Os benefícios da troca de baterias por veículos elétricos

A necessidade de carregar baterias EV pode afastar potenciais compradores. A troca de baterias pode ajudar a superar o problema, com a ajuda de Normas Internacionais.

A troca de baterias se tornou comum até mesmo para e-scooters.

A ampla adoção de veículos elétricos em todo o mundo é uma das formas de atingir as metas de emissões para 2030 e 2050. A Agência Internacional de Energia Renovável (IRENA) tem transmitido essa mensagem de forma consistente, como Jaidev Dhavle, Oficial Associado do Programa da IRENA deixou claro em um recentee-tecnologiaentrevista. Uma de nossas abordagens, diz ele, "é focar em setores cruciais de "uso-final" que podem se beneficiar de um modelo mais ecológico. No Centro de Inovação e Tecnologia em Bonn, do qual faço parte, há cinco áreas-de uso final que são de interesse fundamental, que incluem a promoção da adoção de veículos elétricos e soluções de armazenamento de energia."

Os números estão no caminho certo, mas…

Embora a adopção de VE tenha aumentado nos últimos dez anos, muitos duvidam que o mercado seja capaz de crescer o suficiente para ajudar a atingir as metas de emissões líquidas zero até 2050. De acordo com a Agência Internacional de Energia (AIE), o transporte rodoviário contribui para um sexto das emissões globais. Alerta que para atingir o cenário líquido zero, “as vendas de carros elétricos devem atingir cerca de 65% do total das vendas de automóveis em 2030”.

Embora o crescimento estivesse no bom caminho em 2023, é necessário envidar esforços sustentados para permanecer no rumo certo, incluindo uma maior implantação de uma infraestrutura de carregamento, que não cumpre os requisitos de momento. “O número de pontos de carregamento públicos está a aumentar, mas a implantação deve acelerar”, aconselha a organização.

A culpa é do alcance e da ansiedade de carga

Entreviste qualquer número de proprietários de automóveis que ainda não compraram um VE e eles culparão a falta de pontos de carregamento pela sua hesitação. A ansiedade de autonomia, como é frequentemente chamada, refere-se à distância que os EVs podem percorrer sem ficar sem bateria. Mas outro tipo de medo, denominado ansiedade de carregamento, que se concentra na fiabilidade dos pontos de carregamento, também está a tornar-se generalizado. De acordo com a fornecedora de energia do Reino Unido, National Grid, o receio de longas filas durante os horários de pico de carregamento, equipamentos vandalizados ou quebrados, software ou hardware não confiáveis, estão afastando potenciais compradores.

A infraestrutura de carregamento envolve componentes eletrônicos complexos padronizados pela IEC. Vários padrões foram publicados para facilitar o-carregamento eletrônico em todos os países, incluindo a série de padrões IEC 62196, que abrange os requisitos mecânicos, elétricos e de desempenho para plugues, tomadas-, conectores de veículos e entradas de veículos para a conexão entre o equipamento de alimentação do VE e o veículo elétrico. A série IEC 61851 especifica as infraestruturas de carregamento de corrente contínua e corrente alternada, enquanto a IEC 63110 estabelece o protocolo de gestão para a infraestrutura de carregamento e descarregamento de VE.

No que diz respeito à integração dos VE na rede eléctrica, o TC 57 publicou recentemente várias normas que ajudam os VE a funcionar como fornecedores de energia à rede. (Para saber mais, leia a entrevista com Frances Cleveland eme-tecnologia.)

A IEC está até a preparar o terreno para tecnologias futuras, que ainda não estão difundidas. Publicou vários padrões para transferência de energia sem fio (WPT) – o que significa que o EV pode carregar sua bateria posicionando-se em uma base indutiva no solo, sem quaisquer plugues ou cabos. Os sistemas indutivos WPT utilizam acoplamento de campo magnético entre bobinas condutoras embutidas na estrada e no veículo. Os sistemas WPT dinâmicos - que permitem que os carros carreguem em movimento, enquanto estão em movimento - também são uma área promissora, e a IEC já publicou uma especificação publicamente disponível (PAS) que trata da tecnologia.

