Porque ao efetuar uma recarga, consumo mais energia do que a capacidade da bateria do meu veículo?

Ao adicionar energia à bateria de um veículo elétrico (VE), mais energia é consumida do que efetivamente entra na bateria. Isso varia consideravelmente dependendo da potência elétrica e das condições ambientais.

A quantidade de energia que você adiciona à bateria do seu VE não é igual à quantidade de energia disponível para movimentar o veículo pela estrada. Em geral, o seu VE pode consumir de 12 a 15% a mais de energia do que a quantidade adicionada à bateria. Esse número pode ser menor ou maior dependendo das condições de carregamento.

Existem várias razões para isso:

Parte da energia é convertida em calor, parte é necessária para manter a bateria na temperatura adequada durante o carregamento e parte é perdida no que é conhecido como "perdas de transmissão".
É fácil pensar que recarregar um elétrico é como encher o tanque de um carro com gasolina. Se são necessários 13,0 galões de combustível para encher um tanque vazio de 13,0 galões, por que uma bateria vazia com capacidade de 60,0 quilowatt-hora requereria 60,0 kWh para alcançar uma carga completa?

Isso ocorre porque a bateria é mais complexa do que um simples recipiente. Uma estimativa aproximada é que o seu VE pode consumir até 12 a 15% a mais de energia do que a quantidade adicionada à bateria. Parte da energia é perdida nas "perdas de transmissão", parte é convertida em calor e parte é usada para manter a bateria na temperatura adequada durante o carregamento.

Usando o Tesla Model Y de 2021 como exemplo, os próprios dados da Tesla mostram que foram necessários 87,868 kWh para adicionar 77,702 kWh à bateria da versão de longa autonomia. Isso representa um excedente de 13%. Para a versão Performance do Model Y, adicionar 81,052 kWh à bateria exigiu 92,213 kWh, ou seja, 14% a mais.

Vale ressaltar que essas sessões utilizaram equipamentos de carregamento em corrente alternada de 240 volts, mas levaram as baterias de 0 a 100% de carga, o que é mais desafiador para uma bateria do que o uso típico. Especialmente à medida que a bateria atinge sua capacidade máxima, o calor pode aumentar, reduzindo a eficiência da carga. Por outro lado, os testes foram realizados em uma câmara com controle de temperatura, que, como veremos, é mais eficiente do que uma tarde de 115 graus em um estacionamento em Phoenix, ou uma noite de inverno congelante em Michigan.

Como minimizar as perdas de carregamento?

Uma maneira é utilizar equipamentos de carregamento de tensão mais alta. Nosso Tesla Model 3 Long Range Dual Motor de longo prazo tem uma eficiência média de 95% ao usar um conector de parede Tesla de 240 volts.

Para onde vai a energia extra?

Se você está carregando em 120 ou 240 volts, o carro precisa converter a corrente alternada (CA) fornecida pela rede em corrente contínua (CC) que pode ser usada para carregar a bateria. Essa conversão produz calor, por isso os componentes eletrônicos de potência em um VE geralmente são refrigerados a líquido. Nossa experiência mostra que a corrente residencial de 120 volts é inerentemente mais "perdida" ao carregar VEs.

As temperaturas extremas também afetam a eficiência de carregamento. A maioria dos veículos de grande volume no mercado atualmente, exceto o Nissan Leaf, possui pacotes de baterias com controle térmico. Isso significa que eles tentam ativamente manter a temperatura da bateria dentro de uma faixa definida. 

Se estiver frio lá fora, alguns veículos utilizam corrente da rede ou da bateria para aquecer o pacote de baterias, para que ele possa aceitar carga mais rapidamente. Mesmo assim, é necessário mais energia para recarregar em clima frio do que em climas mais amenos. No outro extremo, a maioria dos VEs possui um circuito de resfriamento para manter a temperatura da bateria baixa durante o carregamento em clima quente. Alguns utilizam ventiladores para circular ar, mas a maioria bombeia um líquido refrigerante pelo pacote de baterias.

Em ambos os casos, os motoristas podem ouvir o ruído dos ventiladores ou bombas no interior do veículo enquanto ele está carregando. Também há perdas ligeiras, devido ao carro permanecer "ligado" e monitorar o próprio processo de carregamento enquanto está conectado.

A boa notícia é que a energia adicional não custa muito. Se você usa 15% a mais de energia além de adicionar 60 quilowatt-hora à sua bateria, isso representa 9 kWh.