As baterias dos carros elétricos são seguras?

Todos os dispositivos capazes de armazenar energia são suscetíveis de a libertar de forma violenta… e as baterias dos carros elétricos não são exceção. O Circula Seguro explica os vários testes a que as baterias são submetidas para que a segurança seja uma palavra de ordem por detrás de cada uma delas.
Para garantir requisitos de segurança mínima, existe uma norma de homologação, o regulamento 100 CEPE/ONU que anuncia uma série de testes que devem ser completados com distinção por qualquer bateria de alta tensão de um carro elétrico. Tratam-se de requisitos mínimos que, obviamente têm de ser superados por toda qualquer bateria de todos os carros elétricos homologados na atualidade, mas que não servem para percebermos que tipo de problemas enfrentam as baterias, que medidas de segurança podemos utilizar e quais as piores consequências expetáveis.
Mas não são apenas as baterias que fazem testes, os próprios carros também os fazem e tudo isso, em conjunto, é mais do que suficiente para perceber que as baterias são muito resistentes.

Que testes são feitos às baterias?

1 – Vibração

As baterias são submetidas a vibrações de distintas frequências, entre 7 e 50 Hz, e intensidade, desde “coisas” suaves até 1g, durante mais de três horas e na vertical face à colocação da bateria no veículo. Este teste simula o bater durante a marcha normal e o seu objetivo é provar que os componentes internos não se mexem o suficiente para colidir umas com as outras provocando a sua quebra. Este teste não é destrutivo, por isso a bateria deve sair do teste em pleno funcionamento.

2 – Ciclo térmico

A bateria é aquecida e arrefecida ao longo de vários ciclos. Primeiro coloca-se a bateria nua câmara de 60 graus. Então, permanece a esta temperatura durante 6 horas. De seguida reduz-se a temperatura da câmara para -40º em menos de 30 minutos e esperam-se mais seis horas. Esta operação de aquecimento/arrefecimento repete-se até completar um total de cinco ciclos. Depois deixa-se a bateria à temperatura ambiente durante de 24 horas. Depois de todo este processo, a bateria deve funcionar normalmente.

3 – Curto circuito externo

Consiste em colocar em curto circuito os terminais exteriores da bateria. Ao juntar o positivo com o negativo, vamos provocar na bateria a entrega de um intensidade quase infinita. Este teste serve para provar as proteções internas da bateria: fusível e relé ou os contadores eletromagnéticos deverão intervir, cortando a corrente ou limitando-a a um valor seguro, antes que a bateria sofra danos. Este teste pode inutilizar a bateria, mas não pode provocar fugas, fogo ou uma explosão.

4 – Choque mecânico

Simula a desaceleração que a bateria sofre como consequência de uma colisão e coloca à prova tanto a construção da bateria como os seus sistema de ligação ao veículo. A bateria é testada tanto em direção longitudinal como transversal, alcançando-se uma desaceleração mínima de 15G e máxima de 28G durante um período de tempo de 120 milisegundos. Mais um teste que não pode ser destrutivo, até porque a norma obriga a que a bateria continua a funcionar.

5 – Integridade mecânica

A bateria comprime-se utilizando uma placa com um formato especial para simular o que ocorrerá em caso de embate com deformação da carroçaria, quando esta começa a comprimir a bateria.
A força aplicada é de 10 toneladas e o tempo de aplicação deve ser inferior a 10 segundos. Este teste é destrutivo, a bateria fica deformada, mas não deverão produzir-se incidentes como faíscas, fugas do eletrólito, fogo ou explosões.

6 – Resistência ao fogo

É o teste mais espetacular. Numa bandeja do tamanho da bateria coloca-se combustível e ateia-se fogo. Depois, numa primeira fase de 60 segundos, aproxima-se a bateria a 3 m do fogo. Depois coloca-se a bateria em cima do fogo durante 70 segundos. Depois desse período de tempo, retira-se a bandeja em chama, mas não se pode tocar na bateria. Se estiver algo a arder, como as ligações plásticas, deve-se deixar a arder. Obviamente que se trata de um teste destrutivo.
A bateria pode-se incendiar, mas não deve explodir.

7 – Sobrecarga e descarga

A bateria é carregada e descarregada em condições um pouco diferentes das preconizadas pelo fabricante que poderiam danificá-la e incendiá-la. O que deve acontecer neste teste é que o sistema de gestão da bateria ou BMS a proteja. Não deverá ser destrutivo.

8 – Sobreaquecimento

A bateria nunca deve funcionar a uma temperatura superior à especificada pelo fabricante como temperatura máxima de trabalho. Aquece-se a bateria até essa temperatura e comprova-se que as proteções internas atuam para abrir os interruptores internos da mesma, cortando o fluxo de corrente.

Avizinham-se novas formas de “torturar” as baterias

Nas Nações Unidas, dentro de cada área de homologação, existem grupos de trabalho informais que analisam continuamente formas de melhorar e ampliar o repertório de testes.
A ideia é realizar o teste da penetração que consistem em cravar um dispositivo pontiagudo que trespasse várias células, a imersão em água salgada ou o teste da propagação, que analisa o que acontece com as células próximas percebendo se alguma célula danificada sobreaquece ao ponto de se incendiar.

Fonte: Automotive News Europe