TEMPO DE CARGA DE UM CARRO ELÉTRICO

Carro Elétrico Carregando

Nesse artigo saiba quais fatores influenciam diretamente no tempo de carga de um Veículo Elétrico para estimá-lo.


Aprenda mais sobre o carregamento de um carro elétrico e sane as principais dúvidas sobre o tema.

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   

Índice: Tudo sobre o Tempo de Carga de um Carro Elétrico



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.
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​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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