Da Revista Technibus
Foto: Arquivo (Marcopolo / Via Secco Comunicação)
Para garantir maior eficiência aos modernos recursos que equipam os ônibus, como o sistema de segurança e de assistência ao motorista, além de assegurar a funcionalidade de câmeras, sistemas de pagamentos e rede Wi-Fi, as baterias evoluíram muito. “Com a incorporação de mais tecnologias nos veículos, as baterias deixaram de ter somente a função de dar a partida e passaram a participar mais da funcionalidade dos veículos, alimentando os sistemas eletrônicos. A expectativa é de que a demanda por baterias avançadas cresça rapidamente no mercado de ônibus”, afirma Luiz Fernando da Cruz, engenheiro de produtos da Clarios, em entrevista exclusiva para a Technibus.
A Clarios tem em seu portfólio as baterias Heliar, marca que completa 92 anos em 27 de abril. Esta marca foi a primeira a produzir uma bateria com tecnologia EFB (Enhanced Flooded Battery – baterias convencionais melhoradas) para veículos pesados no Brasil, em 2016, e a primeira fabricante a equipar seus veículos pesados com esta tecnologia foi a Volvo.
Com o avanço da eletromobilidade no país, a Clarios está direcionando os seus novos projetos para o desenvolvimento de baterias com tecnologia EFB e AGM (Absorbent Glass Mat – Tapete de Vidro Absorvente), que são projetadas para serem acionadas com frequência maior do que as baterias convencionais, do tipo SLI (Starting Light Ignition), e possuem características que fazem com que possam sofrer descargas mais profundas por mais vezes, têm velocidade maior de recarga e podem trabalhar com um regime de carga parcial.
A previsão da empresa é que até 2027, de todo o crescimento do mercado de baterias, 75% esteja relacionado a esses modelos. “As montadoras já estão substituindo as baterias convencionais por modelos EFB e há conversas para o fornecimento de baterias AGM, que irão equipar ônibus e caminhões no futuro”, revela Cruz. A principal diferença da bateria AGM, segundo o engenheiro, está no separador especial que absorve todo o ácido da bateria, proporcionando alta estabilidade cíclica. “Isso permite que a bateria seja carregada e descarregada repetidamente, sem qualquer perda de desempenho.”
Na sua fábrica de Sorocaba, no interior de São Paulo, a Clarios produz dez milhões de baterias de chumbo-ácido por ano para os mercados de automóveis, comerciais leves, motocicletas, veículos pesados (caminhões, ônibus), máquinas agrícolas, de construção e baterias estacionárias. “Hoje o volume de baterias convencionais ainda é maior, mas já está ocorrendo uma migração. Metade do crescimento que vemos em 2023 está direcionado para baterias avançadas do modelo EFB que auxiliam também nas questões ambiental e de segurança”, revela o engenheiro.
Da linha de produção da Clarios, saem três modelos de baterias: convencional, para veículos com pouca tecnologia embarcada; EFB, convencional melhorada para veículos com tecnologia intermediária, que têm start-stop simples, alternadores inteligentes e outras funcionalidades elétricas; e AGM, que são mais avançadas e indicadas para veículos com alta tecnologia embarcada e sistemas completos de start-stop e modelos híbridos.
Atualmente, as baterias Heliar equipam oito de cada dez veículos pesados fabricados no Brasil, incluindo ônibus, caminhões e máquinas agrícolas. Entre os ônibus que saem de fábrica equipados com essas baterias de amperagens que vão de 105 a 225 Ah estão os modelos da Mercedes-Benz, Volvo e Scania.
Íons de lítio e chumbo-ácido
Na mobilidade elétrica, as baterias de íons de lítio têm se destacado, mas a Clarios acredita que bateria de chumbo-ácido terá vida longa no mercado e não desparecerá totalmente com o avanço da eletromobilidade. “Antes de chegar à mobilidade 100% elétrica o Brasil percorrerá um longo caminho e começará pelos veículos híbridos, que utilizam dois modelos de baterias de íons de lítio, aplicadas no sistema de tração, e de chumbo ácido utilizadas, para alimentar o motor de partida, manter todo o sistema eletrônico funcionando e alimentar os sensores de segurança”, observa o engenheiro.
“Quando os veículos passarem a ser 100% elétricos vão demandar mais baterias de íon de lítio para tracionar os veículos e mesmo com o avanço dessas baterias a de chumbo-ácido não desaparecem do mercado, apenas diminui o uso porque terão a função de manter o funcionamento do sistema elétrico”, explica Cruz.
