A importância da segurança da bateria em veículos elétricos
Apesar dos receios de uma desaceleração, prevê-se que o mercado global de veículos eléctricos (VE) continue a crescer. A segurança e o desempenho das baterias EV são essenciais para o seu crescimento e a sua capacidade de contribuir para as metas climáticas.
Existem poucas indústrias no sector das energias limpas tão dinâmicas como a dos veículos eléctricos. De acordo com a Euromonitor International, prevê-se que 25% de todos os novos registos de automóveis de passageiros sejam elétricos em 2024, ultrapassando os 17 milhões de unidades em vendas a nível mundial. Este valor supera as estimativas da Agência Internacional de Energia (AIE) de 14 milhões de unidades vendidas em 2023 e mais de 10 milhões em 2022.
Além disso, espera-se que a frota total de veículos elétricos (excluindo veículos de duas/três{0}}rodas) cresça de quase 30 milhões em 2022 para cerca de 240 milhões em 2030.
Esta é uma boa notícia para o planeta, pois um aumento na utilização de VEs ajudará a reduzir as emissões do transporte rodoviário, um setor que, segundo a AIE, é responsável por mais de 15% das emissões-relacionadas à energia em todo o mundo.
Energia da bateria
Para que haja uma maior utilização dos VE, é necessário garantir a sua segurança, desempenho e acessibilidade, para os quais as baterias desempenham um papel fundamental.
A IEC publica uma vasta gama de normas internacionais para apoiar as tecnologias de VE, a fim de garantir que funcionam e se ligam de forma segura à rede eléctrica. Combinados com os Sistemas de Avaliação da Conformidade IEC, contribuem para garantir a interoperabilidade e o funcionamento seguro de todos os componentes, incluindo as baterias.
A grande maioria dos VEs é alimentada por baterias de íons de lítio, que evoluíram para armazenar quantidades cada vez maiores de energia por um preço menor. No entanto, há uma série de-desvantagens bem conhecidas, nomeadamente que o seu desempenho se degrada com o tempo e, quando já não são utilizáveis, a reciclagem é complexa. Além disso, existem preocupações quanto ao impacto ambiental da mineração de minerais essenciais necessários para fabricar novas baterias, como o lítio, o cobalto e o níquel.
A IEC TC 21 publica padrões internacionais para células de íon-de lítio, incluindo a série IEC 62660 sobre células secundárias de-íon de lítio para a propulsão de VEs. A série de três-partes abrange testes de desempenho, testes de confiabilidade e requisitos de segurança.
Segurança em primeiro lugar
Pascal Mast, Diretor de Tecnologias Sustentáveis da TÜV SÜD, um fornecedor internacional de serviços de testes, inspeção, auditoria e certificação, disse que as baterias EV passam por testes rigorosos para garantir sua segurança e desempenho antes de serem lançadas no mercado, com o sistema de gerenciamento de bateria (BMS) sendo o foco principal.
“O BMS é como o computador da bateria, verificando todos os parâmetros necessários da bateria de cada célula, ou módulos de células, e especificando como a bateria pode funcionar de forma otimizada. Ele também contém uma riqueza de dados que podem ser revisados e analisados para verificar não apenas se os mecanismos de segurança estão no lugar, mas se a bateria não foi adulterada e se atende a todas as especificações técnicas”, afirmou.
Por que cobrar é importante
Os VE utilizam a energia fornecida pela rede elétrica para recarregar as baterias. A maior parte desta procura é satisfeita pelo carregamento doméstico, que geralmente é lento. No entanto, existe uma procura crescente de carregadores acessíveis ao público e, em particular, de carregadores rápidos ao longo de autoestradas e autoestradas. Um maior acesso a estes pode resolver preocupações em torno da autonomia ou da distância que um VE pode percorrer, o que continua a ser uma barreira para uma adoção mais ampla dos VE.
Segundo a AIE, no final de 2022, havia 2,7 milhões de pontos de carregamento públicos disponíveis em todo o mundo, mais de 900 000 dos quais foram instalados em 2022.
A forma como uma bateria é carregada é importante, não apenas pela conveniência, mas também pelo desempenho e durabilidade da própria bateria, disse Mast. “Para otimizar a vida útil e a segurança de uma bateria, é melhor uma combinação de carregamento rápido e lento”, acrescentou.
“O carregamento da bateria para quando a primeira célula está cheia, para que a bateria não superaqueça. Ao carregar o mais lentamente possível, dá tempo para uma carga equilibrada em todas as células, para que cada célula esteja cheia”, explicou ele.
Dando uma segunda vida às baterias
No entanto, as baterias dos veículos elétricos não duram para sempre e a maioria das garantias dá-lhes uma vida útil de cerca de 8-10 anos, tornando o seu impacto ambiental em termos de lixo eletrónico e reciclagem uma preocupação real.
Para resolver esta questão, há uma tendência crescente para lhes dar uma “segunda vida”, utilizando-os em armazenamento estacionário, onde os requisitos de desempenho são mais baixos e há menos riscos de segurança. De acordo com algumas estimativas, a capacidade de reutilização-de baterias em sistemas de armazenamento atingirá mais de 950 gigawatts-hora até 2030.
A IEC TC 120 foi criada especificamente para publicar normas na área de sistemas integrados de armazenamento de energia elétrica (EES) na rede, a fim de apoiar os requisitos da rede. Um sistema EES é um sistema integrado com componentes, que podem ser baterias já padronizadas. O TC está trabalhando em um novo padrão, IEC 62933-5‑4, que especificará métodos e procedimentos de teste de segurança para sistemas baseados em baterias de íons de lítio para armazenamento de energia.
Essas baterias de "segunda{0}}vida" podem ser usadas em vários contextos, desde residências até fontes de energia de reserva-em áreas onde o fornecimento de eletricidade é menos confiável. Um exemplo disso é o primeiro projeto do Fundo de Impacto Global da IEC,Catalisando a inovação para modelos circulares na África – transformando resíduos eletrônicos-de baterias em recursos-eletrônicos, que apoiará um projeto{0}liderado por PMEs no Quênia para promover o gerenciamento sustentável de-resíduos eletrônicos de baterias.
Como parte do projeto, a Differ Community Power (DCP), um fornecedor internacional de serviços de energia solar para comunidades, determinará a viabilidade do uso de baterias de lítio de segunda vida para reabilitar instalações solares fotovoltaicas em locais críticos, como escolas, centros de saúde e hospitais.
A avaliação da conformidade é fundamental
A segurança e o desempenho das baterias continuam a ser uma das principais preocupações, independentemente da sua utilização. A avaliação da conformidade, como testes e certificação, desempenha um papel importante.
O IECEE (Sistema IEC de Esquemas de Avaliação de Conformidade para Equipamentos e Componentes Eletrotécnicos) oferece um amplo portfólio de serviços de certificação que inclui segurança de bateria, desempenho de bateria, segurança de bateria quando instalada em produtos finais, eficiência energética, EMC e substâncias perigosas.
Também tem um programa específico para VEs através dos seus laboratórios de testes de organismos de certificação registados (CBTLs) e organismos de certificação nacionais (NCBs) que podem testar e certificar sistemas de carregamento e fichas de acordo com as normas IEC.