O futuro dos veículos elétricos depende da eficiência de seus sistemas de gerenciamento de bateria

O setor global de mobilidade elétrica parece estar em uma encruzilhada, dado o rápido crescimento do ecossistema global de veículos elétricos (EV). Do ponto de vista da política, é fundamental que as intervenções e os esforços do governo construam as bases para uma indústria de EV, que foi apelidada de “negócio do futuro” do setor automobilístico. Os EVs têm um propósito duplo. Eles causam principalmente a ruptura essencial no setor automotivo, reduzindo a dependência do petróleo e do gás natural. Eles também fornecem uma contribuição significativa para diminuir as emissões de gases de efeito estufa relacionadas a automóveis e, mais amplamente, para o objetivo de reduzir a intensidade das emissões em 33%–35% até 2030.

As baterias são um componente crítico da mudança de energia. A demanda por baterias é totalmente impulsionada por veículos elétricos. Nas próximas duas décadas, aproximadamente 90% da demanda por baterias virá de veículos elétricos (VEs). Em comparação, o crescimento em eletrônicos portáteis e dispositivos de armazenamento de energia é mínimo.

Cadeias de valor de veículos elétricos eficientes ainda dependem da eficiência e custo de suas peças. Para este propósito, a tecnologia de baterias na categoria EV atraiu atenção considerável, pois as baterias servem como base para EVs. No setor automobilístico, as baterias de íon-lítio estão em alta demanda como fontes de energia para veículos elétricos, híbridos e híbridos plug-in. Devido à sua capacidade de armazenar grandes quantidades de energia e serem recarregadas várias vezes, essas baterias têm uma alta capacidade de carga e uma longa vida útil. No entanto, as baterias de íon de lítio só podem ser usadas em condições especificadas, exigindo o uso de um sistema de gerenciamento de bateria (BMS) para monitorar o estado da bateria e garantir a segurança operacional.

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O papel crucial do sistema de gerenciamento de bateria (BMS )

Dada a vibração imprevisível, cargas de choque, imersão em água e cargas térmicas a que veículos de todos os tipos são submetidos, entre outras condições de trabalho difíceis, sistemas sofisticados de gerenciamento de bateria são essenciais para as baterias.

O projeto e operação de tais sistemas requerem pesquisas substanciais em várias áreas de gerenciamento de baterias. Os processos de modelagem de bateria permitem a previsão e otimização de parâmetros da bateria, como tempos de carga e descarga, estado de carga (SoC) e vida útil. Modelos de bateria precisos facilitam a avaliação precisa da carga e da integridade das baterias. Além disso, os métodos de balanceamento de células são frequentemente utilizados para tratar os desequilíbrios de tensão que podem prejudicar a operação dos conjuntos de baterias. Os BMS estão sendo criados como sistemas de controle inteligentes que se esforçam para melhorar a eficiência e a vida útil das baterias dos veículos elétricos e do veículo como um todo. Essas tecnologias continuam sendo o futuro dos VEs e são críticas para o desenvolvimento de um ecossistema de EVs eficaz e sustentável.

EVBMS está recebendo maior atenção dos players do mercado

Como as baterias contribuem com até 45% do custo de um EV, a sustentabilidade financeira de um veículo depende da vida útil e do desempenho da bateria. Como resultado, soluções eficientes de gerenciamento de bateria estão em alta demanda. De acordo com relatórios e dados, o tamanho do mercado global do sistema de gerenciamento de bateria de veículos elétricos (EVBMS) deve atingir US$ 6.273,1 milhões até 2028. Nos próximos sete anos, prevê-se que o mercado registre uma taxa de crescimento anual composta de 20,5%. Devido ao enorme potencial de crescimento do mercado, vários fabricantes de veículos elétricos e participantes do mercado de sistemas de gerenciamento de baterias de veículos elétricos estão introduzindo sistemas revolucionários de gerenciamento de baterias de veículos elétricos. Por exemplo, Brill Power, um spin-off da Universidade de Oxford, introduziu uma nova categoria de sofisticados sistemas de gerenciamento de bateria que, segundo ela, “revolucionarão” o desempenho da bateria. O objetivo da Brill Power no desenvolvimento de um sistema inteligente, o BrillMS B62 Premium BMS, é aumentar o desempenho, a confiabilidade e o tempo de atividade do sistema, ao mesmo tempo em que diminui o desperdício e os custos operacionais da vida útil. O objetivo da Brill Power é manter um nível básico de segurança para as células da bateria, evitando que sejam sobrecarregadas ou descarregadas, muito quentes ou muito frias, ou sobrecarregadas com corrente elétrica, todos os quais prejudicaram a tecnologia BMS no passado.

Inovação em Sistemas de Gerenciamento de Baterias de Veículos Elétricos

Os fabricantes de automóveis também estão tentando entrar no mercado com seus próprios EVBMS. Por exemplo, a General Motors iniciou um caminho para se redefinir como produtora de veículos elétricos. Ela desenvolveu suas próprias baterias Ultium e um novo motor, ambos com a marca Ultium. Agora está ultrapassando os limites mais uma vez com o software de gerenciamento de bateria. Ela colaborou com a Analog Devices de Boston para desenvolver um sistema de gerenciamento de bateria sem fio para suas baterias Ultium. Ao contrário da maioria dos sistemas, que têm o controle por computador instalado no carro, a solução da GM funcionará via nuvem, provavelmente em uma rede 5G ou 4G, permitindo a comunicação sem fio entre o carro e o software de gerenciamento.

A ION Energy, que desenvolve soluções de gerenciamento de baterias para veículos elétricos e armazenamento estacionário de energia, anunciou em 2019 a EDISON Analytics, uma plataforma baseada em nuvem para gerenciar o ciclo de vida das baterias. A plataforma visa melhorar o desempenho e a vida útil das baterias de íons de lítio, aproveitando os dados da bateria, eletrônicos modernos, aprendizado de máquina e inteligência artificial.

A Bosch também lançou uma solução baseada em nuvem em 2019, que a empresa afirma que pode ajudar a prolongar a vida útil das baterias de veículos elétricos em até 20%. As baterias conectadas ao sistema de nuvem da Bosch são constantemente monitoradas e analisadas para determinar o grau de estresse colocado na bateria pelo estilo de direção e fatores ambientais. Essas informações são então utilizadas para prever o tempo de funcionamento restante de uma bateria, melhorar o processo de carregamento e fornecer aos motoristas sugestões sobre como conservar a energia da bateria por meio de uma tela do painel.

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