Qual é o tamanho do “tanque de combustível” de um veículo elétrico?

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Os entusiastas dos veículos eléctricos colocam frequentemente duas questões perfeitamente razoáveis: “Porque é que a maioria dos veículos eléctricos têm velocidades máximas limitadas electronicamente?” e “Por que o alcance é menor em comparação com um carro com motor de combustão interna semelhante?”.

Abordar estas questões exige examinar a densidade energética dos vários combustíveis de propulsão e, claro, a energia comparável armazenada na bateria de alta tensão que normalmente aciona o(s) motor(es) de um veículo elétrico.

Conteúdo energético da gasolina e do gasóleo

Comecemos com o conteúdo energético dos dois combustíveis mais populares no mundo hoje. Um litro de gasolina tem um conteúdo energético de 9 kWh, enquanto um litro de diesel tem quase 10 kWh. Para colocar estes dados em perspectiva, um típico carro compacto com um modesto depósito de combustível de 40 litros, se for gasolina, significa que transporta 360 kWh de energia e se for diesel, o equivalente é 400 kWh.

Conteúdo de energia da bateria de alta tensão

Uma bateria típica de alta tensão num veículo compacto hoje em dia transporta entre 50-80 kWh de energia líquida. Net é a palavra-chave aqui, porque o conteúdo total de energia da bateria de alta tensão não está disponível para o sistema de transmissão. Há um buffer superior e inferior necessário no pacote. O buffer superior é sempre menor que o buffer inferior porque a descarga profunda de uma bateria de alta tensão pode ser catastrófica, então os fabricantes são um pouco mais generosos com o buffer inferior. Em geral, quanto maior o buffer, mais durará a bateria. Esta é uma questão muito difícil para os fabricantes resolverem porque um buffer maior significa que menos energia líquida está disponível para mover o veículo, pelo que são forçados a aumentá-la com mais módulos, o que por sua vez aumenta os requisitos de peso e espaço no carro. A questão do buffer é muito importante, por isso os fabricantes sugerem que para o uso diário a carga da bateria seja mantida entre 20-80%. Desta forma, podemos aumentar os buffers superior e inferior apenas ajustando os nossos hábitos de carregamento.

Comparando os métodos de propulsão

Na tabela seguinte comparamos três métodos de propulsão num mesmo automóvel – gasolina, gasóleo e elétrico e os conteúdos energéticos equivalentes entre os “combustíveis”. Usamos o Peugeot 208 como exemplo, mas os números são semelhantes aos de outros carros disponíveis em versões de múltiplos combustíveis. Convertemos todos os combustíveis em kWh para facilitar a comparação direta.

Wrap-up

Com a tecnologia de bateria atual, um tanque de combustível típico de um veículo com motor de combustão transporta quase dez vezes mais energia do que uma bateria típica. Por outro lado, a eficiência muito superior está ajudando o veículo elétrico. Podemos facilmente ver na tabela acima que o carro elétrico precisa de quase três vezes menos energia do que o carro com motor de combustão interna equivalente para a mesma distância percorrida, o que é de se esperar, uma vez que o motor elétrico pode atingir uma eficiência de até 94%, enquanto os modernos motores turboalimentados e de injeção direta de combustível, a gasolina e a diesel, atingem eficiências de até 38-40%. Então, quanta energia os VEs precisam para ter um alcance comparável? Usando a tabela acima como referência, precisamos de 128 kWh para corresponder ao modelo a gasolina e 158 kWh para atingir a mesma autonomia do modelo diesel. O número real é ainda maior, pois se tivermos esse tipo de bateria no carro, a penalidade de peso será enorme e o consumo de energia elétrica aumentará. Portanto, ter o mesmo alcance de um veículo ICE é praticamente impossível com a tecnologia de bateria atual. No entanto, as primeiras evidências sugerem que as baterias de estado sólido podem preencher significativamente essa lacuna. Eles também devem ajudar significativamente com outro problema relacionado: a cobrança.

Você pode ver a comparação da potência de carregamento entre os combustíveis na tabela abaixo.

Os veículos elétricos mais avançados da atualidade podem carregar até 270 kW de potência. A potência de “carregamento” equivalente a um tanque de 50 litros é de 13.500 kW para a gasolina e 15.000 kW para o diesel. É porque o tempo de “carregamento” é de cerca de 2 minutos para o veículo ICE. Novamente, a diferença na velocidade de “carregamento” é enorme em favor do veículo ICE.

Obviamente, isso pode ser mitigado até certo ponto carregando o veículo elétrico durante a noite, quando você não estiver usando o carro - algo que você não pode fazer com um carro ICE. Além disso, devido ao facto de o “tanque” dos VEs ser muito mais pequeno, a diferença real nos tempos de carregamento não é tão grande como a diferença nas taxas de carregamento sugere. Ainda assim, obviamente precisamos de opções de carregamento ainda mais rápidas, e é bom que elas não estejam longe.