Para proteger os ocupantes contra choques e evitar danos estruturais em caso de acidente, os veículos elétricos estão equipados com as chamadas caixa de bateria (battery box). Mas, e o leitor, faz ideia do que estamos a falar?
A eletrificação é sinónimo de novos desafios aos fabricantes e projetistas de automóveis. Um deles é desenhar uma "battery box" (caixa da bateria) que não só seja robusta como tenha os atributos necessários para poder alojar as baterias dos veículos elétricos. Este componente deve ser um elemento que garanta a segurança da bateria e dos ocupantes.
A battery box é a estrutura onde está localizada a bateria de um veículo elétrico, destinando-se a proteger as células e os restantes componentes que a constituem. Dispõe ainda de caraterísticas que ajudam a gestão térmica e protegem do ambiente hostil por debaixo do automóvel, bem como dos impactos em caso de acidente.
A caixa da bateria deve ajustar-se às caraterísticas do automóvel, ao seu peso e às limitações financeiras que possam existir. A estrutura deve proteger as células e todos ps componentes elétricos das baterias, incluindo conectores, cabos e o sistema de refrigeração que possa incorporar.
Qual a importância?
Da mesma forma que é perigoso trabalhar com elementos inflamáveis e combustão a alta temperatura nos automóveis de combustão, as baterias dos veículos elétricos também merecem um cuidado especial, já que armazenam uma quantidade significativa de energia elétrica. Ao contrário de uma simples pilha de 9V, a descarga elétrica da bateria pode por em risco a vida de uma pessoa.
Isto significa que a caixa da bateria deve proteger a mesma para que não cause danos aos ocupantes do veículo e também não deve estar facilmente acessível a qualquer pessoa.
Por outro lado, a caixa da bateria deve estar preparada para resistir a impactos em caso de acidente, pois de nada serviria um automóvel que funciona na perfeição e é seguro, mas que em caso de sinistro possa produzir uma eletrocussão.
Assim, a bateria deve estar protegida adequadamente em caso de acidente para que não se torne num perigo, embora neste caso isso esteja relacionado com os sistemas eletrónicos de gestão da bateria.
Relevância maior
A bateria de um automóvel elétrico tem uma voltagem bastante elevada, que na maioria dos modelos lançados no mercado se situa entre 400V a 500V, Todavia, já começaram a surgir modelos com uma bateria de maior voltagem, com 800V a 900V.
O aumento da voltagem permite a obtenção de uma maior capacidade de energia sem necessidade de aumentar a sua dimensão, enquanto a velocidade de carregamento também é maior.
Por outro lado, uma maior voltagem também levanta mais problemas, sendo um deles o maior risco de electrocussão, obrigando a um fabrico ainda mais rigoroso. Isto não está relacionado com as pessoas que fabricam as baterias para serem mais precisas, mas, sim, pela utilização de materais mais caros, incluindo na caixa da bateria.
Tudo o que era suficiente para isolar uma bateria de 400V deixou de o ser numa de 800V. Uma das possíveis implicações é o aumento do custo dos próprios veículos.
Dimensão da caixa da bateria
A dimensão da caixa da bateria varia em função da capacidade da mesma. A sua dimensão pode ser considerável e por esse motivo o seu desenho é um elemento importante para os projetistas levarem em conta quando decidem a sua localização, assim como a distribuição do seu peso.
Aquela massa deve permanecer estável durante o funcionamento do automóvel. Nos melhores desenhos, a bateria e a sua proteção melhoram a estrutura do automóvel elétrico e a capacidade de absorver a energia do choque ou dos impactos.
Para cumprir estes requisitos devem ser selecionados materiais de qualidade e com alta eficiência na construção da estrutura e da carcaça. Isto pode representar até 20% do custo e do peso do sistema de bateria. As caixa de bateria de grande dimensão possuem travessas, as quais são ideais para extrusões.
Uma caixa de bateria é constituída por quatro elementos principais: tampa superior, tampa inferior, estrutura interna, estrutura de proteção contra impactos laterais.
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Os principais componentes estruturais de carga são identificados como a estrutura de choque e o marco da bateria. As extrusões oferecem uma geometria eficiente e asseguram várias funções: absorção de energia de choque, rigidez torsional, resistência considerável com peso mínimo, transferência de fluidos sem fugas através de elementos estruturais.
As caixas de baterias são de dois tipos: estruturais e não estruturais. As primeiras são utilizadas nos veículos elétricos de maiores dimensões e têm um maior peso. Estas baterias possuem mais células e armazenam mais energia.
As baterias não estruturais não têm um quadro rígido no perímetro e só podem ser usadas nos veículos elétricos mais pequenos e mais leves. A absorção de impactos é assegurada pelos restantes componentes da carroçaria.