Previa: Pesquisadores da Universidade de Michigan desenvolveram uma técnica inovadora que pode dobrar a vida útil das baterias de lítio em veículos elétricos, utilizando ajustes térmicos dinâmicos. Essa abordagem promete revolucionar a eficiência e durabilidade das baterias no mercado automotivo.
A nova pesquisa, publicada na revista Joule, revela que o gerenciamento inteligente da temperatura das baterias pode prolongar significativamente sua vida útil. O estudo, realizado por especialistas da Universidade de Michigan, em colaboração com a General Motors e o Imperial College London, foca em baterias que combinam silício e grafite, materiais que apresentam vantagens e desvantagens durante os ciclos de carga e descarga.
O sistema desenvolvido é capaz de interpretar dados de carga coletados em tempo real, permitindo ajustes dinâmicos na temperatura da bateria. Isso significa que, conforme o veículo é utilizado, o sistema identifica quando o silício está mais suscetível ao desgaste e atua para minimizar esse efeito, aquecendo ou resfriando a bateria conforme necessário.
Sistema adapta temperatura conforme comportamento interno da bateria
As baterias modernas, que utilizam uma mistura de grafite e silício, têm a capacidade de armazenar mais lítio, mas o silício é mais frágil e propenso a danos. A doutoranda Zhiwen Wan, uma das responsáveis pelo estudo, enfatiza que a integração entre o material e o controle operacional é crucial para maximizar a eficiência das baterias. “Materiais avançados de bateria só entregarão seu valor total se conseguirmos gerenciá-los de forma inteligente”, afirma.
Os pesquisadores descobriram que o desempenho do silício varia de acordo com o uso do veículo, podendo oscilar entre 33% e 73% do estado de carga. Essa variação exige um gerenciamento adaptativo, algo que os sistemas atuais, que operam com parâmetros fixos, não conseguem oferecer.
A professora Anna Stefanopoulou, coautora sênior do estudo, destaca que a abordagem atual de gerenciamento de baterias é limitada. “Os sistemas de gerenciamento de baterias hoje frequentemente usam limites fixos de tensão, carga e temperatura. O nosso trabalho abre caminho para sistemas de gerenciamento com diagnóstico ativo”, explica.
Os testes realizados também mostraram que o silício pode expandir até 300% durante os ciclos de carga, o que resulta em rachaduras e perda de material ativo. Além disso, a temperatura tem um impacto significativo no envelhecimento das baterias, com aquecimento favorecendo o desempenho em uso ativo, mas acelerando perdas quando a bateria está em repouso.
O engenheiro Jason Siegel ressalta a importância do controle seletivo da temperatura, afirmando que “a chave é que a temperatura precisa ser aplicada de forma seletiva”. O sistema proposto atua de maneira a aquecer a bateria durante a atividade intensa do silício e resfriá-la quando o grafite predomina ou quando o veículo está parado, otimizando o desempenho e a durabilidade das baterias em condições de recarga lenta.
