O uso de baterias de lítio em veículos elétricos está conduzindo pesquisas da indústria para estudar como aumentá-lo duração (Tesla na vanguarda), e ao mesmo tempo os especialistas começaram a analisar o causas de falhas e deterioração natural. Vamos tentar entender quanto tempo dura uma bateria de lítio em um carro elétrico e como funciona a garantia.
Quanto tempo dura a bateria de um carro elétrico?
Quanto tempo dura uma bateria de lítio em um carro elétrico?? Enquanto a duração de 3 anos e Ciclos de carregamento 500 para uma bateria de PC ou um smartphone é aceitável, o 8 anos de vida para uma bateria de carro elétrico, o que pode parecer muito, na verdade incomodar o comprador de um EV.
La Substituir a bateria de um carro elétrico custa muito e custa tanto quanto um carro compacto com motor endotérmico tradicional. Se a duração da bateria puder ser estesa, por exemplo, até anos 20, o alto investimento inicial necessário para adquirir um carro elétrico poderia ser mais bem justificado.
Os fabricantes de veículos elétricos escolhem baterias otimizadas para o duração ao invés de uma alta energia específica; realmente essas baterias são maior e mais pesado do que aqueles usados em eletrônicos de consumo.
Por que a bateria de lítio se degrada?
Por que a bateria de íons de lítio se degrada? Estudos mais aprofundados revelaram que a íons de lítio, responsáveis por transportar as cargas elétricas entre os eletrodos, foram diminuiu no cátodo e passou permanentemente no ânodo; então o cátodo tinha uma concentração de lítio minore em comparação com uma nova célula. Esse fenômeno é irreversível e por isso é inevitável o degradação da bateria.
Os pesquisadores estudaram eficiência pela qual os elétrons são transferidos durante os ciclos de carga e descarga, chamados Eficiência de Coulomb. Enquanto carrega o lítio precipita no ânodo in grafite e mude a diferença de potencial. Você cria um filme chamado Interface de Eletrólito Sólido (SEI) formado pelos átomos de lítio na superfície do ânodo.
Teste de duração da bateria do Nissan Leaf, quanto tempo duram?
As baterias do Leaf foram submetidas a ciclos de teste difíceis. A Nissan selecionou para o primeira série da Folha um bateria de lítio manganês, devido ao seu desempenho atraente. O protocolo de teste empregado incluiu uma carga rápida em 1,5 Coulomb (C) em menos de uma hora e baixe um 2,5 C por 20 minutos a uma temperatura de cerca de 60 ° C.
Perda de capacidade da bateria ao longo do tempo
Submetida a essas condições adversas, a bateria de longa duração deve perder sua 10% da capacidade após 500 ciclos de carregamento, que representam 1-2 anos de condução. Este teste simulou a condução do veículo elétrico em condições muito pesadas (incluindo marcas de derrapagem típicas de condução agressiva) e apesar de tudo a capacidade de recarga da bateria manteve-se em torno 90%.
Causa perda de capacidade da bateria de lítio
Apesar de testes tão minuciosos e intensivos, os proprietários da primeira série Leaf experimentaram um 27,5% de perda de capacidade após dois anos de uso e sem condução particularmente agressiva. O que causou essa grande diferença em relação aos testes?
Os pesquisadores desmontaram as baterias danificadas: desenrolando a tira de fita metálica de um metro e meio de comprimento que forma o ânodo e o cátodo da bateria, coberta de óxidos, descobriram que a ponta estrutura de nanomateriais ficou grosseiro.
