Porque é que o carregamento abranda depois dos 50-80%, e porque é que isso não é um defeito do carro

Quem já carregou um elétrico numa viagem longa conhece a sensação: os primeiros minutos avançam a olhos vistos, a percentagem sobe a bom ritmo, e depois, passados os 50% ou 60%, tudo parece abrandar drasticamente. Muita gente interpreta isto como um sinal de avaria, ou como uma falha do posto de carregamento. Não é nada disso. É o comportamento normal e intencional de qualquer bateria de iões de lítio, e a física por trás do fenómeno explica-se de forma bastante simples.

Uma bateria não é um depósito, é uma reação química controlada

Ao contrário de um depósito de combustível, onde encher é só uma questão de despejar líquido lá para dentro, uma bateria de iões de lítio carrega através de um processo eletroquímico: os iões de lítio movem-se do cátodo para o ânodo, alojando-se entre as camadas de grafite. No início do processo, quando a bateria está vazia, há imenso espaço livre nessas camadas, e os iões conseguem mover-se rapidamente, com pouca resistência. É por isso que a maioria dos elétricos atinge a sua potência de carga máxima logo nos primeiros minutos, tipicamente entre os 10% e os 50% de carga.

À medida que a bateria enche, esse espaço livre começa a escassear. Cada ião adicional tem cada vez mais dificuldade em encontrar lugar, o que aumenta a resistência interna da célula. Mais resistência significa mais calor gerado para a mesma quantidade de energia transferida, e é precisamente esse calor, não o carregador nem o posto público, que obriga o sistema de gestão da bateria (BMS) a reduzir a potência.

O processo tem um nome técnico: carga a corrente constante, depois a tensão constante

A generalidade dos elétricos segue um perfil de carregamento conhecido como CC/CV, ou seja, corrente constante seguida de tensão constante. Na primeira fase, a corrente elétrica (medida em amperes) mantém-se elevada e praticamente estável, o que faz a potência (em kW) manter-se alta. Mas cada célula de iões de lítio tem uma janela de tensão segura, tipicamente até cerca de 4,2 volts por célula, e à medida que a carga avança, essa tensão vai subindo. Quando se aproxima do limite seguro, o sistema de gestão da bateria muda de estratégia: passa a manter a tensão praticamente fixa e reduz progressivamente a corrente, o que faz a potência cair de forma visível. É esta segunda fase, geralmente a partir dos 50% a 80% de carga consoante o modelo, que os condutores sentem como o “abrandamento”.

Ignorar este limite tem um custo real

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Se um fabricante decidisse forçar potência máxima até aos 100%, o resultado não seria só mais calor: a tensão de cada célula poderia ultrapassar o seu limite seguro, o que aumenta o risco de um fenómeno conhecido como “lithium plating”, em que o lítio metálico se deposita na superfície do elétrodo em vez de se alojar corretamente dentro da estrutura da grafite. É um processo irreversível, que reduz de forma permanente a capacidade da bateria. Por isso, a redução de potência nos últimos 20% não é uma limitação técnica que a indústria ainda não resolveu, é uma decisão deliberada de engenharia, feita precisamente para proteger a saúde da bateria a longo prazo.

Nem todos os carregamentos abrandam da mesma forma

A diferença entre carregamento em corrente alternada (AC), o típico numa wallbox doméstica ou no local de trabalho, e em corrente contínua (DC), o típico num posto rápido de estrada, ajuda a perceber porque é que este efeito é tão mais visível numa viagem longa do que em casa. O carregamento AC já opera a potências baixas desde o início, normalmente entre 3,7 kW e 22 kW, pelo que a redução perto dos 80% é praticamente impercetível. Já o carregamento DC rápido, que pode chegar a mais de 350 kW em alguns postos, começa muito mais alto, e por isso a queda depois dos 50-80% é bem mais notória.

O que isto significa na prática

A conclusão prática, repetida de forma consistente pelos especialistas técnicos: carregar até aos 80% é quase sempre a escolha mais eficiente numa viagem, já que os últimos 20% podem demorar tanto tempo, ou mais, do que os primeiros 80% juntos. Carregar até 100% ocasionalmente, por exemplo antes de uma viagem longa, não é problemático, mas fazê-lo sistematicamente, e manter a bateria perto da carga máxima durante longos períodos, é que acelera o desgaste. Muitos fabricantes já incluem também sistemas de pré-condicionamento térmico, que aquecem ou arrefecem a bateria automaticamente antes de chegar a um carregador, para que consiga aceitar potência mais elevada assim que a ligação é feita, reduzindo o tempo total de carregamento.

Fontes: Recharged, EVcourse, Nxcar, TechStory, Olink EVSE.