Como recarregar caminhões elétricos pesados: carregamento e troca de baterias?

Como recarregar caminhões elétricos pesados: carregamento e troca de baterias?

Carregamento versus troca de bateria:

Durante anos, o debate sobre se os caminhões elétricos pesados ​​deveriam adotar a tecnologia de carregamento ou de troca de baterias foi marcado por argumentos válidos de cada lado. Neste simpósio, porém, os especialistas chegaram a um consenso: tanto o carregamento quanto a troca de baterias possuem vantagens e desvantagens distintas. A escolha entre eles depende inteiramente de cenários práticos, requisitos específicos e cálculos de custos. As duas abordagens não são mutuamente exclusivas, mas sim complementares, cada uma adequada a diferentes contextos operacionais. A principal vantagem da troca de baterias reside na rápida reposição de energia, concluída em poucos minutos, aumentando significativamente a eficiência operacional. No entanto, também apresenta desvantagens notáveis: investimento inicial substancial, procedimentos administrativos complexos e inconsistências nos padrões de garantia das baterias. Baterias de diferentes fabricantes não podem ser trocadas na mesma estação de troca, nem uma única bateria pode ser usada em várias estações.

Portanto, se sua frota opera em rotas relativamente fixas, prioriza a eficiência operacional e possui uma certa escala, o modelo de troca de baterias representa uma escolha sólida. O modelo de carregamento, por outro lado, oferece padrões de interface unificados. Desde que atendam aos padrões nacionais, veículos de qualquer marca podem ser carregados, garantindo maior compatibilidade e menores custos de construção de estações. No entanto, as velocidades de carregamento são consideravelmente mais lentas. As configurações atuais de carregamento simultâneo com duas ou quatro portas ainda exigem aproximadamente uma hora para uma carga completa. Além disso, os veículos devem permanecer parados durante o carregamento, o que impacta a eficiência operacional da frota. Dados de mercado indicam que, entre os caminhões pesados ​​totalmente elétricos vendidos atualmente, sete em cada dez utilizam sistemas de carregamento, enquanto três empregam a troca de baterias.

Isso indica que a troca de baterias enfrenta maiores limitações, enquanto o carregamento oferece uma aplicabilidade mais ampla. A escolha específica deve ser determinada pelos requisitos operacionais reais do veículo. Carregamento rápido vs. carregamento ultrarrápido: padrões e compatibilidade com o veículo são fundamentais. Neste ponto, pode-se perguntar: e quanto ao carregamento ultrarrápido de megawatts? De fato, diversos dispositivos de carregamento ultrarrápido de megawatts já estão disponíveis no mercado. No entanto, o padrão nacional para carregamento ultrarrápido de megawatts ainda está em desenvolvimento. Atualmente, o que está sendo promovido são padrões empresariais baseados no padrão nacional. Além disso, a capacidade de um veículo suportar o carregamento ultrarrápido depende não apenas da capacidade da estação de carregamento de fornecer energia suficiente, mas, principalmente, da capacidade da bateria do veículo de suportá-lo.

Atualmente, os modelos convencionais de caminhões pesados ​​geralmente apresentam baterias com capacidade entre 300 e mais de 400 kWh. Se o objetivo é ampliar a autonomia do veículo para atingir mercados maiores, torna-se necessário instalar mais baterias e, ao mesmo tempo, permitir o carregamento rápido. Consequentemente, os fabricantes de caminhões pesados ​​presentes na conferência indicaram que estão implementando rapidamente baterias de carregamento rápido e ultrarrápido adequadas para veículos comerciais. Trajetória de Desenvolvimento e Penetração de Mercado de Caminhões Pesados ​​Elétricos: Em seus estágios iniciais, a eletrificação de caminhões pesados ​​seguiu principalmente o modelo de troca de baterias. Posteriormente, os caminhões pesados ​​elétricos passaram de cenários fechados, envolvendo transferências internas de curta distância, para cenários fixos de curto alcance. No futuro, eles estão preparados para entrar em cenários abertos, envolvendo operações de média a longa distância.

Estatísticas revelam que, embora os caminhões elétricos pesados ​​tenham atingido uma taxa média de penetração de apenas 14% em 2024, esse número saltou para mais de 22% no primeiro semestre deste ano, representando um aumento anual superior a 180%. No entanto, suas principais aplicações permanecem concentradas em setores de média e curta distância, como transporte de recursos para siderúrgicas e minas, logística de resíduos da construção civil e serviços de saneamento. No setor de logística de longa distância, os caminhões pesados ​​de novas energias representam menos de 1% do mercado, apesar de esse segmento corresponder a 50% de toda a indústria de caminhões pesados.

Consequentemente, as aplicações de médio a longo alcance representam a próxima fronteira a ser conquistada pelos caminhões elétricos pesados. Principais restrições ao desenvolvimento de caminhões elétricos pesados: Tanto os caminhões elétricos pesados ​​quanto suas estações de recarga/troca de baterias compartilham uma característica fundamental: são ferramentas de produção que priorizam a eficiência e a relação custo-benefício. Para aumentar a autonomia, os caminhões elétricos exigem mais baterias. No entanto, o aumento da capacidade da bateria não apenas eleva os custos do veículo, mas também reduz a capacidade de carga útil devido ao peso substancial das baterias, impactando assim a rentabilidade da frota. Isso exige uma configuração cuidadosa das baterias. Esse desafio destaca as deficiências atuais na infraestrutura de recarga de caminhões elétricos, incluindo número insuficiente de estações, cobertura geográfica inadequada e padrões inconsistentes.

Iniciativa da Indústria:

Avanço colaborativo do desenvolvimento industrial

Este seminário reuniu representantes de fabricantes de veículos, produtores de baterias, empresas de carregamento/troca de baterias e operadores logísticos para abordar coletivamente os desafios do setor. Deu origem à Iniciativa Colaborativa de Carregamento Ultrarrápido e Troca Rápida de Baterias para Caminhões Pesados, estabelecendo uma plataforma aberta e não exclusiva para que as partes interessadas troquem ideias e coordenem esforços. Simultaneamente, foi publicado um manifesto para acelerar o desenvolvimento industrial da infraestrutura de carregamento ultrarrápido e troca rápida de baterias para caminhões pesados ​​totalmente elétricos. O progresso industrial não teme os problemas, mas sim a ausência de soluções.

Considere a evolução dos veículos de passageiros na última década: anteriormente, a mentalidade predominante priorizava a maximização da capacidade da bateria para maior autonomia. Contudo, à medida que a infraestrutura de carregamento amadurece, a capacidade excessiva da bateria torna-se desnecessária. Acredito que os caminhões elétricos pesados ​​seguirão uma trajetória semelhante. Com a proliferação de pontos de recarga, uma configuração ideal de bateria surgirá inevitavelmente.