Olá! Seja bem-vindo! Este é o terceiro blog sobre Mobilidade Elétrica e, neste artigo, iremos descrever um quarto importante componente do Carro Elétrico e que será crucial para compreender como funcionam os Carregadores de Veículos Elétricos: o Onboard Charger. Também descreveremos os dois tipos de Carregadores de Veículos Elétricos e seus princípios de funcionamento.

Mais uma vez, para quem ainda não leu os blogs anteriores, convidamos a entrar no nosso site e procurar os dois primeiros artigos desta série. Nosso objetivo é explicar a Mobilidade Elétrica e os princípios básicos de funcionamento do Carro Elétrico de forma simples e descontraída de tal maneira que nossos leitores possam assimilar os conceitos.

O Quarto Componente

            No segundo blog, explicamos que existem três componentes básicos de um Carro Elétrico que possibilitam seu funcionamento:

• Banco de Baterias
• Motor Elétrico
• Inversor de frecuencia

No entanto, existe um quarto componente cuja função não é óbvia: o Onboard Charger. Em tradução livre seria: “Carregador a bordo” ou “Carregador interno”.

Na figura abaixo, vemos este componente em destaque e instalado próximo ao Banco de Baterias de um Carro Elétrico, neste caso, um Nissan Leaf:

A explicação para a função do Onboard Charger é um pouco longa, porém simples. Imagine que você esteja dirigindo um Carro Elétrico com o Banco de Baterias totalmente carregado, ou seja, com 100% de carga de energia. Depois de rodar vários quilômetros, você vai perceber que o nível da carga vai baixando devido ao consumo de energia pelo Motor Elétrico.

Quando o Banco de Baterias atingir os 20% de nível de carga, consideramos que atingimos um limite de segurança. A partir deste momento, o usuário deve procurar recarregar o Banco de Baterias para não correr o risco de ficar parado na rua.

Numa comparação simples, seria como rodar com um carro com motor de combustão interna que atinge a reserva do tanque de combustível. Neste momento, você terá que procurar um posto de gasolina para abastecimento para não correr o risco de ter uma “pane seca”.

Mas voltando ao Carro Elétrico, como se recarrega o Banco de Baterias? Aí entra a figura do Onboard Charger. A função do Onboard Charger é converter corrente alternada, proveniente de um equipamento externo chamado Carregador, em corrente contínua a ser armazenada no Banco de Baterias. Se você não compreendeu, não tem problema. Vamos explicar novamente de forma bem didática:

• Corrente Contínua: também utilizamos os termos CC (“Corrente Contínua”) ou DC (“Direct Current”). Neste tipo de corrente, o fluxo de elétrons, dentro de um circuito elétrico, ocorre em apenas uma direção, do pólo positivo para o pólo negativo. Exemplos: pilhas, fontes adaptadoras para notebook, painel solar, baterias de chumbo e Banco de Baterias de Carros Elétricos
• Corrente Alternada: também utilizamos os termos AC (“Corrente Alternada”) ou AC (“Alternating Current”). Diferentemente da corrente contínua, na corrente alternada, os elétrons se deslocam em duas direções alternadamente. Desse modo, a carga é ora positiva, ora negativa. Essa variação é chamada de ciclo e ocorre entre 50 e 60 vezes por segundo em um circuito elétrico comum. Exemplos: a rede elétrica das concessionárias (Enel, CPFL, Copel, Cemig, etc.) é composta de cabos e postes que transportam a energia elétrica na forma AC. E é esta mesma energia que chega nas tomadas das residências, lojas e escritórios. Outro exemplo são os geradores elétricos, que a partir de um motor a diesel, geram energia elétrica na forma AC.
• Do exposto, vimos que o Banco de Baterias armazena energia elétrica na forma DC e a energia disponível na rede elétrica da Concessionária é na forma AC. Portanto, é necessário converter a corrente alternada AC da rede elétrica para DC para poder recarregar o Banco de Baterias.
• O Onboard Charger faz esta função de conversão de AC para DC e recarregar o Banco de Baterias, conforme a figura abaixo.

• No entanto, pela figura, percebemos que a energia AC não é proveniente diretamente da rede elétrica de uma Concessionária e, sim, de um equipamento chamado de Carregador AC. A seguir, vamos entender o que é um Carregador AC.

Carregador AC

Chamamos de “Carregador AC” ao equipamento que transfere a corrente alternada da rede elétrica para o Onboard Charger do Carro Elétrico. Por sua vez, o Onboard Charger converte a corrente alternada em corrente contínua e recarrega o Banco de Baterias.

Além disto, o Carregador AC possui circuitos internos de segurança que possibilitam trocar informações com o Carro Elétrico e somente liberar a corrente alternada assim que o cabo estiver firmemente conectado. Uma vez iniciado o carregamento, o Carregador monitora flutuações a tensão da rede elétrica e fuga de corrente à Terra podendo desarmar o Carregador por questões de segurança. Por último, o Carregador possui placas de comunicação Ethernet, WiFi ou Celular que possibilitam a troca de informações com aplicativos de gerenciamento de Carregadores.

São equipamentos relativamente simples e com dimensões relativamente pequenas. As potências típicas são de 7,4kW, 11kW e 22kW. Podem ser instalados em residências, lojas, estacionamentos, escritórios, rodovias, etc.  Se por um lado, são mais simples e fáceis de instalar, são lentos para recarregar o Banco de Baterias. Para carregamento rápido, utilizamos os Carregadores DC.

Carregador DC

Chamamos de “Carregador DC” ao equipamento que faz a recarga fornecendo corrente contínua diretamente ao Banco de Baterias do Carro Elétrico, conforme a figura abaixo:

Desta vez, o On Board Charger não é utilizado! O Carregador DC alimenta diretamente o Banco de Baterias. Desta forma, a função de converter de corrente alternada para corrente contínua é realizada pelo Carregador DC. Isto implica em maior complexidade neste tipo de carregador e maior volume para acomodar internamente mais placas eletrônicas.

As potências típicas de Carregadores DC são de 25kW, 50kW, 75kW, 100kW, 150kW, 200kW, 250kW e 300kW. Este tipo de carregamento também é também conhecido como “carregamento rápido” porque disponibiliza maiores potências para recarregar o Banco de Baterias, diminuindo o tempo de carregamento. No entanto, o Carregador DC é mais caro, com certeza, devido a sua maior complexidade.

NÃO PERCAM!

Finalizando este terceiro blog desta série, vimos que o Onboard Charger e os tipos de Carregadores: AC e DC. No próximo blog, iremos detalhar mais estes dois tipos de carregadores e como se calcula o tempo de carregamento de um Carro Elétrico.

Até breve!