Tecnologia

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A tecnologia principal presente numa scooter eléctrica incluí os seguintes componentes:

  • Baterias
  • Battery Managment System (BMS)
  • Motor Eléctrico
  • Controlador do Motor
  • Carregador de Baterias

Baterias

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As baterias das scooters eléctricas são o “depósito” onde a energia será armazenada. Assim, são elas as responsáveis pelo armazenamento da electricidade que vai permitir a movimentação da scooter. Poderão ser de Lítio-Ferro-Fosfato ou Níquel-Hidreto Metálico.

As baterias de lítio antigas, tinham o defeito de utilizar células de ião-Li que comprometia a sua segurança e, em especial, ocorrendo o risco de incêndio. Este problema foi eliminado, devido à constituição das novas baterias de lítio especialmente concebidas para veículos eléctricos que usam materiais não inflamáveis como é o caso dos cátodos de LiFePO4 (lítio – fosfato de ferro).

De referir um aspecto extremamente importante: uma scooter com baterias de lítio  exige sempre um sistema de controle dos parâmetros das mesmas tal como irá ser referido posteriormente e designado por BMS –Battery Management System (hardware e software), que irá assegurar o correcto funcionamento das células individualmente e da bateria no seu conjunto. O maior ou menor grau de sofisticação do BMS depende das competências de quem projecta a bateria. 

Existem ainda as baterias de ião níquel-hidreto metálico. A grande diferença para as de lítio está no seu preço mais baixo, menor capacidade de armazenamento de energia (densidade energética mais baixa) e a dispensa de um BMS. Estas células, por terem uma química diferente em que a energia em excesso é libertada sob forma de calor (as de lítio se não tiverem um BMS aumentam de volume e deterioram-se com o tempo), não requerem a existência de um BMS. No entanto, requerem um controlo maior durante a carga e a descarga. Neste caso, nunca será possível maximizar a capacidade de descarga tendo que haver um intervalo de segurança.

Não existe portanto, um único tipo de células e a escolha da melhor tecnologia terá que resultar de uma análise criteriosa dos resultados que se pretendem obter, do tipo de utilização e do custo.

BMS – Battery Managment System

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O que é?

BMS, não passa de um sistema necessário para garantir a vida útil das baterias de lítio.  É um sistema que acompanha cada célula da scooter, mantendo um controlo sobre os principais parâmetros operacionais durante o carregamento e descarregamento das mesmas, tais como, voltagem e corrente. Resumindo, é um circuito que controla e protege a bateria da scooter quer quando está ligada ao carregador: desligando este quando já não é necessário; ou simplesmente cortando a potência do motor evitando que a bateria seja descarregada para além dos limites permitidos pelo fabricante. Em termos técnicos, é muito mais do que isto, sendo o único meio que garante a vida útil das baterias de lítio e sem o qual jamais será possível ter garantias de longevidade para a bateria da sua motaDe salientar ainda que o BMS permitirá retirar o máximo rendimento possível de um conjunto de células que constituem a bateria da mota.

Quais são as vantagens do BMS?

No caso das motas eléctricas com baterias de lítio, um BMS, conseguirá sempre retirar o máximo rendimento e ainda uma autonomia superior. Para além disso, a carga será mais rápida e eficiente. Isto deve-se ao facto das voltagens de todas as células estarem muito próximas, conseguindo uma carga mais rápida e sem desperdício de energia para efectuar o balanceamento entre elas.

Outra vantagem, extremamente importante, é que o BMS está sempre activo, mesmo durante a descarga normal da bateria, fazendo com que a corrente debitada pelo conjunto de células seja limitado, quando a capacidade do “depósito” está próxima do fim.

Porquê a necessidade de ter um BMS?

Os veículos eléctricos com baterias de lítio podem andar sem qualquer controlo das células, mas nunca será possível garantir que os ciclos de vida das mesmas  sigam as especificações do fabricante. Como é então possível garantir que num conjunto de várias células de lítio nenhuma passe a voltagem máxima quando está em carga ou a voltagem mínima em descarga especificadas pelo fabricante? A solução tem nome e chama-se BMS.

Para melhor compreensão:

O conjunto de células de lítio que constituí a bateria da mota eléctrica é constituído por dezenas de células. Tal como qualquer outro processo de fabrico, existem diferenças na capacidade devido ao seu natural processo de fabrico. Por exemplo, se as baterias forem de 30Ah, nunca têm efectivamente esta capacidade. Derivado ao processo de fabrico, algumas terão 30.01AH e outras têm 29.99AH (diferenças até 0,1% serão sempre desprezáveis por parte do fabricante aquando do controlo de qualidade).

O que sucede então na sua utilização?

Durante a descarga

Vectrix Descarga

No conjunto das várias células, existirá uma que vai descarregar primeiro (por ter menos capacidade) que as demais. Assim quando uma delas estiver já descarregada, o veículo ainda funciona porque as outras ainda estão com carga. Ora o condutor do veículo não sabe que existe uma já descarregada por isso vai continuar a andar com o veículo. Essa bateria em particular vai ser descarregada para valores muito abaixo do recomendado pelo fabricante, e danifica-se. Depois de várias descargas nestas condições esta bateria deixará de armazenar energia. O tempo de vida útil do pack das 20 baterias vai ser comprometido, pois vai haver uma delas que se vai danificar primeiro. A scooter começará então a reduzir a sua autonomia. O BMS irá evitar este tipo de danos, uma vez que não permitirá que essa célula trabalhe em parâmetros fora das especificações do fabricante!

Durante a carga

Vectrix Carga

Do mesmo modo, durante a carga, existe uma ou outra bateria que carrega mais rapidamente que as outras (por ter menos capacidade) e assim quando essa já estiver carregada as outras ainda não estão. O carregador vai continuar a carregar e danificar a bateria que já está carregada por elevar a voltagem desta além das especificações do fabricante. Assim vai comprometer o tempo de vida útl do seu pack de 20 céulas. O BMS evitará que essa célula continue a carregar para além das especificações do fabricante, enquanto as restantes células ainda irão continuar a carregar até terminar!

Controlador do Motor

controlador

controlador do motor é o componente que vai definir a quantidade de energia que irá para o motor. Assim, o controlador debitará uma determinada potência que será transmitida ao motor e fará este trabalhar. O controlador está directamente ligado ao acelerador definindo assim se passará uma menor ou maior quantidade de energia das baterias para o motor. Este é o componente responsável pela mediação do controlo energético que faz o motor girar.

Motor Eléctrico

Motor

Um motor elétrico é destinado a transformar energia eléctrica em mecânica. Tem a grande vantagem de usar energia eléctrica, a qual apresenta um baixo custo, facilidade de transporte, limpeza e simplicidade de laboração – com uma construção simples, custo reduzido e grande versatilidade de adaptação às cargas dos mais diversos tipos, garantirá sempre um máximo rendimento com o menor custo energético possível devido à sua elevada eficiência.

Carregador de Baterias

carregador

Tal como o seu carregador de telemóvel ou computador portátil, também as baterias de uma scooter eléctrica necessitam de um carregador que poderá ser ligado a qualquer tomada eléctrica convencional. A grande diferença será o tamanho que este carregador apresenta quando comparado com um carregador de menor potência. Os carregadores de scooters eléctricas trabalham a voltagens elevadas e amperagens também elevadas.

 

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