Essa capacidade se refere à quantidade de energia que o usuário pode acessar . Também conhecida como capacidade líquida, é basicamente a energia que o carro pode utilizar efetivamente para se locomover. É a principal preocupação dos motoristas, pois determina diretamente a autonomia que pode ser alcançada com uma única carga.
A capacidade reduzida também é chamada de capacidade utilizável ou quilowatts-hora (kWh) disponíveis . Isso representa aproximadamente 95% a 99% da capacidade total disponível. Considere, por exemplo, uma bateria com capacidade de 65 kWh. No entanto, apenas 62 kWh estarão acessíveis e prontos para o carro utilizar. O que acontece com os 3 quilowatts-hora restantes? Há uma parcela de energia considerada "inutilizável" que é reservada para as fases de alta e baixa carga.
Além disso, calcular essa capacidade pode ser bastante complexo, pois depende de vários parâmetros operacionais. A energia utilizável de uma bateria pode ser determinada multiplicando-se a energia total pela faixa de estado de carga (SoC) utilizável. Para calcular a energia total, basta multiplicar a tensão nominal pela capacidade nominal.
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Fatores que afetam a capacidade utilizável
Cada pacote de bateria é caracterizado por dois valores de capacidade distintos – a Capacidade Instalada/Teórica e a Capacidade Utilizável/Real. A capacidade instalada é determinada pelas especificações nominais encontradas na folha de dados, enquanto a capacidade utilizável é calculada considerando várias condições.
As baterias não são apenas complexas, mas os métodos usados para medir e expressar suas capacidades e usabilidade são igualmente complexos.
1. Erro eletrônico do BMS: Todo componente eletrônico e chip possui tolerâncias e precisões de medição. Diferenças e erros no cálculo do SoC podem levar a erros significativos e redução da capacidade se não forem calibrados e ajustados corretamente.
2. Compensação da Perda de Capacidade: A capacidade útil da bateria de um veículo elétrico (VE) degrada-se ao longo do tempo devido ao número de ciclos. À medida que a bateria envelhece, sua capacidade diminui gradualmente. Não considerar essa redução pode levar a uma diminuição da autonomia do veículo, o que pode resultar em problemas com a garantia.
3. Tensões de corte: Ajustam a profundidade de descarga (DoD) com histerese e também afetam a capacidade utilizável da bateria.
4. Profundidade de Descarga (DoD): O número de ciclos depende diretamente dela. Limitar a profundidade de descarga (DoD) dentro dos limites superior e inferior é crucial para prolongar a vida útil da bateria. Isso reduz significativamente a capacidade útil da bateria.
5. Taxa de descarga: Quanto maior a taxa C, menor será a capacidade utilizável.
6. Temperatura: A vida útil da célula é fortemente impactada pela temperatura de operação, resultando em uma degradação mais rápida de sua capacidade útil. A temperatura de operação é determinada por diversos fatores, incluindo:
- Temperatura ambiente
- Taxa C
- Eficiência do sistema de refrigeração
- Duração atual juntamente com fatores adicionais
7. Perda de armazenamento: Também afeta a deterioração da célula e, consequentemente, sua capacidade utilizável.
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Capacidade total da bateria vs. capacidade utilizável da bateria
A capacidade disponível e a capacidade total podem diferir em relação à química da bateria, pois certos tipos de baterias de íons de lítio são mais adequadas para serem carregadas até 100%, enquanto outras baterias se degradam mais rapidamente com cargas completas frequentes.
A capacidade total de uma bateria refere-se à quantidade máxima de energia que ela pode armazenar quando totalmente carregada a 100%. Por outro lado, a capacidade utilizável representa a quantidade de energia que o usuário pode realmente acessar.
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