TEMPO DE CARGA DE UM CARRO ELÉTRICO

O tempo de recarga de um veículo elétrico depende de diversos fatores. Então, para saber o tempo exato é necessário responder algumas perguntas:
  1. Qual é o tipo de corrente utilizada no carregamento?
  2. Qual é o tipo de rede elétrica utilizada?
  3. Qual é a potência do cabo utilizado para carregamento?
  4. Qual é a potência do conversor CA/CC integrado ao carro utilizado?
  5. Qual é a capacidade da bateria?
  6. Qual é a potência do carregador? 

Se você não faz ideia de como responder algumas dessas perguntas não se preocupe, o objetivo desse texto é dar condições para estimar o tempo de recarga e responder essas questões. Então, não deixe de ler até o fim.

CORRENTE DE CARREGAMENTO

Existem dois principais tipos de corrente para carregar um veículo elétrico: a corrente contínua (CC) e a corrente alternada (CA). A energia da rede elétrica é sempre disponibilizada em corrente alternada pela concessionária, enquanto as baterias em geral conseguem apenas armazenar energia em corrente contínua. Este é o motivo que a maioria dos eletrônicos possuem um conversor, inclusive os celulares. Neste caso, a conversão da corrente alternada para carregar o celular é responsabilidade do carregador, que possui um pequeno conversor no plugue que vai na tomada. 

Com os carros elétricos não é diferente. Existe um inversor que converte a corrente alternada da rede em corrente contínua para alimentar a bateria. O inversor, ou conversor, fica localizado dentro do veículo e é comumente chamado de inversor integrado ou carregador de bordo. Atualmente, este é o método mais comum para carregar veículos elétricos e a maioria dos carregadores utilizam corrente alternada para carga.

Como dito anteriormente, a energia da rede sempre é disponibilizada em corrente alternada. A diferença entre o carregamento em corrente alternada e corrente contínua é onde a energia para carregar a bateria é convertida: dentro ou fora do carro. Diferente do carregador em CA, o carregador em CC possui um inversor próprio em seu interior. Isso significa que ele pode alimentar diretamente a bateria do veículo, sem precisar passar pelo carregador de bordo para fazer a conversão da corrente. Por conta disso, os carregadores em corrente contínua são mais rápido que os carregadores em corrente alternada.
Carregamento de carro elétrico em corrente alternada (CA) e em corrente contínua (CC)

TIPO DE REDE ELÉTRICA

O tipo de rede elétrica também influencia no tempo de carga. Dependendo da tensão disponível na rede elétrica, a potência de carga pode variar e consequentemente variar o tempo de carregamento. Para descobrir qual é a rede elétrica da residência ou estabelecimento comercial, basta verificar com o eletricista de sua confiança.

A grande maioria dos carregadores funciona em tensão 220 V, dessa forma existem três possíveis tipos de fornecimento de tensão em baixa tensão para efetuar o carregamento do veículo elétrico.
Rede Monofásica para instalação
Fonte: Elektra
Monofásico 127 V ou 220 V (F + N + T) sendo uma fase, um neutro e um terra.


O carregador normalmente funciona em 220 V, então caso o fornecimento monofásico seja em 127 V, será necessário colocar um autotransformador para elevar a tensão para 220V.


Rede Bifásica 2F + N
Fonte: Elektra

Bifásico 220 V (2F + T) sendo duas fases e um terra.


Esta é a tensão de entrada que a maioria dos carregadores funcionam.

Rede Trifásica 3F + 1N
Fonte: Elektra

Trifásico 220 V ou 380 V (3F + N + T) sendo 3 fases, um neutro e um terra.


No modo trifásico, o carregador normalmente funciona em 380 V, então caso o fornecimento trifásico seja em 220 V, será necessário colocar um autotransformador para elevar a tensão de 220 V para 380 V.

A tabela abaixo resume a potência máxima disponível para carregadores alimentados em cada tipo de rede elétrica. 