Filme que danifica baterias de íons de lítio
Este filme, composto por óxido de lítio e carbonato de lítio, cresce a cada ciclo de carga: a camada fica mais espessa e forma uma barreira que dificulta a interação com o grafite. L 'Eficiência de Coulomb varia de acordo com o tipo de célula, como pode ser visto na tabela.
| Tipo de célula | material | Eficiência de Coulomb | Características | Empregos |
| Lítio – óxido de cobalto | LiCoO2 | Bom, cai ligeiramente a 50-60°C | Alta capacidade, potência limitada, frágil | Smartphone e PC portátil |
| Lítio – óxido de manganês | LiMn2O4 | Baixa, cai ainda mais a 40°C | Alta capacidade, alta potência, resistente ao uso pesado. | Ferramentas, e-bikes, veículos elétricos, instrumentos médicos, UPS |
| Lítio – fosfato de ferro | LiFePO4 | Médio, ajustado para 50-60°C | ||
| Lítio – Óxidos de níquel, manganês e cobalto | LiNiMnCoO2 | Bom, uma pequena queda a 60°C | ||
| Lítio – óxidos de níquel, cobalto e alumínio | LiNiCoAlO2 | ainda não medido | - | Veículos elétricos (Tesla Model S), baterias para sistemas de armazenamento conectados à rede |
| titanato de lítio | Li4Ti5O12 | excelente | Longa vida, mas caro e com baixa energia específica | - |
No cátodo ocorre uma fenômeno semelhante, também conhecida como oxidação eletrolítica (OE).
Degradação da bateria de íons de lítio versus nível de carga
Também foi descoberto que quanto mais tempo a bateria permanecer sob alta tensão, mais rápido ocorrerá a degradação.
para alta voltagem neste caso, queremos dizer uma tensão de célula igual a 4,10 volt. Os estudos comparativos foram realizados carregando o celular fino é de 3,92 volts.
Por que as baterias dos carros elétricos são danificadas quando estão 100% carregadas?
Resumindo os resultados laboratoriais obtidos do baterias de lítio-manganês cabeçotes do Nissan Leaf, foi estabelecido que uma das principais causas de Danni causado à bateria é o permanência sob tensão de alta célula e altas temperaturas.
O teste de eficiência de Coulomb revelou que as duas últimas condições causam mais danos dos ciclos de carga e descarga.
Por esse motivo, é recomendável não carregar totalmente as baterias do carro elétrico além de 80%, se não for necessário. Recomenda-se carregar a bateria a 100% e, assim, nivelar a tensão de todas as células imediatamente antes de iniciar uma viagem mais longa, a fim de trazer a tensão da bateria de volta para valores mais baixos.
Neste sinal, a MAVIC inseriu um sistema (Intelligent Flight Battery) para auto-descarga da bateria do drone após alguns dias (o número de dias pode ser definido).
Dicas para prolongar a vida útil da bateria de íons de lítio
A esse respeito, relatamos i as melhores dicas do DJi para prolongar a vida útil das baterias de íons de lítio de um drone no qual você pode obter ideias…
- Aqueça a bobina fria.
- Não sobrecarregue a bateria em caso de altas temperaturas.
- Armazene a bateria adequadamente. Para preservar a bateria, opte por armazená-la em ambiente seco, com temperatura entre 22°C e 28°C. Não armazene a bateria perto de fontes de calor e longe de líquidos.
- Não armazene a bateria com carga máxima ou muito baixa por muito tempo. Se precisar armazenar a bateria por mais de 10 dias, antes de fazer isso, verifique se ela está carregada entre 40 e 65% do total. Você pode usar o aplicativo DJI GO e defina o tempo de download automático (de 1 a 10 dias). Se a bateria for armazenada com menos de 10% de carga restante, ela poderá eventualmente descarregar.
Degradação da bateria de íons de lítio ao longo do tempo
A partir da tabela de resumo abaixo, entende-se que é necessário evite sair um bateria de iões de lítio com carga completa: com o 40% de carga, uma bateria de lítio durará muito mais do que uma carga de lítio 100%. Quanto mais carregada a bateria, maior sua degradação natural ao longo do tempo, mesmo sem utilizá-la.
Atualização do BMS e "restauração" da bateria do carro elétrico SOH.
