Bateria de carro elétrico que "pula" as células fracas pode durar até 20% mais, diz estudo sueco. O que isso significa para quem compra hoje

Pergunte a qualquer pessoa que hesita em comprar um carro elétrico qual é o maior medo, e a resposta raramente é autonomia. É a bateria. Quanto ela vai durar, quanto custa trocar e quanto o carro vale no dia em que a garantia acabar. Um estudo publicado neste mês por pesquisadores da Universidade de Tecnologia Chalmers, na Suécia, ataca exatamente esse ponto, com uma ideia que parece óbvia depois que alguém explica: se uma célula da bateria envelheceu mais do que as outras, por que ela tem que ditar o ritmo de todas?

O problema: a corrente anda no passo do mais lento

Uma bateria de carro elétrico não é um bloco único. É um conjunto de centenas, às vezes milhares, de células ligadas entre si, muitas vezes agrupadas em módulos. Nos pacotes convencionais, essas ligações são fixas. Quando uma célula perde capacidade mais depressa que as vizinhas, por uma pequena diferença de fabricação, de temperatura ou de posição no pacote, ela passa a limitar o conjunto. O sistema de gerenciamento precisa parar a carga quando a célula mais fraca está cheia e parar a descarga quando ela está vazia, mesmo que as outras ainda tenham energia de sobra.

Albert Škegro, doutorando do Departamento de Engenharia Elétrica da Chalmers e um dos autores, usou uma comparação de excursão escolar: as células "precisam todas andar no passo da pessoa mais lenta". O resultado é que o pacote inteiro envelhece, na prática, na velocidade do seu pior elemento.

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A solução: chaves que desviam a corrente

A arquitetura estudada pelos suecos, chamada de reconfiguração dinâmica, coloca chaves eletrônicas entre as células. Com elas, o sistema de gerenciamento da bateria pode reorganizar as conexões enquanto o carro roda e desviar a corrente das células mais desgastadas, poupando-as, e exigir mais das que estão saudáveis. É o equivalente elétrico de deixar o colega cansado pegar um atalho enquanto o resto da turma segue a trilha.

O professor Changfu Zou, do mesmo departamento, faz questão de dizer que não se trata de um interruptor de liga e desliga: "Reconfiguração não é uma escolha de sim ou não. É um espectro." Dá para controlar cada célula individualmente, o que rende o máximo de benefício e custa mais, ou controlar grupos de células, o que é mais barato e rende menos.

O trabalho, intitulado "System-level assessment of dynamic reconfiguration for lifetime and cost outcomes in electric vehicle battery packs", saiu na revista científica Nature Communications, segundo a própria universidade.

Os números, com as letras miúdas

O título que circulou na imprensa, de até 20% a mais de vida útil, é real, mas é o teto teórico. A própria Chalmers explica que os mais de 20% aparecem em certas condições, num modelo que supõe que cada célula pode ser controlada e usada de forma ótima. Em sistemas comerciais, que tendem a agrupar células, o ganho seria menor.

O caso de uso mais concreto do estudo é um carro com bateria de 80 kWh rodando 12 mil km por ano. Nele, o pacote reconfigurável atinge o ponto de troca cerca de 14 meses depois do pacote convencional: em vez de ser aposentado por volta do décimo ano, chega a algo perto de onze anos. A Quatro Rodas traduziu isso em cerca de 14 mil km a mais de uso, uma conta que bate com a quilometragem anual adotada.

E o custo? O hardware extra, com mais chaves, conexões e controle, foi estimado em cerca de 9% do custo total do pacote, com base em preços de componentes em escala de protótipo (lotes de mil unidades). Segundo o estudo, o ponto de equilíbrio fica em torno de 12%, e o caso econômico é mais robusto quando o custo adicional fica abaixo de cerca de 7% e a quilometragem anual abaixo de 12.150 km. Dentro desses limites, a solução se pagou em pelo menos 99,7% dos cenários testados. "Os resultados mostram que a arquitetura já pode ser vantajosa numa ampla faixa de condições reais de uso", disse Zou.

Há um detalhe curioso: o benefício cresce bastante quando se passa de sistemas de baixa tensão para os de 400 V, mas depois continua subindo mais devagar. Não é uma fórmula mágica que melhora indefinidamente.

O que ainda falta

Aqui é preciso jogar um pouco de água fria. O estudo é baseado em simulações de computador, não em frotas reais rodando por uma década. Não existe, hoje, carro de passeio ou caminhão de produção usando essa arquitetura. Os resultados dependem do tamanho da bateria, do quanto o carro roda e de como é usado. E, como todo custo estimado em escala de protótipo, os números podem melhorar com produção em massa, mas isso ainda é projeção.

Ou seja: ninguém vai entrar numa concessionária em 2027 e escolher o opcional "bateria com bypass de células". Ainda. A ideia está no estágio em que montadoras e fornecedores avaliam se a conta fecha. Para frotistas, que rodam muito e fazem conta de custo total, o argumento é mais forte e deve aparecer primeiro.

Por que isso interessa a quem tem ou quer um elétrico no Brasil

A discussão importa porque a dúvida sobre a bateria é, hoje, o que mais derruba o valor de revenda de elétricos usados. A maioria das marcas no Brasil oferece garantia de bateria na casa de oito anos, com limites de quilometragem e de capacidade mínima que variam de fabricante para fabricante. O que acontece depois disso é exatamente o que assusta o comprador do usado. Tecnologias que adiam a troca, como a estudada na Chalmers, atacam o problema na raiz e, se chegarem às linhas de produção, devem pesar no valor residual.

Škegro resume o lado ambiental: "Uma bateria aposentada antes da hora representa material desperdiçado e energia desperdiçada." E, para o dono, a frase que interessa: "Para um proprietário particular, isso pode significar adiar a troca da bateria."

O que olhar no seu carro, enquanto a tecnologia não chega

Mesmo sem células com bypass, há muito que o motorista pode fazer para que a bateria envelheça devagar e de forma equilibrada:

1. Leia a garantia da bateria, não só o prazo. Veja qual é a capacidade mínima garantida (o famoso "estado de saúde", ou SoH) e quem faz a medição. É isso que define se a troca sai de graça.

2. Peça o relatório de saúde da bateria nas revisões. Muitas concessionárias conseguem extrair o SoH e o desequilíbrio entre células. Guardar esse histórico ajuda na revenda e denuncia cedo um módulo problemático.

3. Evite viver nos extremos. Deixar o carro parado dias com 100% ou perto de 0% acelera o desgaste. Para o dia a dia, a maioria dos fabricantes recomenda carregar até 80%.

4. Use a recarga rápida com moderação. Ela é ótima na estrada, mas uso diário em carregador de alta potência, especialmente com a bateria quente, cobra seu preço com o tempo.

5. Ao comprar usado, exija o laudo. Um diagnóstico da bateria feito por oficina especializada em elétricos custa pouco perto do valor do pacote. Desequilíbrio grande entre células é justamente o sintoma que o estudo sueco tenta contornar, e hoje ele ainda significa conta alta.

A boa notícia é que a engenharia está trabalhando para que a célula mais lenta deixe de mandar no grupo. A má é que, por enquanto, quem cuida dela é você.