Um mercado em expansão que depende de padrões internacionais

Há outra solução que está contribuindo muito para aliviar os temores dos compradores de veículos elétricos e que tira o elemento de carregamento da equação: a troca de bateria. Envolve a substituição de uma bateria EV descarregada por uma totalmente carregada em estações de troca especializadas. As perspectivas comerciais para a troca de baterias são muito otimistas. De acordo com este relatório da BCC Research, espera-se que o mercado tenha uma taxa composta de crescimento anual de 25,5% de 2024 a 2029, saltando de 894,2 milhões de dólares em 2024 para 2,8 mil milhões de dólares até ao final de 2029.

A Forbes menciona vários players que já estão se posicionando no mercado: a fabricante chinesa de veículos elétricos NIO, a gigante de baterias CATL e a Ample, com sede em São Francisco,-estão oferecendo serviços de troca-de baterias na Europa, China e Estados Unidos. A IEC tem preparado o caminho para a troca de baterias ao publicar a IEC TS 62840-1, que fornece uma visão geral dos sistemas de troca de baterias em VEs, e a IEC TS 62840- 2, que especifica os requisitos de segurança para sistemas de troca de baterias em VEs. Uma especificação IEC 62840-3, disponível publicamente, estabelece requisitos de interoperabilidade para sistemas de troca de baterias operando com sistemas de baterias removíveis.

Prós e contras da troca de bateria

Entre as vantagens da troca de baterias estão, em primeiro lugar, os ganhos de tempo: mesmo com uma opção de carregamento rápido, os proprietários de automóveis têm de dedicar pelo menos 30 minutos ao carregamento do carro - embora um fabricante chinês de veículos elétricos afirme que um dos seus veículos elétricos é capaz de carregar em 5 minutos. Outros benefícios incluem, talvez um pouco contra-intuitivamente, o custo: os compradores podem comprar um EV sem bateria, tornando muito mais barato a aquisição antecipada.

A indústria de troca de baterias também é capaz de manter as baterias de forma eficaz, prolongando a sua vida útil, o que é uma vantagem numa abordagem de economia circular. As estações de troca de baterias ocupam menos espaço do que as estações de carregamento de VE, o que é uma vantagem em áreas densamente povoadas como as cidades. E do ponto de vista da utilidade, as empresas de troca de baterias podem recarregar as baterias em momentos de baixo consumo de eletricidade, ou fora dos-picos, colocando assim menos pressão sobre a rede elétrica.

No lado negativo, as baterias propostas pelas empresas de troca de baterias têm um preço que, a longo prazo, pode significar que a troca de baterias é menos lucrativa para os utilizadores do que adquirir um VE com bateria. As opções para os usuários atuais são adquirir uma bateria por meio de um serviço de assinatura anual ou por um sistema de pagamento-por{2}}uso. Tal como acontece com o carregamento de VE, a falta de infraestruturas continua a ser um desafio e terão de ser construídas muitas mais estações de troca de baterias para que os consumidores possam adotar plenamente a solução. Muitas das estações existentes oferecem troca manual em vez de automatizada, o que pode desanimar alguns usuários. Também existem preocupações de segurança: se a troca da bateria não for executada corretamente, poderá ocorrer um curto-circuito, causando um incêndio.

É aí que entram as normas IEC: ao especificar os requisitos de segurança para baterias em sistemas de troca de baterias, a IEC 62840-2 ajuda a superar algumas das barreiras para que o sistema se torne mais difundido. IECEE (Sistema IEC de Esquemas de Avaliação de Conformidade para Equipamentos e Componentes Eletrotécnicos) é um dos quatro sistemas de avaliação de conformidade administrados pelo IEC. Ele executa um esquema que testa a segurança, o desempenho, a interoperabilidade dos componentes, a eficiência energética, a compatibilidade eletromagnética e as substâncias perigosas das baterias.

Tal como acontece com os sistemas de carregamento por ficha e cabo e com o carregamento por transferência sem fios, as normas IEC e os sistemas de avaliação de conformidade estão a preparar o caminho para a infraestrutura de veículos elétricos do futuro.