Sistemas de 800V, sim ou não?

[civic]

atualmente uma plataforma 800V só serve para "torrar" baterias

Se vires o video que coloquei vais reparar que isso não faz qualquer sentido.
Do ponto de vista das células, estas são as mesmas quer a 400V quer a 800V. Se tiveres de tirar (ou meter) 200kW de uma bateria de 50kWh vais estar a tirar (ou meter) 4C na bateria e a cada célula individualmente vai chegar o mesmíssimo "stress".
A diferença são barramentos, inversores, motores, que trocam a conveniência de menos corrente agregada por maior desafio de isolamento.
Mas depois de dividir a corrente pelas séries e paralelos, uma célula sofre exatamente o mesmo (logo gera o mesmo calor no que toca a "torrar") em qualquer das arquiteturas.

Não faz sentido? ora vê lá as potências de carga que tens para um sistema de 400V e para 800V depois vem cá dizer que é o mesmo para aas celulas, eu sei perfeitamente, e por isso disse o que disse , que as celulas são iguais, a carga em cada uma delas é que é muito maior num sistema de 800V, num sistema de 800V já consegues carregar a 1000kW, achas que é o mesmo para um sistema de 400V que nem aos 500kW chega na melhor das situações?
Os sistemas de 800V servem para teres cargas mais rapidas, mais facilmente consegues extrair potência do posto, e com isso crias muito mais stress numa bateria, enquanto não tiveres celulas que aguentem com temperaturas mais elevadas os 800V só servem para torrar baterias...

[Nonnus]

Vou dar os meus 500.

Sistema de 400V apareceu com baterias de 24kWh com QC de 50kW (rácio de 2.08C). Hoje temos baterias de 100kWh que carregam a 300kW (rácio de 3C). Nem 1C há de diferença e já passaram 16 anos de evolução

Posso estar a ver mal a coisa, mas 100kWh são 4.16x mais que 24kWh e 300kW são mais 6x que 50kW. Hoje as químicas são diferentes, os sistemas de arrefecimento são mais eficientes.

Onde é que esta o stress dos sistemas de 800V? Seria stress para as baterias se tivesses um Dacia Spring a carregar a 300kW.

Perguntei a IA o impacto termico de 3C (e se a IA diz é porque é verdade ) .

O impacto térmico de uma taxa de 3C é muito severo e representa um dos maiores desafios na engenharia de veículos elétricos.

Quando carrega uma bateria de 100 kWh a 300 kW, a corrente elétrica que atravessa as células é extremamente elevada, gerando calor intenso devido à resistência interna (Efeito Joule).

Os Riscos do Calor a 3C

Degradação Acelerada: O calor excessivo acelera as reações químicas secundárias indesejadas dentro das células. Isso destrói a estrutura interna da bateria e reduz permanentemente a sua vida útil (capacidade de retenção de energia).

Fuga Térmica (Thermal Runaway): Se a temperatura ultrapassar os limites de segurança (geralmente acima dos 60°C a 70°C), pode ocorrer uma reação em cadeia autoalimentada que leva à combustão ou explosão da bateria.

Chapeamento de Lítio (Lithium Plating): A uma taxa de 3C, os iões de lítio movem-se tão rápido que não conseguem infiltrar-se no ânodo de grafite a tempo. Eles acumulam-se na superfície como lítio metálico, o que pode criar curto-circuitos internos e estragar a bateria.

Como a Indústria Resolve Isto?

Para suportar 3C com segurança, os sistemas modernos utilizam duas defesas principais:

Gestão Térmica Líquida Ativa: O pack de baterias é refrigerado por um líquido (normalmente água e glicol) que circula entre as células para extrair o calor o mais rápido possível. Curva de Carga Não Linear:

A bateria nunca carrega a 300 kW durante os 20 minutos seguidos. A potência máxima de 300 kW só é mantida no início (ex: dos 10% aos 40% de carga). À medida que a bateria aquece e fica cheia, o sistema do carro (BMS) reduz drasticamente a potência para proteger as células.

