Veículos elétricos em TVDE,
Tudo o que necessita de saber
Introdução
Um veículo 100% elétrico (EV) é o resultado da evolução tecnológica que representa um passo significativo para um futuro mais sustentável.
Trata-se de um tipo de veículo cuja propulsão é efetuada por meio de motores elétricos e cuja energia utilizada é acumulada em baterias de alta voltagem.
A condução de um veículo elétrico
A condução de um EV moderno pode ser vista como um passo evolutivo tão grande como aquele dado com a introdução da direção assistida e a da caixa de velocidades automática, em conjunto.
Antes de mais, o primeiro impacto: o silêncio, ou a ausência do habitual ruído do motor. Depois, a aceleração: suave e constante, sem os solavancos da troca de relações, uma vez que as caixas de velocidades tem uma relação única. Com mais alguma utilização, descobrimos que quase não é necessário usar o pedal do travão. Em alguns modelos, também se descobre que quando o veículo da frente abranda, o veículo que conduzimos percebeu isso mais cedo que nós, condutores humanos, e já iniciou uma travagem suave com recurso à regeneração de energia.
Para aqueles que gostam de emoções, há a disponibilidade de toda a potência do motor, logo desde as 0 rotações.
Em resumo, a condução de um veículo elétrico é uma experiência muito menos cansativa, mais segura, mais divertida e na maioria das situações, mais económica.
A utilização de um veículo elétrico no TVDE
Antes de mais, é necessário perceber: um veículo elétrico não pode ser utilizado como um veículo a combustão. Não significa que vão ser perdidas comodidades ou que o dia se vai tornar mais difícil, até pelo contrário, mas é necessário assumir que obriga a alteração de vários hábitos: velocidade de circulação, estilo de condução, gestão dos abastecimentos e estratégia de trabalho.
A bateria de um veículo elétrico funciona com os mesmos princípios de a de um telemóvel, mas em dimensão muito maior ou seja, degrada-se com o tipo de utilização a que é sujeita. Isso significa que é necessário implementar algumas regras e algum planeamento, para que a saúde da bateria se mantenha por um maior pediodo de tempo.
Conceitos
Energia e potência
Energia
Mede-se em kWh (kilo Watt hora)
É a capacidade de produzir trabalho.
Num EV, pode-se encarar a energia como algo físico, a quantidade de algo (a energia elétrica) que nos vai permitir acionar o motor do veículo.
Por analogia com um veículo a combustão, podemos considera-la como equivalente aos litros de combustível.
Potência
Mede-se em kW (kilo Watt)
Nos EV, a potência associa-se a algo instantâneo ou a um fluxo de energia.
Potência x Tempo = Energia
Contas simples úteis de conhecer:
- Se um veículo a carregar,
durante 1 hora,
num posto que debita 45 kW,
vai carregar 45 kWh de energia.
- Um veículo a carregar,
20 min (1/3 da hora),
num posto que debita 45 kW,
vai carregar 45 / 3 = 15 kWh
Se o consumo desse veículo for:
14 kWh / 100 km
Então, com essa carga percorre:
15/14 x100 = 107 km
Exemplo prático:
- Se pretender carregar dos 20 aos 80%, então
Vai carregar (80-20 =) 60%
- Se a bateria do veículo tiver a capacidade 58 kWh,
Vai carregar com (58kWh x 60% =) 34,8 kWh
- Se o posto posto debita 45 kW,
a carga vai demorar (34,8/45 x 60min =) 46 min
- Então, acabou de carregar 34,8 kWh,
Se o consumo desse veículo for:
14 kWh / 100 km
Então, com essa carga percorre:
34,8/14 x100 = 248 km
Consumo
Se num veículo a combustão o consumo se mede em L /100 km, num EV mede-se em kWh/100.
Tal como num veículo a combustão, o consumo varia consoante o tipo de condução.
Mas há mais fatores que fazem aumentar o consumo;
- Em tempo muito quente, a bateria tem de ser arrefecida.
- Em tempro frio, a bateria tem de ser aquecida.
- O AC ligado consome energia.
- A ventilação do habitáculo (chaufagem) de ar quente, consome energia.
Considerando o mencionado atrás, em média, ao longo do ano, um EV consumirá cerca de 14 kWh / 100km
Considerando o mencionado atrás, em média, um EV consumirá cerca de 14 kWh / 100km
Inversamente dos veículos a combustão, os EV's têm um maior consumo em auto-estrada.
