Por Finn Peacock – Engenheiro Eletricista Certificado, ex-CSIRO, proprietário de veículo elétrico, fundador da SolarQuotes.com.au
Se você está pensando em comprar um veículo elétrico, aguardando a entrega ou dirigindo um, saber como (e como) eles são carregados é uma parte importante da experiência de propriedade.
Neste guia, abordarei potência (kW) e energia (kWh). Saber a diferença é importante! As pessoas confundem esses conceitos o tempo todo – até mesmo eletricistas que deveriam saber mais sobre isso.
Um carro a gasolina típico percorre 10 quilômetros com 1 litro de combustível. Um carro elétrico típico percorre cerca de 6 quilômetros com 1 kWh de eletricidade.
Para um carro a gasolina, você precisa de 10 litros de combustível para percorrer 100 km. Considerando um custo bastante conservador de US$ 1,40 por litro de combustível, 10 x US$ 1,40 = US$ 14 para 100 quilômetros.
Observação: A gasolina está custando mais de US$ 2 por litro no momento em que este texto foi escrito – mas vou manter o valor de US$ 1,40 para mostrar que os veículos elétricos são muito mais baratos, mesmo que o ditador russo não tenha exagerado nos preços dos combustíveis.
Em um veículo elétrico, são necessários cerca de 16 kWh de eletricidade para percorrer 100 quilômetros. Se a sua distribuidora de energia cobra 21 centavos por kWh, o custo é de 16 x US$ 0,21 = US$ 3,36.
Os veículos elétricos são mais econômicos se você considerar o carregamento por energia solar ou o carregamento em horários de menor consumo, com base em tarifas de acordo com o tempo de uso (ToU). Vamos fazer alguns cálculos para ilustrar:
Se sua conta de luz for de 21 centavos e a tarifa de injeção de energia solar for de 8 centavos, o custo líquido para carregar o carro com energia solar será de 8 centavos. Isso representa uma economia de 13 centavos por kWh em comparação com o carregamento de um carro elétrico na rede elétrica.
As tarifas por horário de consumo cobram valores diferentes pela eletricidade com base no horário do dia em que você a recebe da rede.
Compare os diferentes preços de eletricidade da Aurora Energy Tasmania em diferentes horários do dia:
Se você configurar seu carregador de veículo elétrico para funcionar apenas neste programa de tarifa horária da Aurora, das 10h às 16h, 100 km de autonomia custarão 16 x $0,15 = $2,40.
O futuro do sistema elétrico australiano passa por tarifas de acordo com o horário de consumo, sendo a eletricidade mais barata durante o dia (devido à grande quantidade de energia solar) e à noite (geralmente com bastante vento e pouca demanda).
Na Austrália do Sul, você paga apenas 7,5 centavos por quilowatt-hora por dia durante uma tarifa horária que oferece um "crédito de energia solar".
Algumas empresas de energia também oferecem tarifas especiais para veículos elétricos, nas quais você pode pagar uma taxa por kWh mais baixa para carregar seu veículo em determinados horários, ou uma tarifa diária fixa para carregamento ilimitado.
Uma última coisa: cuidado com as "tarifas de demanda". Esses planos de energia cobram uma conta de luz total menor, mas podem te causar grandes problemas se o seu consumo de eletricidade ultrapassar um determinado limite. Carregar seu veículo elétrico com um carregador trifásico de 22 kW pode significar pagar até 10 vezes mais do que sua conta de luz padrão!
Um carregador básico para veículos elétricos é um dispositivo muito simples. Sua função é simplesmente "perguntar" ao carro se ele pode aceitar alguma carga e, em caso afirmativo, fornecer energia ao veículo com segurança até que receba o comando para parar.
Um carregador de veículos elétricos não consegue carregar o carro mais rápido do que o carro solicita (o que é perigoso), mas, com um pouco de inteligência, ele pode decidir diminuir a velocidade de carregamento ou ajustar a velocidade com base em outras condições – por exemplo:
Os carregadores domésticos para veículos elétricos também são de corrente alternada (CA). Isso significa que eles não fazem nada de muito especial. Eles apenas regulam a potência (em quilowatts) de 230V CA que entra no carro.
Na verdade, a caixa eletrônica que você pode comprar para carregar seu carro não é tecnicamente um carregador. Isso porque tudo o que ela faz é fornecer energia CA regulada. Tecnicamente, o carregador de fato está dentro do carro, convertendo CA em CC e cuidando de todas as outras tarefas de carregamento.
Este carregador de bordo para veículos elétricos tem um limite de potência rígido na sua conversão CA-CC. 11 quilowatts é o limite para muitos veículos elétricos, como o Tesla Model 3 e o Mini Cooper SE.
Confissão de nerd: tecnicamente, eu deveria chamar o dispositivo que você conecta ao seu carro de EVSE (Equipamento de Fornecimento de Veículo Elétrico). Mas isso confundiria a maioria das pessoas leigas, então, correndo o risco de receber um e-mail furioso de um engenheiro aposentado, chamo esses dispositivos de "carregadores".
Carregadores públicos de alta velocidade dedicados a veículos elétricos são carregadores que fornecem energia CC diretamente para a bateria. Eles não são limitados pelo carregador do carro, pois não o utilizam.
Se o seu carro suportar, esses carregadores portáteis podem carregar com até 350 kW de corrente contínua. Observe que eles reduzem consideravelmente a velocidade quando a bateria atinge cerca de 70%. Mesmo assim, podem adicionar 350 quilômetros de autonomia em apenas 10 minutos.
A indústria adotou termos para descrever o carregamento lento, médio e rápido. De forma um tanto tediosa, eles são chamados de carregamento de Nível 1, Nível 2 e Nível 3.
