As baterias dos veículos elétricos sujeitos ao uso normal dos condutores do mundo real, como o tráfego intenso, longas viagens por estrada, viagens curtas pela cidade,e, principalmente, estacionados ∙ poderia durar cerca de um terço mais do que os pesquisadores têm geralmente previsto, de acordo com um novo estudo de cientistas que trabalham no SLAC-Stanford Battery Center,um centro conjunto entre o Instituto Precourt de Energia da Universidade de Stanford e o Laboratório Nacional de Aceleradores da SLACIsto sugere que o proprietário de um veículo elétrico típico pode não precisar substituir a bateria cara ou comprar um carro novo por vários anos adicionais.
Quase sempre, cientistas e engenheiros de baterias testaram os ciclos de vida de novos projetos de baterias em laboratórios usando uma taxa constante de descarga seguida de recarga.Eles repetem este ciclo rapidamente muitas vezes para aprender rapidamente se um novo projeto é bom ou não para a expectativa de vida, entre outras qualidades.
Esta não é uma boa maneira de prever a expectativa de vida das baterias de veículos elétricos, especialmente para pessoas que possuem veículos elétricos para viagens diárias, de acordo com o estudo publicado em 9 de dezembro na Nature Energy.Enquanto os preços das baterias caíram cerca de 90% nos últimos 15 anosAssim, os passageiros actuais e futuros de veículos elétricos poderão estar felizes em saber que muitos quilómetros extra os aguardam.
"Não temos testado as baterias de veículos elétricos da maneira correta", disse Simona Onori, autora sênior e professora associada de ciência e engenharia da energia na Escola de Sustentabilidade Doerr de Stanford.Para nossa surpresa, condução real com aceleração frequente, frear que carrega as baterias um pouco, parar para entrar numa loja, e deixar as baterias descansarem por horas de cada vez,ajuda as baterias a durar mais tempo do que pensávamos com base em testes de laboratório padrão da indústria.
Uma surpresa agradável.
Os pesquisadores projetaram quatro tipos de perfis de descarga de veículos elétricos, desde a descarga constante padrão até a descarga dinâmica baseada em dados reais de condução.A equipa de investigação testou 92 baterias comerciais de iões de lítio durante mais de dois anos em todos os perfis de descargaNo final, quanto mais realisticamente os perfis refletiram o comportamento de condução real, maior a expectativa de vida do EV subiu.
Vários fatores contribuem para a longevidade inesperada, constata o estudo.Um algoritmo de aprendizagem de máquina treinado em todos os dados coletados pela equipa ajudou a descobrir os impactos dos perfis de descarga dinâmica na degradação da bateria.
Por exemplo, o estudo mostrou uma correlação entre acelerações rápidas e curtas de EV e degradação mais lenta.Incluindo a equipa deste estudoO estudo mostra que a aceleração dos picos de aceleração é ruim para as baterias de veículos elétricos.um dos três autores principais do estudo e um estudante de doutorado em ciência e engenharia de materiais e em ciência da computação na Stanford School of Engineering.
Duas maneiras de envelhecer
A equipe de pesquisa também procurou diferenças no envelhecimento da bateria devido a muitos ciclos de carga e descarga versus o envelhecimento da bateria que só vem com o tempo.Suas baterias em casa que estiveram em uma gaveta por anos sem usar não funcionarão tão bem quanto quando as comprouSe funcionam.
Os engenheiros de baterias assumiram que o envelhecimento por ciclo é muito mais importante do que o envelhecimento induzido pelo tempo.Isso é mais verdadeiro para veículos elétricos comerciais como ônibus e vans de entrega que quase sempre estão em uso ou sendo recarregados"Para os consumidores que usam os seus veículos elétricos para ir para o trabalho, pegar os filhos, ir ao supermercado, mas na maioria das vezes não os usam ou nem sequer os carregam,O tempo torna-se a causa predominante do envelhecimento em relação ao ciclismo.
O estudo identifica um ponto ideal de taxa de descarga média para equilibrar o envelhecimento do tempo e o envelhecimento do ciclo, pelo menos para a bateria comercial que testaram.que a janela está na faixa de condução EV consumidor realistaOs fabricantes de automóveis poderiam atualizar o seu software de gestão de baterias de veículos eléctricos para tirar vantagem das novas descobertas e maximizar a longevidade da bateria em condições reais.
Olhando para o futuro
"No futuro, será realmente importante avaliar novas químicas e projetos de baterias com perfis de procura realistas", afirmou Le Xu, pós-doutorado em ciências da energia e engenharia.¢Os investigadores podem agora rever os mecanismos de envelhecimento presumidos na químicaO programa de investigação e de desenvolvimento de tecnologias de informação e de comunicação (ICT) é uma iniciativa da Comissão Europeia que visa desenvolver um sistema de informação e de comunicação com base no conhecimento adquirido através da utilização de tecnologias de informação e de comunicação.
Os cientistas e os engenheiros poderiam aplicar os princípios a outras aplicações de armazenamento de energia, como a utilização de baterias.bem como para outros materiais e dispositivos nas ciências físicas em que o envelhecimento é crucial, como plásticos, óculos, células solares e alguns biomateriais usados em implantes.
O trabalho destaca o poder da integração de múltiplas áreas de especialização, desde a ciência dos materiais, controlo e modelagem até ao aprendizado de máquina, para promover a inovação, disse Onori.
Reimpresso do Relatório de Stanford
