Verão é pior que inverno para carregadores elétricos, dizem especialistas

Apenas nas primeiras semanas de 2024, a realidade da infraestrutura de recarga em algumas partes dos Estados Unidos foi como um raio; primeiro com o pesadelo do inverno no meio-oeste, que deixou vários proprietários de Tesla presos na semana passada, e novamente na cidade de Nova York, onde encontramos uma infraestrutura de recarga sobrecarregada devido ao número crescente de veículos elétricos compartilhados nas ruas.

Os problemas de carregamento foram uma confluência de vários fatores: falta de instrução dos motoristas, ar polar causando estragos e baixa confiabilidade. Os especialistas da Flo e da Revel contaram ao InsideEVs o que pode ter dado errado com os carregadores no meio-oeste do ponto de vista técnico e por que eles acham que os meses de verão são potencialmente mais preocupantes para o funcionamento adequado dos carregadores rápidos DC.

Os verões são piores do que os invernos?

A National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) declarou que 2023 foi o ano mais quente da história dos registros que remontam a 1850. E espera-se que 2024 seja ainda mais quente.

Isso significa que a infraestrutura de carregamento - entre todos os outros aspectos de nossas vidas - precisa se preparar para o que está por vir.

"Definitivamente, o calor é pior do que o frio", disse Tobias Lescht, chefe de infraestrutura da Revel, a startup de carona com sede em Nova York. Além de seus veículos Tesla e Kia azuis neon, a Revel também instalou carregadores rápidos de DC em Nova York e em outras cidades para atender seus motoristas e outros proprietários de veículos elétricos. Como resultado, a Revel está se tornando uma espécie de cruzamento entre a Uber e a Electrify America - o que lhe traz o mesmo tipo de dor de cabeça que qualquer fornecedor de carregamento rápido enfrentará.

As altas temperaturas exacerbam os desafios de gerenciar o calor gerado durante o processo de carregamento rápido. Os componentes do carregador, especialmente os eletrônicos de potência, podem gerar calor excessivo, o que pode levar à redução da velocidade de carregamento, ao aumento do desgaste e a um maior risco operacional.

Nathan Yang, diretor de produtos da Flo, uma rede que opera carregadores rápidos e mais lentos nos Estados Unidos e no Canadá, falou sobre esse problema ao explicar como a regulação da temperatura é crucial para os carregadores rápidos de DC em climas extremamente frios e quentes.

Não se sabe se algum dos carregadores Revel em Nova York ou Flo falhou durante a recente onda de inverno, mas Lescht e Yang especularam o que pode ter acontecido com outros carregadores com base em seu conhecimento de como as unidades são construídas.

Como os carregadores rápidos regulam as temperaturas

"Tentamos projetar nossa entrada e saída de ar de forma que não sejam afetadas pelo clima frio nem pela neve. Imagine se a neve bloquear a entrada de ar ou a exaustão, os carregadores rápidos de DC aquecerão e os componentes eletrônicos começarão a falhar", disse Yang.

Em geral, os carregadores rápidos são equipados com sistemas de resfriamento abrangentes (resfriamento a ar ou líquido). Esses sistemas gerenciam e dissipam o calor, mas se houver um monte de neve bloqueando os dutos de ar, eles não poderão fazer seu trabalho, especialmente os dispensadores refrigerados a ar.

"Um carregador de nível 2 não tem nenhuma peça móvel. Ele passa a eletricidade da parede para o seu carro. Um carregador de nível três é uma máquina complicada. Essas coisas custam tanto quanto um carro, têm peças móveis e muitos componentes eletrônicos de potência complexos. E as coisas dão errado de vez em quando", disse Lescht.

Ele especulou que os carregadores que quebraram no meio-oeste americano na semana passada podem ter sido resfriados a líquido. Os cabos dos Superchargers V2 da Tesla são resfriados a ar, mas os Superchargers V3 mais novos são de fato resfriados a líquido. Como os cabos lidam com uma grande quantidade de amperagem e calor, eles precisam de resfriamento líquido para ajudar a regular as temperaturas.

"Os cabos podem ter congelado o líquido lá dentro de alguma forma. Normalmente, eles usam glicol [um fluido de transferência de calor], o mesmo que é usado no radiador do seu carro [a gasolina]", disse Lescht. "Eles precisam garantir que o fluido de arrefecimento que estão colocando seja adequado para temperaturas extremas, da mesma forma que se coloca um fluido de lavador de vidros para o inverno ou para o verão."

O que aconteceu em Chicago não foi necessariamente um problema com os carregadores - pode ser um problema com o fluido que está entrando no carregador, acrescentou Lescht.

A Flo incorpora 400 sensores em seus carregadores rápidos de DC para medir a temperatura, a tensão e a pressão do sistema de resfriamento de glicol. "Se algo acontecer com o carregador, podemos voltar no tempo para descobrir a correlação do sensor e a correlação temporal para ver o que causou esse problema e evitá-lo ou melhorar nosso firmware", disse Yang.

Outra solução é instalar sopradores superdimensionados para aumentar a capacidade do fluxo de ar para melhorar o resfriamento e também para suavizar a curva de carregamento, caso seja necessário. "Não queremos deixar um usuário na mão, por isso preferimos reduzir a velocidade e ainda permitir que ele carregue adequadamente", acrescentou.

A cidade de Nova York e a empresa de energia Con Edison publicaram um relatório no ano passado, declarando que os carregadores de nível 2 da Flo na calçada tinham um tempo de atividade superior a 99%. (No entanto, as taxas de uso eram bastante baixas na época.) Os carregadores rápidos de DC da Flo têm um tempo de atividade de mais de 98%.

Para o Revel em dezembro de 2023, os carregadores tiveram um tempo de atividade médio de mais de 95% em seus locais mais utilizados no Brooklyn - o principal Superhub com 25 carregadores rápidos em Bed-Stuy e o South Williamsburg Superhub com 15 carregadores rápidos, sendo o primeiro uma estação de carregamento pública ao ar livre.

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Bateria do carro elétrico sofre mais com o calor do que com o frio

No entanto, Nova York não tem visto temperaturas frias realmente extremas há anos - embora os verões estejam certamente ficando mais quentes -, mas essas redes relativamente novas ainda estão expandindo sua área de cobertura. Portanto, há pouca dúvida de que a rede Tesla Supercharger é incontestavelmente a rede de recarga mais confiável e abrangente dos EUA, e parece improvável que isso mude tão cedo.

Dito isso, a solução desses problemas exigirá soluções abrangentes, com melhor educação dos motoristas sobre recursos como o pré-condicionamento da bateria, instalação de carregadores com melhores temperaturas de operação e estabelecimento de uma rede robusta para garantir que, mesmo que os motoristas se deparem com carregadores fora de serviço, as alternativas não estejam muito distantes.