Células e Baterias – parte 1/3

Quando se fala em VE, estamos a falar primeiro que tudo de baterias. A bateria é o componente que o futuro dono de um VE vai querer conhecer em primeiro lugar. Vai querer saber de imediato qual a autonomia estimada pelo fabricante e ainda antes da informação da potência do motor, deverá querer perceber se o VE aceita carregamento rápido e com que norma. O comprador de um CI, quanto muito, permite-se a escolher o tipo de combustível do motor, para então conseguir comprar o modelo mais potente que a sua carteira suportar. O comprador de um VE poderá fazer o mesmo exercício, mas no sentido de escolher o veículo que lhe confere maior autonomia. Pois é, mudam-se os tempos, mudam-se os paradigmas.

Lithium battery LiFePO4 CALB CA60FI

Lithium battery LiFePO4 CALB CA60FI

E porque não se preocupa o comprador de um VE com o motor? Simplesmente porque de nada vale ter cavalos se não houver ração e como também sabem, um puro-sangue come por 2 potros. Ainda vamos levar uns anos a pensar num VE, como o comprador de um CI pensa hoje quando vai ao stand, a menos que tenhamos capacidade financeira e se compre o melhor e o mais seguro veículo alguma vez construído por um fabricante automóvel. Sim, não sabiam? Não tem o historial, nem pouco mais ou menos, de outros fabricantes da indústria com décadas de desenvolvimento e evolução mas a Tesla tem só os carros produzidos em série mais rápidos e seguros do mundo, tendo obtido a pontuação máxima em diversos teste de colisão e capotamento.  Claro, para tanto animal, um estábulo a condizer, i.e., modelos de 760cv a fazer dos 0-100km/h em 2,4s com bateria de 100kWh!!

Vamos então falar da Morcega, que é para isso que cá estamos, até porque esta também tem bateria e podemos assim continuar a falar do tema. As baterias são ainda nos dias de hoje, o maior investimento ou o componente mais dispendioso para quem vai comprar um VE. Como tal, convém ser ponderado no momento da sua aquisição. Nesta matéria, «mais» nunca é demais, mas «mais» é sempre de menos no nosso bolso. Na altura de ir às compras, constata-se que o preço kW é bastante elevado, pelo que devemos ser racionais e dimensionar bem a nossa bateria em função da utilização que vamos fazer do veículo, ou seja, se é para um veículo que no uso diário não faz mais de 50km a esmagadora maioria das vezes, então não vale a pena comprar uma bateria que permita percorrer 100km. Por outro lado, não devemos também pecar por menos, é recomendável termos uma pequena folga por várias razões. Pode ser necessário fazer um desvio e passar pelo supermercado antes de ir para casa, ou ocasionalmente transportamos pendura e nestas situações o consumo é maior, ou porque com o tempo mais frio a tensão das baterias decai mais rapidamente, ou simplesmente porque é de evitar fazer ciclos de descarga profunda às células, o que encurta a sua vida útil. Não há números mágicos mas 25% de capacidade adicional parece-me um bom princípio. Convém também recordar que mais autonomia representa não só mais dinheiro na altura de aquisição mas representa também mais espaço ocupado no veículo e mais peso em marcha, o que por sua vez origina menos aceleração e menos autonomia…

“E então? Como posso saber o tamanho da bateria que necessito?” Para quem converte um veículo, não é nada fácil fazer estas contas, uma vez que há diversas variáveis envolvidas. Ao longo deste post, irei recomendar por mais do que uma vez a leitura do documento http://media3.ev-tv.me/cellcare.pdf (versão traduzida para português http://media3.ev-tv.me/Carecells_portuguese.pdf), onde na parte final o autor fala precisamente do dimensionamento de uma bateria, contudo, é bom reforçar que estamos no plano indicativo, o que não deixa de ser uma boa abordagem e um bom começo. No caso da Morcega foi diferente. Parti um bocadinho ao contrário, ou seja, sabendo que queria pôr o motor a funcionar com uma tensão na casa dos 70V, calculei quantas células teria de ligar em série para atingir esse valor e depois vi que capacidades o fabricante disponibilizava para elas. Beneficiei também do facto de conhecer BEM o consumo que a Morcega fazia na encarnação anterior e imaginei que na sua nova vida não seria muito diferente. Estudei a possibilidade de adquirir um pouco mais de ‘autonomia’, face à distância percorrida diariamente. Essencialmente para poupar a bateria, como já explicado, e assim comprei células de 60Ah.

LiFePO4 CALB CA60FI Specification

LiFePO4 CALB CA60FI Specification

Todas iguais ou todas diferentes?