Para remediar esta inevitável perda de capacidade ao longo do tempo, quase todos os fabricantes de baterias de carros elétricos mantêm uma reserva de kWh que não é utilizada. Depois de um certo período em que o SOH (autonomia residual e estado de saúde) da bateria cai abaixo de um limite definido (por exemplo, 75%) reprogramando o BMS (controle eletrônico e sistema de gerenciamento integrado na bateria) restaurar a bateria para 100% como nova condição.
Se você chegou aqui no fundo deve ter entendido que o As baterias dos carros elétricos não duram a vida toda, mas perdem lentamente a capacidade de armazenar energia ao longo do tempo mesmo que não seja utilizado.
4 fatores que fazem com que a bateria de lítio de um carro elétrico perca capacidade
Os principais fatores que causam perda de capacidade e fim da vida útil das baterias nos quais os fabricantes de baterias trabalham para melhorar sua eficiência.
- degradação mecânica dos eletrodos ou perda de pressão nas células da bolsa. O design preciso da célula e a escolha correta dos aditivos eletrolíticos reduzem esse fenômeno.
- crescimento de SEI no ânodo, o que aumenta a resistência interna. O crescimento dessa camada faz com que a maioria das baterias de grafite de lítio perca eficiência quando a tensão de carga é mantida abaixo de 3,92 V por célula. Também neste caso o uso de aditivos no eletrólito retarda a degradação.
- formação de oxidação eletrolítica (EO) no cátodo, o que leva a uma perda repentina da capacidade da bateria. É causada por tensões de célula acima de 4,10 V e altas temperaturas.
- “Revestimento” de lítio no ânodo causado por altas frequências de carga.
Duração da bateria, Toyota, Tesla, a garantia quanto tempo dura
Bateria Tesla Roadster, duração e garantia
Os novos modelos da Tesla assentam numa filosofia de design precisa, nomeadamente a superdimensionamento da bateria para reduza o estresse durante a operação. Esta abordagem denota que a Tesla concentrou seus esforços na obtenção de uma alta densidade de energia para máxima autonomia. A desvantagem do superdimensionamento é um maior consumo de energia nas deslocações devido essencialmente ao maior peso da viatura e a um maior custo da bateria.
A duração da GARANTIA TESLA para bateria e motor varia de acordo com o modelo: eles são cobertos por um período de tempo e um número máximo de quilômetros (o que ocorrer primeiro).
8 anos ou 240.000 km para Modelo S e Modelo X
8 anos ou 160.000 km Modelo 3 e Modelo Y Standard o Standard Range Plus
8 anos ou 192.000 km su Modelo 3 e Modelo Y Long Range o Desempenho
A garantia intervém quando a capacidade da bateria cai abaixo do limite de 70%.
A Tesla oferece uma garantia de veículo novo para 4 anos ou 80.000 km o que vier primeiro. Estão cobertos os custos de reparação de peças defeituosas e avarias, tais como o custo de mão-de-obra e materiais, incluindo peças sobressalentes.
Toyota em Prius substituiu as baterias Ni-MH da geração anterior por novas baterias de íon-lítio, íon-lítio, Garantia de 8 anos ou 300.000 km.
Para a vida de uma bateria Tesla definir um período de anos 8 para uma quilometragem de 200.000 km em baterias um 60 kWh: para aqueles de 70 kWh não há limites de viagem.
Garantia de bateria de carro elétrico Nissan, Tesla, Mitsubishi, BMW, Renault
8 anos ou 160.000 km é a garantia para Nissan Leaf, da Mitsubishi para Outlander Phev, mesmo período, mas reduzido de BMW no i3 e i8 com uma quilometragem de apenas 100.000 km.
Renault em baterias de aluguel garante a eficiência sempre superior à 75% da capacidade inicial: se cair, é "restaurado" a 100% com uma atualização do BMS ou, em caso de avaria, reparado e substituído rapidamente.
Sempre Renault, no caso de bateria adquirida, garante a capacidade de carga da bateria ZOE de pelo menos 66% de seu nível inicial por pelo menos 8 anos ou 160.000 km até que o primeiro dos 2 termos seja alcançado.
Garantia da bateria Mercedes 6 anos ou 160.000 km
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