CBMM, Toshiba e Volkswagen Caminhões e Ônibus iniciam nesta quarta-feira, dia 19 de junho, os primeiros testes em operação real de um protótipo conceito de ônibus elétrico movido à bateria de íons de lítio com Nióbio. É o primeiro do tipo no mundo a empregar a tecnologia na prática.
Segundo a VW, a grande vantagem desse tipo de tecnologia é permitir uma recarga ultrarrápida, em que se pode atingir a autonomia máxima do veículo com apenas 10 minutos, maior segurança, além de uma vida útil que pode ser até três vezes superior às das baterias convencionais.
A tecnologia está sendo desenvolvida há seis anos pela CBMM e a Toshiba para desenvolver a tecnologia de óxidos mistos de Titânio com adição de Nióbio para o ânodo das células das baterias de íons de lítio, tecnologia conhecida como NTO. O material substitui o grafite na composição do ânodo.
Ônibus elétrico VW com Nióbio aplicado às baterias
Em 2021, o projeto expandiu com a parceria com a Volkswagen Caminhões e Ônibus, o que permitiu a aplicação desta bateria em um ônibus elétrico através do desenvolvimento dos sistemas de gerenciamento térmico, energético e carregamento ultrarrápido.
Toda essa tecnologia entra em validação e aperfeiçoamento com a aplicação na operação real da CBMM, em que o veículo vai rodar diariamente numa rota fixa, com a recarga no pantógrafo prevista no início ou fim do trajeto. A operação fornecerá dados tanto sobre as características da bateria NTO quanto do veículo, com o objetivo de sinalizar ajustes necessários para futura comercialização.
Configurado sobre um chassi com capacidade de 18 toneladas, o protótipo de ônibus tem autonomia estimada em 60 km, com um tempo de recarga de 10 minutos em pantógrafo de 300 kW. É uma espécie de carregador fixo, que se acopla ao teto do ônibus automaticamente por sensores.
A aposta das companhias é que, no lugar de diversos carregadores instalados nas garagens das empresas de ônibus para recarga durante a noite, quando os veículos não estão em operação, seria instalado um carregador apenas em algum ponto da linha da ônibus, efetuando a recarga rápida de todos os veículos da linha conforme eles chegarem ao local do ponto de recarga.
Ônibus elétrico VW com Nióbio aplicado às baterias
O ônibus em si é equipado com quatro pacotes de baterias de lítio com ânodo contendo Nióbio, cada um deles com capacidade útil entre 15 e 30 kWh, totalizando 60 e 120 kWh de capacidade. A autonomia é de 60 km com a bateria menor, chegando a 100 km com a maior. Mesmo com a maior, a recarga ainda pode ser feita em 10 minutos, caso se use um carregador de 600 kW.
De acordo com as empresas, as baterias usadas no ônibus protótipo atual são de primeira geração, com os testes tendo início em 2021. Para elas, declara-se uma densidade energética de 120 Wh/kg, menos que a média de 160 Wh/kg de uma bateria de lítio-ferro-fosfato (LFP). Mas a aposta está mesmo em aplicações como linhas de ônibus, onde as rotas são previsíveis e a recarga rápida compensa a autonomia menor.
Ônibus elétrico VW com Nióbio aplicado às baterias
Entre as vantagens deste sistema, a estrutura do ânodo de NTO permite suportar a recarga ultrarrápida e possibilita uma operação em temperaturas mais amenas, o que aumenta a vida útil da bateria, a segurança e gera uma redução no consumo de energia pela menor demanda por arrefecimento do sistema.
Volkswagen, CBMM e Toshiba, ainda não deram um prazo para finalizar os testes em mundo real do ônibus com as novas baterias contendo Nióbio na composição do ânodo, mas as empresas afirmam que, no médio prazo, o número de veículos deve crescer de uma unidade para uma pequena frota destinada à essa validação.
Nesta fase, todos os componentes serão monitorados em tempo real para análise de seu comportamento e para assim alimentar os processos de melhoria e desenvolvimento da tecnologia. Somente após essa fase, será possível determinar os próximos passos para o lançamento do ônibus elétrico. Com relação à bateria com tecnologia NTO, a expectativa é que esteja disponível no mercado em 2025.
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