Rede Elétrica disponível /
Corrente  de Carga
 Monofásico ou Bifásico
220 V
Trifásico
220 / 380 V 
16 Amperes 3,7 kW11 kW
32 Amperes7,4 kW22 kW

Quanto maior a potência, mais energia o carregador consegue fornecer para o veículo e menor o tempo de carga.

POTÊNCIA DO CABO

A potência disponível no cabo é um fator pouco considerado, mas também importante, especialmente para carregamento em corrente alternada (CA), pois assim como a energia na rede elétrica pode ser bifásica ou trifásica, os cabos seguem o mesmo padrão. Um mesmo tipo de cabo pode ser encontrado em fases e potências diferentes e isso influencia diretamente no tempo de carregamento.

Isso acontece porque o carregamento CA sempre acaba se limitando pela menor potência, seja pelo carregador, inversor CA/CC integrado ou o cabo. Para saber a potência máxima do cabo, basta consultar o fabricante. 

Para exemplificar, os cabos com conector padrão Tipo 1 (SAE J1772) carregam em uma potência máxima até 7,4 kW, enquanto alguns cabos com conector padrão Tipo 2 (IEC 62196) conseguem carregar em potência até 22 kW. 

A tabela abaixo mostra a relação dos cabos Tipo 1 e 2 com a potência limite para carregar o veículo elétrico.
Cabo para carregar veículo elétrico
Relação conector e potência de carga para carregamento de veículo elétrico

Uma dúvida muito comum é quanto a potência disponível no cabo. Quando falam que o cabo carrega até uma determinada potência, todas as potências menores também são atendidas, ou seja, um cabo de até 22 kW consegue carregar o veículo em 3,7 kW, 7,4 kW, 11 kW e em 22 kW. Porém, lembre-se que o carregamento é sempre limitado pela menor potência, seja do inversor do carro, carregador ou cabo. 

CARREGADOR DE BORDO OU INVERSOR CA/CC INTEGRADO AO CARRO

Como falamos anteriormente, este equipamento que fica dentro do veículo e é o responsável por converter a corrente alternada da rede elétrica em corrente contínua para alimentar a bateria. É comum que as pessoas acreditem que o carregador utilizado para carga do carro elétrico seja o único fator que define a potência total de carregamento e consequentemente o tempo de recarga, mas no carregamento CA, a potência do inversor CA/CC integrado ao carro também influencia o cálculo.

Quanto maior for a potência desse conversor, maior será seu peso e seu tamanho. Esse é o principal motivo pelo qual a maioria dos carros elétricos ainda vêm com um conversor CA/CC de baixa potência. 
Tabela de tipo de instalação por carros elétricos
Conforme gráfico acima, a maioria dos carros elétricos tem um inversor integrado monofásico – de baixa potência. Portanto, mesmo que se adquira um carregador potente ligado na rede trifásica, com cabo trifásico, caso o inversor do veículo seja monofásico – até 7,4 kW, o tempo de carregamento será limitado pela menor potência, no caso o monofásico.

Para saber qual a potência do conversor integrado de um veículo elétrico, basta consultar o fabricante ou manual técnico do carro.

CAPACIDADE DA BATERIA

A capacidade de armazenamento de energia que a bateria suporta (medida em kWh) é outro fator que influencia no tempo de recarga. Assim como os celulares, quanto maior a capacidade da bateria, maior será o tempo para carregar completamente, se utilizado um mesmo cabo. 

Para obter a informação da capacidade da bateria do veículo elétrico é possível encontrar na especificação técnica/manual ou perguntar para o fabricante do veículo. Normalmente, a capacidade em geral varia de 24 a 90 kWh.

Seja qual for o tamanho da bateria, não é possível comparar veículos com capacidades de baterias diferentes. Essa questão parece simples e óbvia, mas é comum encontrar reportagens comparando veículos elétricos sem levar em conta essa diferença de tamanho.