É no transito normal da cidade onde os EV's conseguem ser mais económicos.
Mas no transito bloqueado, o consumo volta a subir.
Regeneração de energia
A regeneração de energia é uma característica importante dos veículos elétricos. Durante a desaceleração ou travagem, a energia cinética do veículo é convertida em energia elétrica e armazenada na bateria, em vez de ser desperdiçada como calor.
É importante esclarecer 2 mitos:
-
Não é útil acelerar para depois regenerar: A aceleração consome energia e, embora parte dessa energia possa ser recuperada através da regeneração durante a desaceleração, o processo não é 100% eficiente. Portanto, acelerar desnecessariamente para depois regenerar energia não é uma prática eficiente. É mais eficiente acelerar e desacelerar suavemente, evitando travagens bruscas.
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É preferível deixar o veículo ir livre do que regenerar e depois ter de acelerar: Se a situação permitir, é mais eficiente deixar o veículo seguir o seu curso (por exemplo, numa descida) do que forçar a regeneração e depois ter de acelerar novamente. Isto deve-se ao facto de que a energia recuperada durante a regeneração não compensa completamente a energia necessária para acelerar o veículo novamente.
Lembre-se, a condução eficiente de um veículo elétrico envolve a gestão cuidadosa da aceleração e desaceleração, aproveitando ao máximo a regeneração de energia quando apropriado.
Bateria (de alta voltagem)
Capacidade total
A capacidade total de uma bateria de veículo elétrico refere-se à quantidade total de energia que a bateria pode armazenar. Como mencionado atrás, a capacidade é medida em quilowatt-hora (kWh) e determina a autonomia total do veículo, ou seja, a distância que pode percorrer com uma carga completa, descarregando dos 100% até 0%.
Capacidade útil
Por outro lado, a Capacidade Útil é a quantidade de energia que realmente pode ser usada sem prejudicar a vida útil da bateria. Muitos fabricantes de veículos elétricos disponibilizam sistemas para ajudar à utilização da bateria a uma faixa específica, entre os 80% e os 20%, para prolongar a sua vida útil.
Portanto, embora a capacidade total da bateria possa ser maior, a Capacidade Útil (ou seja, a energia que pode ser usada de forma segura para a saúde da bateria) é menor. Normalmente corresponde a 60% da capacidade total.
Na atividade TVDE, qual a Capacidade Útil da bateria, que devo considerar?
Como vamos mostrar à frente, não é aconselhável carregar uma bateria para além dos 80%, nem descarrega-la a baixo dos 20%, desta forma, a capacidade que realmente interessa analisar é a Capacidade Útil, ou seja, aqueles 60%, que se situam entre os 20 e os 80%.
Assim em operação TVDE, no dia-a-dia, a utilização da bateria ocorrerá entre os 80 e os 20%.
Baterias de LFP - fosfato de ferro-lítio
Desde 2023 começaram a aparecer alguns modelos de veículos elétricos com baterias LFP, que utilizam fosfato de ferro-lítio como material de cátodo. Entre outras características, estas baterias são capazes de maior número de ciclos de carga/descarga, o que possibilita uma maior folga na sua utilização.
Desta forma entende-se que estas possam ser carregadas até aos 90% sem afetar significativamente a sua vida útil.
Porque não se deve utilizar as baterias fora da gama dos 20-80%?
A utilização das baterias, para além dos 80% e para aquém dos 20%, provoca stress nas células, o que acelera a degradação da bateria.
Para além das questões técnicas, há questões operacionais que são tão ou mais justificativas para não o fazer.
A capacidade da bateria é importante para utlilização em TVDE?
É muito importante considerar a capacidade da bateria - que se mede em kWh - ao escolher um veículo para uso em TVDE, senão, vejamos:
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O preço do veículo:
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Quanto maior a bateria, mais caro vai ser o veículo.
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É importante encontrar o ponto de equilibrio entre preço e capacidade.
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Por utilizar a bateria somente entre os 80% e 20%, só vai restar 60% para a sua utilização:
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Quanto menor a bateria menor será a autonomia útil.
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Tem de ter em atenção a quantidade de km que vai fazer a cada dia e verificar que a Autonomis Útil (ver em cima) é a adequada para a sua utilização diária.
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Tempo dispendido durante o dia:
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Se a capacidade da bateria for pequena, o motorista TVDE pode enfrentar limitações de autonomia.
