AC/DC – Fundamentos da carga de VE explicados

Ter um veículo a combustão interna (ICE) e não saber todos os pormenores do processo de abastecimento não é um grande problema. Este processo é geralmente tão simples que não requer um conhecimento aprofundado. No entanto, quando se trata de carros elétricos, é fundamental estar familiarizado com o processo de carregamento, pois isso tem um impacto significativo na experiência do utilizador.

Quando abastece um veículo ICE, normalmente, precisa apenas de esperar alguns minutos, pagar a quantia de acordo com o volume de combustível que recebeu e, depois disso, está pronto para seguir viagem. No entanto, com um carro elétrico, muitas vezes o “posto de abastecimento” é a sua própria casa, o que implica a necessidade de ter algum conhecimento sobre a sua instalação elétrica e o equipamento do veículo. Mesmo quando carrega o veículo em estações de carregamento público, existem informações importantes a considerar, como a potência máxima de carregamento do carregador e a compatibilidade com o veículo. Vamos agora esclarecer os aspetos fundamentais do processo de carregamento.

Carregamento em CA

A esmagadora maioria das sessões de carregamento em veículos elétricos são deste tipo. O princípio é simples. A interface doméstica ou pública fornece corrente alternada (CA). O carregador a bordo do veículo converte a eletricidade de CA em corrente contínua (CC) para carregar a bateria.

Para determinar a potência máxima de carregamento do nosso carro, precisamos de saber duas coisas. Em primeiro lugar, as especificações elétricas da nossa instalação elétrica doméstica ou da interface pública e as especificações relevantes do carregador a bordo do veículo.

A instalação elétrica doméstica pode ser monofásica ou trifásica. A potência monofásica é calculada da seguinte forma: P = V * I. A voltagem monofásica depende do local onde reside e na Europa é de 230V. Multiplicando-a pela corrente, obtemos a potência de carregamento que a instalação elétrica pode fornecer.

Por exemplo, se tivermos uma voltagem de 230V e uma corrente de 32A, a potência de carregamento é de 7,36 kW (230V * 32A). No caso da eletricidade trifásica, com uma voltagem de 400V e uma corrente de 32A, a potência de carregamento é calculada da seguinte forma: P = V * I * √3 = 400V * 32A * 1,732 = 22 kW. É óbvio que uma instalação elétrica trifásica pode fornecer muito mais potência do que uma instalação monofásica.

Vamos prosseguir para o automóvel agora. Se o carregador a bordo for compatível com a instalação elétrica, a potência fornecida ao veículo será a mesma. Por exemplo, se possuir um Mercedes-Benz EQS equipado com o carregador a bordo opcional de 22 kW, poderá usufruir plenamente da instalação elétrica trifásica mencionada anteriormente e carregar o seu veículo com 22 kW através da respetiva Wallbox. Infelizmente, se tiver uma instalação trifásica e ligar o seu veículo a uma tomada schuko (tipo F), com uma corrente típica de 10A, obterá apenas 2,3 kW.

Para calcular o tempo necessário para carregar o seu veículo, é necessário conhecer a capacidade líquida da bateria em kWh e a potência líquida de carregamento. Se o seu veículo estiver equipado com uma bateria de 50 kWh, um carregador a bordo de 11 kW e uma eficiência típica do carregador de 94%, então o tempo estimado de carregamento é de 50 / (11 * 0,94) = 4 horas e 50 minutos. No entanto, este cálculo é teórico, e a sua precisão depende da curva de carregamento específica do veículo. Normalmente, com instalações domésticas de menor potência, o resultado estará bastante próximo do valor esperado.

Carregamento em Corrente Contínua (CC)

Na área de carregamento em Corrente Contínua (CC), as coisas são muito mais simples. Uma vez que o carregador em CC fornece corrente contínua e a bateria do VE também é em CC, o carregador a bordo é irrelevante no processo. A potência máxima de carregamento que a bateria pode receber depende de dois fatores – as suas especificações e a capacidade do carregador rápido.

Em geral, as baterias de VE funcionam a 400V de voltagem, mas atualmente, veículos elétricos modernos utilizam arquiteturas de 800V ou mais, com exemplos como o Porsche Taycan, Audi E-Tron GT, Hyundai Ioniq 5, Kia EV6 e Lucid Air. Estes veículos permitem potências de carregamento de até 350 kW com os respetivos carregadores de 800V.

Os fabricantes de carros elétricos costumam recomendar carregar até 80% da capacidade ao usar o carregamento em CC, a fim de reduzir o desgaste da bateria. Além disso, a potência de carregamento acima de 80% diminui significativamente, tornando-se pouco vantajoso prosseguir para níveis superiores.

Uma Oportunidade Perdida?

O processo de carregamento seria substancialmente simplificado se apenas a corrente contínua (CC) fosse utilizada em veículos elétricos. Esta abordagem pode parecer controversa, no entanto, se os veículos elétricos adotassem exclusivamente o carregamento em CC, o carregador a bordo tornar-se-ia desnecessário, o que, por sua vez, reduziria o custo e o peso dos veículos. Além disso, os proprietários de veículos elétricos não necessitariam de transportar cabos nas respetivas bagageiras.

No contexto doméstico, os proprietários poderiam recorrer a Wallboxes de CC com uma potência máxima de 22 kW, semelhantes às Wallboxes de corrente alternada (CA). Wallboxes de CC domésticas já estão disponíveis comercialmente, embora o seu custo seja atualmente de cinco a sete vezes superior em comparação com as Wallboxes de CA. No entanto, se todos os fabricantes optassem exclusivamente pelo carregamento em CC, a economia de escala entraria em jogo, resultando numa redução significativa dos preços das Wallboxes de CC para uso doméstico.

Poder-se-ia argumentar que essa decisão deveria ter sido tomada desde o início da era da mobilidade elétrica, mas infelizmente, até à data, tal ainda não aconteceu. Esta situação pode ser vista como uma das maiores oportunidades desperdiçadas no contexto da mobilidade elétrica em geral.