Uma única célula de bateria com desempenho inferior pode limitar o aproveitamento de todo um conjunto de armazenamento de energia. Para enfrentar esse problema, pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Chalmers, na Suécia, desenvolveram uma arquitetura inteligente capaz de contornar células degradadas e aproveitar melhor aquelas que continuam funcionando. A tecnologia experimental apresenta potencial para ampliar em até 20% a vida útil das baterias de veículos elétricos.
A pesquisa parte de um desafio conhecido da engenharia: as células de uma bateria não envelhecem necessariamente na mesma velocidade.
Diferenças de temperatura, resistência interna, capacidade e condições de utilização podem provocar degradação desigual.
Em conjuntos com células conectadas em série, uma unidade mais fraca pode limitar a capacidade utilizável do grupo, mesmo quando as demais ainda apresentam boas condições.
Como funciona a bateria que desvia das células mais fracas?
A solução desenvolvida pelos pesquisadores utiliza uma arquitetura elétrica reconfigurável, capaz de modificar as conexões entre as células.
Na prática, o sistema pode identificar elementos com desempenho inferior e contorná-los, permitindo que outras células continuem contribuindo para o armazenamento e fornecimento de energia.
Dependendo da configuração, o controle pode ocorrer individualmente ou por grupos de células.
Isso exige circuitos de comutação e sistemas eletrônicos de gerenciamento mais sofisticados do que os utilizados em arquiteturas convencionais.
O desafio é encontrar um equilíbrio entre os benefícios da tecnologia e o custo adicional de sua implementação.
Até 20% de aumento na vida útil
Segundo os resultados apresentados no estudo, a configuração mais complexa da arquitetura inteligente poderia proporcionar um ganho teórico de até 20% na vida útil da bateria.
Os pesquisadores também analisaram um cenário mais simples, considerando um veículo elétrico equipado com bateria de 80 kWh e utilização anual de 12 mil quilômetros.
Adotando como hipótese uma vida útil inicial de dez anos, a tecnologia poderia acrescentar aproximadamente:
- 14 meses de utilização;
- 14 mil quilômetros de rodagem.
Esses valores são estimativas baseadas nas condições do estudo, não uma garantia de desempenho em veículos comerciais.
Também não significam que todas as baterias precisem ser substituídas após dez anos.
Menos desperdício e melhor aproveitamento dos materiais
Além de prolongar a utilização da bateria, a arquitetura inteligente pode contribuir para reduzir o descarte prematuro de conjuntos que ainda possuem células em boas condições.
O benefício potencial é especialmente relevante para frotas de veículos elétricos, nas quais pequenas melhorias de durabilidade podem representar ganhos operacionais acumulados.
Entretanto, a adoção comercial dependerá de fatores como confiabilidade dos circuitos, segurança elétrica, gerenciamento térmico, peso adicional e custo de fabricação.
A tecnologia permanece em fase experimental, sem previsão confirmada de aplicação em veículos de produção.
Mecânica Online® com Tarcisio Dias – A pesquisa de Chalmers demonstra que a evolução das baterias não depende exclusivamente do desenvolvimento de novas composições químicas.
A eletrônica de gerenciamento também pode contribuir significativamente para aumentar a durabilidade e melhorar o aproveitamento da energia armazenada.
Nos veículos atuais, o sistema de gerenciamento de bateria já monitora parâmetros como tensão, temperatura e estado de carga. A proposta sueca acrescenta uma possibilidade importante: reconfigurar fisicamente as conexões elétricas para reduzir a influência das células degradadas.
Contudo, desviar uma célula não recupera sua capacidade perdida. O benefício está em utilizar melhor as células restantes, respeitando os limites elétricos e de segurança do conjunto.
Se a tecnologia alcançar viabilidade industrial, poderá contribuir para baterias mais duráveis e para a redução dos custos de utilização dos veículos elétricos.
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Retrovisor Mecânica Online® – Entenda o que está por trás da notícia
- Universidade de Chalmers – Instituição sueca responsável pela pesquisa.
- Arquitetura inteligente – Sistema capaz de modificar conexões elétricas entre células.
- Até 20% – Potencial teórico de aumento da vida útil na configuração mais sofisticada.
- 80 kWh – Capacidade da bateria utilizada no exemplo apresentado.
- 14 meses – Ganho estimado de utilização em um cenário de menor complexidade.
- Fase experimental – Tecnologia ainda depende de validação e desenvolvimento para aplicação comercial.
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- Célula de bateria – Unidade eletroquímica básica responsável por armazenar e fornecer energia elétrica.
- Degradação – Perda gradual de capacidade ou desempenho da célula ao longo do tempo e da utilização.
- BMS (Battery Management System) – Sistema eletrônico responsável por monitorar e gerenciar o funcionamento da bateria.
- Arquitetura reconfigurável – Organização elétrica que permite alterar as conexões entre células ou grupos de células conforme as necessidades de operação.
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