Se quiser explorar mais, posso detalhar:

A temperatura ideal de funcionamento de uma bateria de lítio.

Como funciona a curva de carga de um carro elétrico real no mercado.

Qual destes pontos prefere analisar? As respostas de IA podem incluir erros. Saiba mais

Não explorei mais porque a IA vai dizer aquilo que muitos de nós já escrevemos aqui ao longo dos anos. Talvez a IA até venha buscar informação a este fórum.

[BrunoAlves]

ora vê lá as potências de carga que tens para um sistema de 400V e para 800V

• Audi Q6 e-tron — Potência Máx: 270 kW | Bateria: 94,9 kWh | C-Rate: 2,85 C
• Audi e-tron GT — Potência Máx: 270 kW | Bateria: 83,7 kWh | C-Rate: 3,23 C
• BMW iX3 (Neue Klasse) — Potência Máx: 300 kW | Bateria: 108,7 kWh | C-Rate: 2,76 C
• Genesis GV60 / G80 / GV70 — Potência Máx: 240 kW | Bateria: 74,0 kWh | C-Rate: 3,24 C
• Hyundai IONIQ 5 — Potência Máx: 240 kW | Bateria: 74,0 kWh | C-Rate: 3,24 C
• Hyundai IONIQ 6 — Potência Máx: 240 kW | Bateria: 74,0 kWh | C-Rate: 3,24 C
• Kia EV6 / EV6 GT — Potência Máx: 240 kW | Bateria: 74,0 kWh | C-Rate: 3,24 C
• Kia EV9 — Potência Máx: 240 kW | Bateria: 96,0 kWh | C-Rate: 2,50 C
• Lotus Eletre / Emeya — Potência Máx: 350 kW | Bateria: 107,0 kWh | C-Rate: 3,27 C
• Lucid Air (Grand Touring) — Potência Máx: 300 kW | Bateria: 112,0 kWh | C-Rate: 2,68 C
• Mercedes-Benz CLA EV — Potência Máx: 320 kW | Bateria: 85,0 kWh | C-Rate: 3,76 C
• Porsche Taycan (Bat. Plus) — Potência Máx: 320 kW | Bateria: 97,0 kWh | C-Rate: 3,30 C
• Porsche Macan Electric — Potência Máx: 270 kW | Bateria: 95,0 kWh | C-Rate: 2,84 C
• XPENG G9 (AWD) — Potência Máx: 453 kW | Bateria: 92,0 kWh | C-Rate: 4,92 C

São C-rate nada extraordinárias para muitos VE de 400V, à excepção do G9.

Esses carregamentos de 1000kW foram feitos com baterias/células de nova geração pensadas para esse efeito, muito menor resistência interna (e tensão já acima de 1000V). As atuais, são +- normais com potência de carregamento equiparadas a carros de arquitetura de 400V, em particular a Tesla.

O que se consegue são potências mais constantes, durante mais tempo. E aí creio que se deve muito mais ao menor calor gerado nos semicondutores, cabos, barramentos, etc, do que ao calor gerado nas próprias células, que entretanto é estabilizado (assim o carro tenha arrefecimento capaz).

Não explorei mais porque a IA vai dizer aquilo que muitos de nós já escrevemos aqui ao longo dos anos. Talvez a IA até venha buscar informação a este fórum.

Obviamente

[mjr]

...mas vai negar até ao fim!

