A eletromobilidade, transporte de cargas e pessoas através de veículos movidos à eletricidade, apesar de inexorável, apresenta como principal desafio assegurar a maior autonomia possível aos usuários desses veículos; o que é obtido naqueles movidos à combustão, pela densidade energética dos hidrocarbonetos, principalmente os derivados de petróleo.
Veículos elétricos.
Através de constantes inovações tecnológicas, a indústria automobilística chegou à oferta de veículos elétricos, passando esta tecnologia a competir com os veículos movidos a combustão interna, principalmente como alternativa ambientalmente sustentável aos tradicionais veículos movidos a combustíveis fósseis [1].
Os veículos elétricos à bateria (Battery Eletric Vehicle (BEV)) (imagem 1) são movidos exclusivamente por eletricidade, utilizando a bateria para armazenar a energia necessária para a sua propulsão. Sendo eles totalmente dependentes de motores elétricos alimentados pela sua bateria, torna-se desnecessário um motor de combustão interna. Os BEV são carregados através de conexão à rede, ou outras fontes, de energia elétrica, ainda se utilizando da frenagem regenerativa para recuperar energia durante a desaceleração, convertendo-a em eletricidade armazenada na sua própria bateria. A principal vantagem dos BEV é que eles produzem zero emissão de gases de efeito estufa, sendo por isso ambientalmente mais vantajosos.
Imagem 1. Veículo Elétrico.
Fonte: Jornal da USP.
Baterias Elétricas.
As baterias são os principais elementos de armazenamento de energia nos veículos elétricos, sendo definidoras da autonomia, desempenho e segurança desses meios de transporte. A classificação das baterias depende da composição eletroquímica dos materiais utilizados, especificações técnicas de funcionamento e aplicações direcionadas aos diferentes tipos de veículos. Entre as tecnologias mais utilizadas, estão as baterias de íon-lítio (Li-ion), níquel-metalhidreto (NiMH), chumbo-ácido e, mais recentemente, as de estado sólido. Essas tecnologias devem proporcionar o menor peso possível, alta densidade de energia, reduzida taxa de autodescarga e ciclos de carga mais eficientes, devendo ainda ter o menor custo possível.
Nos veículos totalmente elétricos, e eventualmente em veículos hibridos¹, é necessária uma fonte de energia externa para carregar as baterias, diferentemente dos veículos movidos a combustão interna, que são abastecidos muito mais rapidamente e possuem maior autonomia [2].
Atualmente existem diferentes tecnologias para fabricação de uma bateria, sendo a sua escolha diretamente relacionada ao tipo e aplicação do veículo elétrico, conforme descrito a seguir:
Veículos elétricos à bateria (BEV) utilizam normalmente baterias de fosfato de ferro-lítio (LFP) ou de níquel-manganês-cobalto (NMC).
Veículos híbridos convencionais e plug-in (HEVs e PHEVs) utilizam ainda células de níquel-hidreto metálico ( NiMH).
Infraestrutura de carregamento veicular.
Uma das principais barreiras de entrada para o crescimento da frota de veículos elétricos no Brasil é a ausência de infraestrutura adequada para o carregamento, o que cria um círculo vicioso, já que a ausência de demanda reduz a oferta de postos de carregamento, inibindo a aquisição de veículos elétricos pela população.
O processo de carregamento de uma bateria para veículos elétricos leva mais tempo do que o necessário para abastecer o tanque de combustível de um veículo com motor de combustão interna. Um carregador convencional pode levar entre 5 e 10 horas para carregar totalmente a bateria, enquanto um carregador rápido pode levar cerca de 15 a 45 minutos, o que mesmo assim ainda é mais lento do que nos motores de combustão interna [3].
Nos últimos anos várias empresas têm instalado estações de recarga em locais públicos, como estacionamentos de shoppings e postos de combustíveis, mas ainda sendo a principal opção dos proprietários de veículos elétricos o carregamento domiciliar, em suas casas ou prédios de apartamentos, o que tem causado uma grande discussão sobre a instalação de carregadores veiculares em edifícios residenciais [4].
No Brasil, as estações de carregamento de veículos elétricos devem seguir as recomendações da norma técnica ABNT NBR 17019:2022 sobre os requisitos para instalações para alimentação de veículos elétricos [5]. Esta norma especifica os requisitos para instalações elétricas fixas, destinadas tanto ao fornecimento de energia elétrica para os veículos elétricos, quanto ao recebimento dessa mesma energia fornecida por eles [5].
Como a maioria das normas técnicas, a ABNT NBR 1709 se ocupa da segurança e desempenho do tema do qual trata, neste caso a segurança e desempenho dos Sistemas de Alimentação para Veículos Elétricos (SAVE), principalmente porque as estações de carregamento veiculares poderão ser instaladas em lugares públicos, além de manipuladas por pessoas leigas em eletricidade.