Não, as baterias não são todas iguais. Nem aquelas que são iguais são verdadeiramente ‘iguais’. Já vão perceber o que quero dizer. Todas elas armazenam energia mas as semelhanças ficam-se por aqui. Apesar de existirem veículos elétricos com baterias de chumbo (Pb), tal como as que encontramos nos nossos CI, estas deram e têm dado lugar a outras baterias, nomeadamente baterias de lítio (Li). Nos veículos CI, as baterias de chumbo têm um papel preponderante, principalmente na altura em que o condutor roda a chave, pois elas são as responsáveis por pôr o motor de combustão em funcionamento, através de um pico de corrente muito forte. Depois desse momento, o carregador existente no carro (leia-se alternador), em funcionamento solidário com o motor, vai proceder à carga da bateria estando esta, de um modo geral, sempre carregada. Este tipo de utilização difere substancialmente daquela que é feita por uma bateria num VE. Num VE, as baterias sofrem ciclos de descarga-carga mais profundos, são sujeitas a descargas maiores e também de maior duração, requisitos mais facilmente suportados por químicas como o Li. Outro fator diferenciador destas duas tecnologias de bateria tem a ver com a curva de descarga, onde a quebra de tensão em função do débito de energia é bastante superior na bateria de chumbo. Outro aspeto, é a auto-descarga que carateriza as baterias de chumbo, auto-descarga essa praticamente desprezível quando falamos de lítio. Isto não faz das baterias de chumbo, más baterias. Estas são o que são e continuam a ser-nos úteis, senão por que motivo os VE continuariam a manter uma bateria de chumbo? Pois é, a Morcega também tem uma. A seu tempo falarei dela e explicarei para que serve.

Bateria Pb da Morcega

Bateria Pb da Morcega – 12V, 4.2Ah

“Ok, então só tenho de escolher entre Pb e Li, é isso?” Claro que não! O Li por sua vez pode ser acompanhado de vários ‘flavours’. Temos a acompanhar cobalto, fosfato, manganésio, grafite, silicone, etc. “É mesmo só uma questão de gosto?” Novamente, claro que não! Muitas destas químicas não passam de tentativas de se atingir uma maior densidade ou um maior número de ciclos ou uma tentativa de permitir uma maior descarga e até de uma carga mais rápida. É como se os cientistas loucos fizessem experiências e misturassem químicos e outros componentes, para estudar reações, tudo isto na demanda da ‘energia infinita’. Enquanto ainda não se descobrir a fórmula secreta da ‘tal química’, usaremos as químicas disponíveis que já são soluções muito boas e suficientemente competentes para afastarmos os fumarentos das nossas estradas.

“Mas então o que hei-de escolher?” Bom, agora é que é mesmo questão de gosto, de experiência, de oportunidade e de possibilidade de cada um, contudo, uma coisa é certa, não vai conseguir chegar facilmente a uma loja e encomendar as células de que gosta para fazer o seu pack. O mais provável é ter de comprar na internet e mesmo aqui pode não ter à sua disposição o que pretende. Queres comprar para a tua conversão, por exemplo, células iguais às utilizadas no consórcio Renault-Nissan, i.e., células LiMnO2 (Lithium Manganese Oxide)? Ou queres utilizar na tua conversão, as cilíndricas NCA (Nickel Cobalt Aluminium) da Panasonic, iguais às usadas nos modelos da Tesla e que por acaso também podes encontrar em outros dispositivos como baterias de laptops? Pois é, não vais ter vida fácil mas podes sempre comprar outras células como eu fiz, quando optei pelas CALB (China Aviation Lithium Battery). Estas células são de fabrico chinês e largamente conhecidas. “E porque optei por estas?” Bom, estou a ver que estás com paciência para ‘me ler’ mas agora vais ter de esperar que bateria continue a carregar até ao próximo post… (continua)

LiFePO4 cells: yellow Winston 40Ah grey CALB 60Ah

LiFePO4 cells: yellow Winston 40Ah grey CALB 60Ah

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5 Responses to Células e Baterias – parte 1/3

  1. Helder says:

    Ho man!!!! E ficamos assim pendurados com o Natal à porta?!?!?

    🙂

  2. Nuno says:

    Vejo que época natalícia não te perturbou nem a productividade nem a qualidade a que já nos habituaste 🙂 Essas CALB têm uma caixa mais interessante q’as “amarelinhas” (essa da foto parece grávida… pack novo para breve 🙂 ? ). Que autonomia tens agora na mota? Aguardamos os próximos capítulos :)!

    • Sergio says:

      Sim, a amarelinha da foto está grávida, fruto de abusos do passado. Consegui recuperar algumas (poucas) das 22 Winston que equipavam a anterior geração da Morcega. Pode ser que as venha a utilizar num outro projeto. A Morcega utiliza agora as cinzentas CALB da foto. Quanto às outras perguntas, não me estás a querer dar cabo dos próximos posts, pois não? 😉

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