[civic]

ora vê lá as potências de carga que tens para um sistema de 400V e para 800V

• Audi Q6 e-tron — Potência Máx: 270 kW | Bateria: 94,9 kWh | C-Rate: 2,85 C
• Audi e-tron GT — Potência Máx: 270 kW | Bateria: 83,7 kWh | C-Rate: 3,23 C
• BMW iX3 (Neue Klasse) — Potência Máx: 300 kW | Bateria: 108,7 kWh | C-Rate: 2,76 C
• Genesis GV60 / G80 / GV70 — Potência Máx: 240 kW | Bateria: 74,0 kWh | C-Rate: 3,24 C
• Hyundai IONIQ 5 — Potência Máx: 240 kW | Bateria: 74,0 kWh | C-Rate: 3,24 C
• Hyundai IONIQ 6 — Potência Máx: 240 kW | Bateria: 74,0 kWh | C-Rate: 3,24 C
• Kia EV6 / EV6 GT — Potência Máx: 240 kW | Bateria: 74,0 kWh | C-Rate: 3,24 C
• Kia EV9 — Potência Máx: 240 kW | Bateria: 96,0 kWh | C-Rate: 2,50 C
• Lotus Eletre / Emeya — Potência Máx: 350 kW | Bateria: 107,0 kWh | C-Rate: 3,27 C
• Lucid Air (Grand Touring) — Potência Máx: 300 kW | Bateria: 112,0 kWh | C-Rate: 2,68 C
• Mercedes-Benz CLA EV — Potência Máx: 320 kW | Bateria: 85,0 kWh | C-Rate: 3,76 C
• Porsche Taycan (Bat. Plus) — Potência Máx: 320 kW | Bateria: 97,0 kWh | C-Rate: 3,30 C
• Porsche Macan Electric — Potência Máx: 270 kW | Bateria: 95,0 kWh | C-Rate: 2,84 C
• XPENG G9 (AWD) — Potência Máx: 453 kW | Bateria: 92,0 kWh | C-Rate: 4,92 C

São C-rate nada extraordinárias para muitos VE de 400V, à excepção do G9.

Esses carregamentos de 1000kW foram feitos com baterias/células de nova geração pensadas para esse efeito, muito menor resistência interna (e tensão já acima de 1000V). As atuais, são +- normais com potência de carregamento equiparadas a carros de arquitetura de 400V, em particular a Tesla.

O que se consegue são potências mais constantes, durante mais tempo. E aí creio que se deve muito mais ao menor calor gerado nos semicondutores, cabos, barramentos, etc, do que ao calor gerado nas próprias células, que entretanto é estabilizado (assim o carro tenha arrefecimento capaz).

Não explorei mais porque a IA vai dizer aquilo que muitos de nós já escrevemos aqui ao longo dos anos. Talvez a IA até venha buscar informação a este fórum.

Obviamente

Mas estás a concordar comigo, não tens tempos de carga muito diferentes dos sistemas de 400V, isso acontece pela limitação das celulas, para que serve afinal os 800V para o comum utilizador?
Com as limitações das baterias atuais é o que temos, e o que temos é uma campanha para os 800V que pouco ou nada vão alem dos 400V devido às limitações dass baterias, quando tiveres arrefecimentos capazes ou baterias diferentes, aí sim, os 800V vão fazer a diferença...
Os C-rates que mostras são para ficar no papel, na realidade a bateria faz rapid gate como um antigo LEAF, e esses numeros só servem para inglês ver, pois estás a torrar a bateria e ela cede, é o que acontece quem utiliza postos com essas potências, como deves saber... Não é exclusivo dos 800V, o meu i4 tem anunciado um valor de 204kW de potência de carga, pouco mais de 10 segundos deve ficar nesse patamar, não ligues a esses numeros.
Hoje para que utiliza um veiculo para o dia a dia os 800V não têm qualquer vantagem para os 400V, diria que para quem usa o carro intensivamente, como um TVDE só leva à degradação prematura da bateria, é bom para quem utiliza um carro e ao fim de 4 ou 5 anos o despacha, só para esses, pelo que vejo o sistemas de 400V consegues ter uma curva muito mais plana, nos 800V tens picos e depois arrefeces, isso para mim é torrar, estou curioso para ver mehor o ix3...

[BrunoAlves]

...mas vai negar até ao fim!

