Projeto dá segunda vida a baterias de veículos elétricos
A bateria é o principal componente de um veículo 100% elétrico – mercado que vem crescendo em vários países do mundo em função, principalmente, dos esforços para reduzir as emissões de gases de efeito estufa na atmosfera. Porém, é normal que, após alguns anos de uso – e de muitos ciclos de recarga -, a bateria comece a perder capacidade e já não consiga atingir a carga máxima, o que tem reflexos na autonomia do veículo elétrico. O que fazer com essas baterias que não são mais adequadas ao uso em veículos, mas ainda têm boa parte de sua capacidade preservada?
Esse é o foco de um projeto inovador que vem sendo desenvolvido pelo CPQD em parceria com a CPFL Energia e a fabricante BYD, dentro de chamada pública da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), lançada em 2019, voltada à criação de soluções na área de Mobilidade Elétrica Eficiente. “Trata-se de um projeto estratégico de pesquisa e desenvolvimento que já nasceu dentro do conceito de RISE – Rede de Inovação do Setor Elétrico”, afirma Aristides Ferreira, gerente de Soluções em Sistemas de Energia do CPQD. “O objetivo é desenvolver uma solução destinada a dar uma segunda vida para baterias de lítio-íon usadas em veículos elétricos”, acrescenta.
Ele explica que, dependendo do uso, a duração de uma bateria de lítio-íon em carro elétrico é de aproximadamente 8 a 10 anos – a partir daí, aumenta a percepção do usuário da perda de autonomia do veículo, uma vez que a bateria sofre uma redução da sua capacidade de armazenar energia. Com o projeto de segunda vida, é possível dar a ela mais 5 a 10 anos de uso em aplicações diferentes, como o armazenamento de energia gerada por sistemas fotovoltaicos e outras fontes intermitentes, ou como backup em estações de telecomunicações, por exemplo.
Vitor Arioli, pesquisador da área de Sistemas de Energia do CPQD, conta que o desenvolvimento do projeto começou com a realização, em laboratório, de vários ensaios e medições em baterias de ônibus elétricos degradadas, fornecidas pela BYD. “A bateria de lítio-íon é composta por várias células, que formam um pack”, explica. “O trabalho no laboratório envolveu a análise de cerca de 500 células fornecidas pela BYD e, com base nisso, desenvolvemos uma metodologia para avaliação e seleção das células mais adequadas para compor uma bateria de segunda vida”, destaca Arioli.
Além dessa metodologia, o CPQD desenvolveu algoritmos e o protótipo da própria bateria de segunda vida – o que inclui hardware, mecânica e o sistema de gerenciamento conhecido como BMS (do inglês Battery Management System). Realizou também uma prova de conceito (PoC), em suas instalações em Campinas, e uma série de testes de ciclagem visando acelerar o processo de envelhecimento e determinar o tempo real de duração de uma bateria na sua segunda vida. Segundo Arioli, foram cerca de dois anos de ensaios e testes com esse foco.
O próximo passo será uma PoC na Unicamp, onde está instalada uma planta de geração de energia fotovoltaica. “Nesse caso, a intenção é fazer avaliações destinadas a garantir a qualidade da energia da rede elétrica com o uso dessa bateria de segunda vida”, revela Aristides Ferreira. Essa prova de conceito irá encerrar o projeto – seu término está previsto para setembro – e, a partir daí a tecnologia estará pronta para ser transferida para a empresa responsável pela fabricação e comercialização no mercado da bateria de segunda vida.