Um carregador de nível 1 é simplesmente um cabo e uma fonte de alimentação que se conecta a uma tomada padrão. Eles carregam a uma potência de 1,8 a 2,4 kW a partir de uma tomada doméstica padrão.
Dica: Se a montadora do seu carro não fornecer um conector móvel, compre um e guarde-o no porta-malas — ele pode te salvar de muita dor de cabeça, mesmo que você nunca o use em casa.
Para ilustrar o que significa uma taxa de carregamento de Nível 1 de 1,8 kW – ela adicionará 1,8 kWh por hora à bateria do seu carro.
1 kWh de potência em uma bateria de veículo elétrico equivale a cerca de 6 km de autonomia. Portanto, um carregador de nível 1 pode fornecer uma autonomia de cerca de 10 quilômetros por hora. Se você carregar o carro durante a noite (cerca de 8 horas), adicionará cerca de 80 quilômetros de autonomia.
Mas o nível 1 pode carregar a uma velocidade maior. Dependendo do fabricante, seu dispositivo pode ter plugues intercambiáveis.
Todos os carregadores portáteis para veículos elétricos vêm com plugues padrão de 10A, iguais aos de outros aparelhos da sua casa, mas alguns também vêm com plugues intercambiáveis de 15A. Este último possui um pino de aterramento mais largo e requer uma tomada especial que suporte fios mais grossos de 15A. Se você tem um trailer, provavelmente já está familiarizado com eles.
Alguns carregadores móveis possuem uma "saída" de 15A. Essas são as saídas de 10A e 15A que acompanham o carregador móvel da Tesla na Austrália.
Se o seu carregador portátil tiver uma amperagem de 15A e você quiser carregá-lo em casa, precisará de uma tomada de 15A no seu estacionamento. O custo dessa instalação é de aproximadamente US$ 500.
Curiosidade para nerds: Se a voltagem da rede elétrica local for alta (deveria ser 230V, mas geralmente é acima de 240V), você terá mais energia porque potência = corrente x voltagem.
Curiosidade nerd extra: dependendo do fabricante, os carregadores móveis geralmente são limitados a 80% da sua corrente nominal. Portanto, um carregador de 10A pode funcionar apenas a 8A, e um dispositivo de 15A pode funcionar apenas a 12A. Combinado com as flutuações na tensão da rede elétrica, isso significava que eu não conseguia fornecer uma velocidade de carregamento precisa para veículos elétricos usando o conector móvel.
Curiosidade para fãs da Tesla: os carregadores móveis da Tesla importados após novembro de 2021 podem carregar a 10A ou 15A, dependendo do cabo utilizado.
Dica: Se você tem um Tesla recente e a sorte de ter uma tomada trifásica na garagem, pode comprar um adaptador de terceiros que carrega a 4,8 a 7 kW (20 a 32 A) usando um conector móvel.
✓ ✓ Velocidade de carregamento: Autonomia aproximada de 40 km/h (monofásico) ou até 130 km/h (trifásico)
O carregamento de nível 2 requer um carregador de parede dedicado com sua própria fiação dedicada conectada à régua de energia.
Carregadores de nível 2 custam de US$ 900 a US$ 2.500 pelo hardware e de US$ 500 a mais de US$ 1.000 pela instalação. Esses preços também pressupõem que sua régua de tomadas e a rede elétrica suportem a carga extra. Caso contrário, a atualização da sua rede elétrica pode custar milhares de dólares.
Um carregador monofásico de Nível 2 de 7 kW pode adicionar cerca de 40 quilômetros por hora de autonomia. Se o seu carro for compatível, um carregador trifásico de 22 kW para veículos elétricos adicionará cerca de 130 quilômetros por hora de autonomia.
Curiosidade: Embora os carregadores trifásicos de nível 2 possam fornecer até 22 kW, muitos carros não conseguem converter energia CA tão rapidamente. Verifique as especificações do seu carro para saber a taxa máxima de carregamento CA.
Este carregador é totalmente CC e tem uma potência de saída de 50 kW a 350 kW. A instalação custa mais de 100 mil dólares e requer uma fonte de energia enorme, por isso é improvável que você tenha um instalado em sua casa.
A rede Supercharger da Tesla é o exemplo mais famoso de um carregador de Nível 3. O Supercharger "V2", o mais comum, tem uma potência máxima de 120 kW e uma autonomia de 180 quilômetros em 15 minutos.
A rede de estações Supercharger da Tesla confere-lhe uma vantagem competitiva sobre outros fabricantes de veículos elétricos devido à sua localização em rotas de viagem populares, à fiabilidade/tempo de atividade e ao grande volume em comparação com outros carregadores de Nível 3.
No entanto, à medida que os veículos elétricos se tornam mais comuns, espera-se que outras redes concorrentes surjam em todo o país e melhorem sua confiabilidade.
Curiosidade para os fãs da Tesla: os Superchargers "V2" vermelhos e brancos da Austrália são de carregamento rápido em corrente contínua (DC), geralmente carregando a 40-100 kW, dependendo da quantidade de outros carros que os estão usando ao mesmo tempo. Alguns Superchargers "V3" atualizados na Austrália podem carregar a até 250 kW.
Dica: Cuidado com os carregadores CA lentos em viagens rodoviárias. Alguns carregadores de beira de estrada são do tipo CA, mais lentos, e podem carregar apenas de 3 a 22 kW. Eles podem dar uma carga rápida quando você estaciona, mas não são rápidos o suficiente para carregar o carro com praticidade durante a viagem.
Todos os veículos elétricos vendidos na Austrália a partir de 1 de janeiro de 2020 estão equipados com uma tomada de carregamento CA chamada 'Tipo 2' (ou, às vezes, 'Mennekes').
Data da publicação: 02/08/2022