O engenheiro esclarece que, apesar da grande pressão para que as baterias sejam cada vez mais eficientes e consigam armazenar mais energia em menos tempo, ainda é difícil conseguir chegar a um equilíbrio em relação ao tamanho e capacidade das baterias, pois isso está relacionado à necessidade energética do veículo e nos modelos pesados a amperagem varia de 110, 225 a 230 Ah. “A bateria de íon de lítio é mais leve que a de chumbo-ácido, mas por ser usada para tracionar o veículo, como no ônibus elétrico, é preciso instalar um banco grande de baterias”, esclarece.
Segundo o engenheiro, hoje os maiores esforços das empresas estão concentrados no desenvolvimento de baterias de íon de lítio, que custa dez vezes mais que a de chumbo-ácido, mas utiliza um sistema de 400 volts – a de chumbo-ácido é de 12 volts –, que gera muito mais potência, sendo indicada para ônibus elétricos.
No Brasil, ainda não há fabricantes de baterias de íon de lítio e esse produto tem chegado ao país pelos veículos importados. “A demanda por essa bateria ainda é muito pequena no mercado brasileiro por causa do custo – no Toyota Prius, por exemplo, um banco de baterias de íon de lítio custa de R$ 30 mil a R$ 40 mil, o que representa 60% do valor do veículo”, informa Cruz.
A Clarios está preparada para as mudanças do mercado, segundo o engenheiro. Em seus centros de desenvolvimento instalados nos Estados Unidos, na China e na Europa, a empresa tem uma equipe dedicada ao desenvolvimento de baterias de íons de lítio e participa dos projetos das montadoras de forma global.
“Hoje as baterias fabricadas no Brasil têm boa parte de componentes importados, como os aditivos utilizados na parte química da bateria e os separadores. As empresas que fornecem esses produtos são grandes players mundiais e não têm interesse de criar uma fábrica específica para o Brasil porque o tamanho do mercado é pequeno quando comparado ao americano e os outros. Então, as fabricantes acabam fazendo investimentos em outras regiões e fornecendo esse produto para o Brasil. Por isso, estamos longe de ter uma bateria 100% nacional”, explica o engenheiro.
A fábrica da Clarios de Sorocaba conta com 17 robôs em sua linha de produção e trabalha 24 horas em quatro turnos numa jornada de 6×2. Além do mercado brasileiro, fornece suas baterias para a Argentina, Uruguai, Paraguai e outros países da América Latina.
Baterias convencionais e com tecnologias EFB e AGM devem continuar a ser procuradas no mercado
Mesmo com o avanço das baterias e íon de lítio, as baterias com tecnologias EFB e AGM continuarão tendo demanda no mercado, segundo o engenheiro da Clarios. “As baterias SLI, AGM e EFB estão longe de serem obsoletas. Sua construção e comportamento, bem como a falta de componentes eletrônicos, os tornam uma fonte de energia confiável e robusta”, explica.
Cruz acrescenta que o portfólio de baterias de 12 volts da Clarios/Heliar está pronto para atender os veículos elétricos atuais e futuros. “Essas baterias têm capacidade de reserva suficiente para fornecer também aos consumidores futuros de forma confiável. As baterias Clarios fornecem energia para sistemas de segurança cruciais, funcionalidades de conforto e funções de economia de combustível. Hoje e amanhã.”
Na avaliação do engenheiro as baterias de íons de lítio não são consideradas as sucessoras da tecnologia de chumbo-ácido quando se trata do sistema de transmissão de veículos elétricos ou híbridos elétricos. “Essas baterias não são tão robustas quanto outras tecnologias recarregáveis e requerem monitoramento contínuo. Isso porque, as células de íons de lítio precisam de proteção contra sobrecarga e descarga profunda. Além disso, precisam ter a tensão mantida dentro de limites seguros, tornando obrigatório um circuito especial de proteção. Outro aspecto do circuito de proteção é que a temperatura da célula precisa ser monitorada para detectar e evitar mau funcionamento crítico.”
Cruz recorda que os primeiros carros elétricos, que surgiram no início do século XX, utilizavam baterias de chumbo para a sua propulsão. “As principais desvantagens das baterias de chumbo são que elas nunca devem ser descarregadas abaixo de 50% e é necessário o monitoramento regular do eletrólito. Outro aspecto é que são relativamente pesadas e representam 25-50% do peso total do carro elétrico”, esclarece o engenheiro.
