máximos e/ou mínimos das células. Ao nosso conhecimento, nenhum fabricante recorre a esta estratégia.

Uma indicação de que um ajuste do buffer está a ser usado para ocultar a degradação seria alterações notórias nos níveis de tensão/SoC. Por exemplo, se uma bateria com 98% de SoC medir 4,16 volts quando nova mas mais tarde medir 4,19 volts com o mesmo SoC, isso poderia sugerir que o tamanho do buffer foi alterado.

Buffer Utilizável Oculto

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

Isto significa tipicamente que a escala de SoC não é linear. Por exemplo, 0–1% de SoC pode representar uma capacidade maior do que outras faixas percentuais. Em muitos casos, a percentagem entre 0–1% pode ser 5 a 10 vezes maior do que outras percentagens. Esta energia adicional é frequentemente chamada de Zero Buffer.

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

Esta estratégia torna menos provável que o veículo elétrico fique sem bateria. O problema desta abordagem é que os condutores tipicamente carregam o carro quando resta 5–10% para garantir que não ficam sem carga. Contudo, com capacidade oculta, o condutor acaba por carregar quando na realidade resta 15–20% de bateria, fazendo com que experiencie uma autonomia elétrica inferior à real.

A EVKX.net considera que esta é uma má prática por parte dos fabricantes.

Bjørn Nyland testou vários veículos elétricos para ver quanta energia adicional o fabricante ocultou entre 0 e 1%. Quanto mais energia oculta, pior, uma vez que engana o proprietário.

Alguns resultados de testes:

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