Simulação computacional está aprimorando baterias de veículos elétricos

Com os preços dos combustíveis disparando ao redor do globo, muitos consumidores estão mais do que prontos para adotar os veículos elétricos (EVs, na sigla em inglês). Autoridades e órgãos reguladores também estão incentivando a adoção de carros elétricos em diversos países. Um exemplo é o governo dos Estados Unidos, que recentemente definiu um conjunto de metas ambiciosas – incluindo um mandato de que metade de todos os carros vendidos nos EUA serão movidos a eletricidade até 2030. No Brasil, de acordo com a Associação Nacional dos Fabricantes de Veículos Automotores (Anfavea), a quantidade de carros elétricos licenciados (34,9 mil unidades) subiu 77% em 2021, na comparação com o ano anterior.

Para aproveitar essa oportunidade, as montadoras do mundo estão investindo em programas de desenvolvimento de veículos elétricos. Com vendas de EVs projetadas para atingir US$ 823,75 bilhões até 2030, as equipes de engenharia automotiva estão focadas em tornar suas ofertas seguras, acessíveis e eficientes — os três principais atributos do produto.

"Nos veículos elétricos, a bateria é o centro do desafio de engenharia. Embora as baterias de alta capacidade, que são uma opção viável para alimentar EVs, tenham caído significativamente no custo desde que foram introduzidas, elas ainda enfrentam desafios. Seu peso significativo reduz a eficiência, seu alcance por carga ainda é relativamente pequeno e muito ainda é desconhecido sobre sua degradação de desempenho a longo prazo", afirma Raja Badrinarayanan, especialista em baterias e Digital Twin da Ansys.

Como os veículos elétricos são relativamente novos, não foram coletados muitos dados do mundo real com relação ao desempenho da bateria. Protótipos físicos e testes de estrada são caros e demorados, especialmente devido à natureza urgente desse desafio de engenharia. Tal como acontece com tantos outros problemas complexos e urgentes de design de produtos, a resposta está na simulação computacional.

Como a simulação está ajudando

A Ansys, maior desenvolvedora de softwares de simulação do mundo — e parceira da multinacional brasileira ESSS, especializada nessa tecnologia — oferece recursos de simulação de ponta para projetos de baterias, que permitem aos engenheiros estudar e gerenciar problemas térmicos, criar sistemas de gerenciamento e superar outros desafios. Esse processo é baseado no Digital Twin, uma réplica virtual de um produto em funcionamento que permite aos engenheiros aplicarem parâmetros operacionais do mundo real e estudarem seus impactos.

"Com as crescentes pressões do mercado, não há dúvida de que novos designs revolucionários de baterias para veículos elétricos estão chegando", finaliza Badrinarayanan.