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Isso significa que será necessário parar para recarregar com mais frequência, o que pode afetar o tempo disponível para efetuar o seu trabalho e gerar receitas.
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Custo das Recargas:
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O preço das recargas é um fator importante.
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Consegir planear os momentos e locais de carregamento económicos é essencial para otimizar os custos operacionais.
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Ser forçado a carregar em locais que não os mais baratos pode impactar significativamente os ganhos do motorista.
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Durabilidade da Bateria:
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Carregar frequentemente uma bateria de baixa capacidade em postos de carregamento rápido vai degradar a bateria ao longo do tempo.
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Baterias menores tendem a ser mais afetadas por esse desgaste, pois a carga rápida gera calor excessivo.
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Em resumo, a capacidade da bateria é um fator crítico para a eficiência, autonomia e custos operacionais de um veículo elétrico utilizado em serviços TVDE. Escolher um modelo com capacidade adequada e adotar práticas de carregamento conscientes são essenciais para a sua rentabilidade no setor.
Formação dos Preços de Carga
O preço de carga de um veículo elétrico na rede pública nacional é um cálculo desafiante.
Primeiramente, o preço é a soma de 3 compnentes:
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Custo do OPC:
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O OPC, ou Operador Posto de Carregamento, cobra um preço pela sua utilização.
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Cada posto pode ter o seu preço.
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O preço normalmente é calculado por minuto de utilização.
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Pode ter ainda a componente de ativação (1 só vez) e a componente por kWh abastecido.
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O Custo da energia:
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Vendida pelo seu CEME, ou Comercializaor de Energia de Mobilidade Elétrica.
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Este é o seu fornecedor de energia. Pode ser a EDP, Galp, Prio, etc.
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O custo da energia é o mesmo independentementete do OPC onde carregue.
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As taxas:
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A TAR, ou Tarifa de Acesso à Rede, que lhe cobra pela utilização da rede eletrica. Valor definido pela ERSE.
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Deverá notar que custo do minuto dos OPC's é tanto mais caro quanto a potência "prometida" pelo posto. Tome em atenção que em muitas situações, o seu veículo não vai aceitar toda a potência que lhe é disponibilizada, uma vez que em muitas situações, este se vai proteger de carregamentos potencialmente denificadores da bateria. Isto acontece quase sempre nos carregamentos efetuados em PCUR (ver à frente). Por sua vez, nos carregamentos em PCR (ver à frente), este efeito começa a acontercer durante o carregamento, quando a carga da bateria ultrapassa os 70% (varia de marca para marca e com as condições climatéricas). Deverá tomar nota ainda, que muitos CEME também vendem a energia não por kWh abastecido, mas por minuto de ligação, sendo o preço do minuto indexado à potência do OPC que está a utilizar. Também aqui, se o seu veículo não estiver a absorver a potência toda que lhe é disponibilizada, o custo do kWh abastecido pode aumentar significativamente. Por fim deverá ainda saber que o sisteme de carregamentos tem perdas. A quantidade de kWh que passam no contador do OPC não vai sera mesma que vai terminar a ser usada no motor elétrico dos seu veículo. As perdas dependem das marcas e muitas das vezes são da ordem dos 2 dígitos. Mas não desespere, a aplicação MIIO ajuda a prever o custo de carregamento em cada OPC, e o custo de carregamento por 100 km percorridos é seguramente mais económico do que se o fizesse com combustíveis fósseis.
Tipos de Postos de Carregamento
Definições
- OPC: Operador de Posto de Carregamento
- TAR: Tarifa de Acesso à Rede
- CEME: Comercializadores de Eletricidade para a Mobilidade
- kWh: (kilo-Watt hora) É a medida de energia elétrica, é a energia de 1 kW de potência utilizada durante 1 hora.
- Capacidade de uma bateria:
Mede-se em kWh
- PCN: Posto de Carregamento Normal
3,7 kW
7,4 kW
11 kW
22 kW
- PCR: Posto de Carregamento Rápido -
50 kW
- PCUR: Posto de Carregamento Ultra Rápido
100 kW
150 kW
- Ciclos: Número de cargas/descargas completas.
- Degradação: Perda da capacidade da bateria;
- SOC: State Of Charge: Estado de carga da bateria, normalmente expresso em percentagem;
- SOH: State Of Health: Capacidade energética da bateria relativamente ao estado nominal original; utiliza-se para medir a degradação.
- BEV: Battery Electric Vehicle: Veículo Elétrico a Baterias.