Especificamente em relação à segurança dos SAVE, a norma especifica as características dos dispositivos de proteção necessários para elas (imagem 2), suas funções e modos de instalá-los. A existência de uma norma técnica exclusiva para os SAVE é uma indicação da importância dos veículos elétricos em nosso país, já que um norma técnica não precede uma tecnologia, mas surge quando ela se torna relevante.
Imagem 2. Quadro de proteção para estações de carregamento veicular.
Fonte: Embrastec.
Aspectos econômicos do fornecimento de baterias para veículos elétricos.
Como as baterias são utilizadas há muitos anos para veículos convencionais, existem no Brasil vários fabricantes deste produto, que já possuem experiência tanto na sua fabricação, quanto na sua comercialização, diretamente para fabricantes de automóveis, caminhões e motocicletas, por exemplo, ou para o consumidor final. Além de tal fato, o Brasil possui uma das maiores reservas do mundo em terras raras, material essencial na fabricação de baterias. Esses aspectos, mercado e matéria prima, são vantagens comparativas que o país deveria utilizar para ocupar um papel relevante neste segmento, que envolve também o armazenamento de energia para outras aplicações. Por ser um produto ainda em evolução, investimentos em pesquisa seriam necessários, mas nesse caso também se trata de uma excelente oportunidade para a indústria nacionais.
O fornecimento de baterias envolve uma cadeia de valor complexa, com múltiplas etapas, cada uma com sua dinâmica própria de preços, margens e riscos:
1) Mineração e beneficiamento de minerais críticos (lítio, níquel, cobalto, manganês,
grafite);
2) Refino e produção de elementos químicos, como carbonato e hidróxido de lítio;
3) Produção de materiais ativos: Cátodos e anodos, eletrólitos e separadores;
4) Fabricação das células;
5) Montagem de módulos e conjuntos (Packs) e sistemas de gerenciamento de bateria
(Battery Management System (BMS));
6) Estrutura para integração no veículo;
7) Pós venda, garantia, segunda vida de baterias² e reciclagem.
A análise econômica do fornecimento de baterias deve levar em consideração o ciclo de vida deste produto, incluindo coleta, transporte reverso, diagnóstico, reuso (segunda vida em armazenamento estacionário) e reciclagem. O valor residual das baterias e a possibilidade da recuperação de metais podem reduzir o custo líquido ao longo do tempo, mas tal objetivo exige infraestrutura, rastreabilidade e acordos entre partes.
Conclusão.
Dentro do atual processo de transição energéticas, as baterias são fundamentais, incluindo as baterias para veículos elétricos. Por isso esse é um tema do interesse de todos os profissionais da área elétrica, independentemente de atuarem ou não no armazenamento de energia.
Notas.
1 – Veículos híbridos são aqueles que utilizam dois tipos de motores: a combustão e a eletricidade. Os Veículos Híbridos Plug-in (PHEV) apresentam uma combinação de motores a combustão e elétricos, com baterias de maior capacidade que podem ser recarregadas externamente.
2 – Segunda vida de baterias é uma alternativa para redução de custos, através do reaproveitamento delas, as utilizando em uma segunda aplicação, nesse caso menos exigente, como conectadas à rede elétrica para aumento da eficiência, estabilidade e confiabilidade do sistema.
Referências.
1] Reis, Guilherme Azevedo de Sá; Ferreti, Amanda. Veículos elétricos no Brasil: benefícios, desafios e perspectivas de impacto socioambiental. Revista Competitividade e Sustentabilidade. Setembro de 2024. DOI: https://doi.org/10.48075/comsus.v11i1.33531
2] Marchesan, Charles Friedhein; Adolpho, Eduarda Nunes; Siluk, Julio Cezar Mairesse; Rigo, Paula Donaduzzi; Alves, Vanessa Teresinha. Baterias de veículos elétricos: tipologias, potencial de reutilização e tecnologias de reciclagem. XLV Encontro Nacional de Engenharia de Produção “Produção inteligente para um futuro renovável”. Natal, Rio Grande do Norte, outubro de 2025.
3] Olabi, A. G.; Abdelkareem, Mohamad Ali; Wilberforce, Tabbi; Alkhalidi, Amar; Salameh, Tareq; Abo-Khalil, Ahmed G.; Hassan, Mahoud Mutasim; Sayed, Enas Taha. Battery electric vehicles: Progress electronica converters, strength (S), weakness (W), opportunity (O), and threats (T). International Journal of Thermofields. Volume 16. Novembre de 2022. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijft.2022.100212
4] Antunes, Paulo Donizete Ribeiro. Veículos Elétricos, Funcionamento e Seus Benefícios. Centro Universitário UNIFACVEST. 2018.Disponível em: https://www.unifacvest.edu.br/assets/uploads/files/
arquivos/d74d7-antunes,-p.-d.-r.-veicculos-eletricos-funcionamento-e-seus-beneficios.-tcc,-2018..pdf
5] Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). ABNT NBR 17019:2022 Instalações elétricas de baixa tensão – Requisitos para instalações em locais especiais – Alimentação de veículos elétricos.
Imagem capa: https://en.clickpetroleoegas.com.br