Outro ponto importante é saber o estado de carga da bateria (cheio x vazia). Se a bateria estiver totalmente descarregada, levará maior tempo para recarregar se comparado a uma bateria na metade da carga. E para saber qual o nível atual da bateria, os carros mostram esta informação em porcentagem e em kWh no display digital do painel do veículo.

Como exemplo, para carregar um carro elétrico com capacidade de 24 kWh que está com 70% do nível, será necessário carregar apenas 7,2 kWh dos 24 kWh que a bateria possui. No caso de o mesmo carro estar com 20% da carga, seria necessário fazer uma recarga de 19,2 kWh dos 24 kWh. 

POTÊNCIA DE CARREGAMENTO

Conforme abordado nos tópicos anteriores, a potência de carregamento vai depender de diversos fatores. No caso do carregamento em corrente contínua (CC), a potência disponível no eletroposto é maior que a potência encontrada em carregadores residenciais e comerciais, fazendo com que o tempo de recarga seja menor, cerca de menos de 1 hora para completar a bateria do veículo. 

No caso do carregamento em corrente alternada (CA), fatores como potência do conversor integrado ao VE, cabo, carregador e tipo de rede elétrica podem influenciar no tempo de carga. Mas geralmente, um sistema de carregamento com potências maiores carrega o veículo em menor tempo.

Esses fatores vão definir o tempo de carregamento. 

POTÊNCIA DO CARREGADOR

Todo carregador tem uma potência máxima que será transferida da rede elétrica até o veículo. Carregadores em corrente alternada geralmente podem carregar em uma potência de 3,7 kW até 22 kW, enquanto carregadores em corrente contínua suportam uma potência de até 350 kW.

POTÊNCIA TOTAL DE CARREGAMENTO

Conforme abordado nos tópicos anteriores, a potência total de carregamento vai depender da combinação de uma série de fatores.


No caso do carregamento em corrente alternada (CA), a potência do inversor integrado e do carregador, aliado ao tipo de rede elétrica e tipo de cabo vão determinar o tempo de carga. Lembrando que o quem que possuir menor potência na combinação limitará o carregamento. No entanto, geralmente um sistema com potências maiores possibilita carregar o veículo em menor tempo.


No caso do carregamento em corrente contínua (CC), como a potência disponível no eletroposto é maior que a encontrada em carregadores residenciais e comerciais, aliada ao fato de não precisar passar pelo inversor do veículo, o tempo de recarga acaba sendo muito menor – cerca de menos de 1 hora para completar a bateria do veículo.

TEMPO DE RECARGA

Uma forma de estimar o tempo sem levar todos os fatores em consideração é utilizando apenas a potência do carregador e o tamanho da bateria. 

O cálculo é feito dividindo a capacidade da bateria pela potência de carregamento. 

Tempo de carregamento (horas) = capacidade da bateria (kWh) / potência do carregamento (kW).

Por exemplo, um carro elétrico com bateria de 24 kWh, com uma potência de carregamento de 3,7 kW, levará em torno de 7 horas para ter a bateria totalmente carregada. 

No caso do mesmo carro citado acima, mas utilizando um carregador de 11 kW, levaria menos de 3 horas para ter a bateria cheia. A imagem abaixo mostra a variação de tempo dos exemplos citados de acordo com a potência de carregamento. 
Tempo de recarga para veículos elétricos de acordo com a rede elétrica
No entanto, assim como a recarga de eletrônicos, a carga não é linear e existe uma certa variação no tempo, especialmente entre os 80% e 100%, onde a velocidade de carregamento acaba diminuindo com o intuito de otimizar o desempenho da bateria e prolongar sua vida útil.

Pronto! Agora você conhece os principais fatores que influenciam o tempo de carregamento de um veículo elétrico, sabe como calcular o valor aproximado e tem conhecimento para escolher a melhor estrutura para você ou seu estabelecimento. 

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