Com as limitações das baterias atuais é o que temos, e o que temos é uma campanha para os 800V que pouco ou nada vão alem dos 400V devido às limitações dass baterias, quando tiveres arrefecimentos capazes ou baterias diferentes, aí sim, os 800V vão fazer a diferença...

Repara que eu não tenho nada contra nem a favor, nem estou a defender uma coisa em relação à outra. Tropecei na necessidade de investigar um bocadinho disto porque é uma característica de um VE que trago debaixo de olho (e que não tem sequer uma destas c-rate abismais, mas tem uma curva quase reta) e decidi colocar a informação sobre como os VE de 800V adaptam (ou não) a tensão a carregadores que não os suportam.
Edit: aqui não é uma questão de ser importante, relevante, ou não. O fabricante decidiu construir o carro assim, é o que é.
Edit2: se reparares no início do tópico eu tenho exatamente essa opinião: acho muito mais importante curvas de carregamento planas sem potências alarves, muito mais do que os 800V ou 300+kW e carregamentos em 10min. O mercado parece discordar de mim. O modelo da bomba de gasolina está para ficar.

Para que serve é uma discussão interessante, mas a realidade é que todos os PCR vão nesse sentido, e provavelmente os carros também começam a ir uma vez que os componentes já se encontram mais massificados.


Torrar as células como expliquei não concordo, não torra mais nem menos por ser de 800V. Os componentes da bateria que não são as células esses sim, torram mais a 400V

[Nonnus]

O mercado parece discordar de mim. O modelo da bomba de gasolina está para ficar.

Eu diria que é um meio para atingir um fim. Ainda não conseguimos ter baterias de grande capacidade que não implique um aumento significativo de peso e aumento de preço do veículo. Então a solução por agora passa por reduzir os tempos de carga para conseguir convencer os mais resistentes a mudança.

No podcast que postei no outro tópico sobre os carros chineses eles abordam um tema bastante interessante que eu nunca tinha pensado. A limitação da electrificação dos veículos ligeiros de mercadorias. Veículos que precisam de muita autonomia, mas ao mesmo tempo precisam de conseguir carregar tanto em volume como peso.

Se dotas um veículo destes com uma bateria de 200kWh (facilmente o fazias), ficas com muita autonomia, mas ficas com pouca margem de carga em kg. Sim, a união europeia alterou o peso bruto dos veículos elétricos comerciais devido a este facto, mas ainda assim é bastante penalizador.

Solução? Arranjas maneira de carregar o mais rápido possível para minimizar o problema. Onde é que se pode evoluir a tecnologia? Nos veículos mais vendidos que é onde não faz falta para a maior parte de nós.

No dia que conseguires resolver este problema do aumento de peso e volume vs capacidade em kWh talvez se perca essa necessidade. Não totalmente, mas se calhar deixa de ter tanta importância para muitos.

Claro que a tecnologia vai sempre evoluir nos dois sentidos. Tempo/capacidade. Lá está, aumentas a capacidade o rácio C permite mais potência de carregamento.

Se me faz falta um carro com 1000km de autonomia? Não.

Se me faz falta um carro que carregue em 5 minutos? Não.

Se faz falta as marcas evoluir neste sentido? Faz por vários motivos, mas o principal é o Marketing (oferecemos o que os outros ainda não oferecem),

[civic]

O mercado parece discordar de mim. O modelo da bomba de gasolina está para ficar.

Eu diria que é um meio para atingir um fim. Ainda não conseguimos ter baterias de grande capacidade que não implique um aumento significativo de peso e aumento de preço do veículo. Então a solução por agora passa por reduzir os tempos de carga para conseguir convencer os mais resistentes a mudança.

No podcast que postei no outro tópico sobre os carros chineses eles abordam um tema bastante interessante que eu nunca tinha pensado. A limitação da electrificação dos veículos ligeiros de mercadorias. Veículos que precisam de muita autonomia, mas ao mesmo tempo precisam de conseguir carregar tanto em volume como peso.

Se dotas um veículo destes com uma bateria de 200kWh (facilmente o fazias), ficas com muita autonomia, mas ficas com pouca margem de carga em kg. Sim, a união europeia alterou o peso bruto dos veículos elétricos comerciais devido a este facto, mas ainda assim é bastante penalizador.

Solução? Arranjas maneira de carregar o mais rápido possível para minimizar o problema. Onde é que se pode evoluir a tecnologia? Nos veículos mais vendidos que é onde não faz falta para a maior parte de nós.

No dia que conseguires resolver este problema do aumento de peso e volume vs capacidade em kWh talvez se perca essa necessidade. Não totalmente, mas se calhar deixa de ter tanta importância para muitos.

Claro que a tecnologia vai sempre evoluir nos dois sentidos. Tempo/capacidade. Lá está, aumentas a capacidade o rácio C permite mais potência de carregamento.

Se me faz falta um carro com 1000km de autonomia? Não.

Se me faz falta um carro que carregue em 5 minutos? Não.

Se faz falta as marcas evoluir neste sentido? Faz por vários motivos, mas o principal é o Marketing (oferecemos o que os outros ainda não oferecem),

Torram mais porque basta ver os rapidgates que têm aparecido nas baterias de 800V que praticamente já não existiam nas de 400V, alem de que basta olhar para a lista dos 1000 kms do Bjorn e ver que para fazer o melhor tempo não precisas de 800V.

Um sistema de 800V é muito menos linear em termos de carga devido à temperatura que as baterias atingem, ou seja, carregam rápido mas depois abrandam por causa da temperatura atingida, no final o resultado é quase o mesmo em termos de velocidade de carga total provocando muito mais stress nas baterias

Digo apenas que com as celulas atuais não tiras praticamente nenhum partido dos sistema de 800V, falo em termos de carro, obviamente, não falo de postos de carregamento, evolução vai haver quando tivermos baterias que consigam lidar com os carregamentos que já existem sem limitações, tens menos problemas hoje porque aumentaste o tamanho da bateria, não porque houvesse de facto alguma evolução em termos de celulas, como disse antes, basta ver a lista dos testes de 1000kms do Bjorn e dá para ver perfeitamente que ser 800V ou 400V no final é praticamente a mesma coisa em termos de tempo.

[mjr]

Neste momento a principal vantagem em Portugal dos sistemas de 800V é que muitos dos PCUR têm limitação na corrente e por isso a potência de carga máxima a 400V é metade da potência a 800V. Especialmente quando o custo do carregamento tem uma componente tempo, isto pode fazer uma grande diferença.

Tudo o resto de diferenças que estão a discutir ao nível dos C-rates não tem nada a ver com ser 400V ou 800V, a não ser o facto de a 800V ser possível ter potências de carga superiores. Mas o C-rate é sempre uma escolha do fabricante do veículo e é possível a 400V ter C-rates bem elevados, como por exemplo no meu TM3 quando carrega a 250kW (C-rate de 3,3, quando novo. Neste momento já está acima de 4). Discordo completamente do "torrar a bateria", pois neste momento entendo como benéfico ter a bateria o mais quente possível durante uma carga rápida (C rate acima de 1). Os rapid gates são problema em veículos com sistemas de arrefecimento deficientes, que não conseguem manter a temperatura da bateria no setpoint definido (55-60C no caso do meu TM3).

Como já me irritei muitas vezes de carregar a 70kW num suposto posto de 150kW, a pagar ao tempo, neste momento se estivesse comprador de um veículo iria avaliar bem se valeria a pena optar por 800V. Com os tarifários que estão finalmente a aparecer com pagamento por energia, talvez isso seja menos um problema, mas numa viagem carregar a 70kW não é muito agradável, independentemente do preço.

[civic]

Para mim, desde que um carregamento faça rapidgate é torrar bateria.