Veículos elétricos como geradores de energia: O avanço bidirecional da OBC

O carregador integrado é um componente essencial que consiste em um circuito de potência — o qual pode incluir correção do fator de potência (PFC) e uma ponte completa com desfasamento ou um conversor ressonante LLC — e um circuito de controle.

O que é o OBC bidirecional? Como ele funciona?

O carregador de bordo (OBC) em veículos movidos a energia alternativa é classificado em dois tipos: unidirecional e bidirecional.

O OBC unidirecional foi projetado para transformar a tensão de corrente alternada (CA) da rede elétrica em tensão de corrente contínua (CC), que é então utilizada para carregar o conjunto de baterias do veículo. Por outro lado, o OBC bidirecional possui a capacidade adicional de converter a energia CC armazenada na bateria de volta em energia CA, que pode ser realimentada na rede ou utilizada para outras aplicações.

Qual é a utilidade da função bidirecional do OBC?

A tecnologia de carregamento bidirecional permite um fluxo de energia nos dois sentidos – não apenas carregando o carro, mas também descarregando-o. Mas para onde vai a energia quando sai do veículo?

V2G – Veículo para a rede

V2G é o processo pelo qual um veículo elétrico (VE) equipado com um carregador bidirecional retorna eletricidade de sua bateria para a rede elétrica, utilizando um sistema integrado de conversão de corrente contínua (CC) para corrente alternada (CA). Esse mecanismo de carregamento inteligente pode ajudar a regular a oferta e a demanda de energia, permitindo que os EVs consumam energia durante os horários de menor demanda e contribuam para a rede durante os picos de demanda. É uma estratégia eficiente, considerando que os veículos ficam estacionados cerca de 95% do tempo. Com a configuração certa, esses EVs estacionados poderiam atuar como bancos de energia móveis, oferecendo uma força estabilizadora para as futuras redes elétricas. Em essência, podemos imaginar os EVs como unidades móveis de armazenamento de energia, garantindo um fornecimento constante de energia para todos.

Fonte da imagem: Carregamento Toka

Por um longo período, as preocupações com a autonomia e a disponibilidade de infraestrutura de recarga têm sido barreiras significativas para a adoção generalizada de veículos elétricos (VEs). Embora os avanços na tecnologia de baterias por parte dos fabricantes tenham demonstrado um aumento na autonomia e a proliferação de estações de recarga tenha amenizado algumas dessas preocupações, o desafio de uma recarga eficiente dos VEs permanece. Esse desafio, no entanto, também representa uma oportunidade para melhorar o equilíbrio e a eficiência da carga da rede elétrica.

Um OBC com capacidade de transferência bidirecional de energia pode obter energia da rede para recarga e também devolver o excesso de energia à rede, contribuindo assim para a estabilização da infraestrutura energética geral de uma cidade.

V2H – Veículo para Casa

V2H é a prática de usar o carregador bidirecional de um veículo elétrico (EV) para fornecer eletricidade da bateria do carro a edifícios residenciais ou comerciais, o que também é viabilizado por um conversor de corrente contínua (CC) para corrente alternada (CA) integrado ao carregador. Assim como o V2G, o V2H pode contribuir para equilibrar a oferta e a demanda de energia em maior escala. Por exemplo, ao carregar seu VE durante a noite, quando a demanda é baixa, e depois usar essa energia armazenada durante o dia, você pode ajudar a diminuir o consumo nos horários de pico e aliviar a pressão sobre a rede elétrica. O V2H garante que as residências tenham uma fonte de energia confiável quando ela é mais necessária, reduzindo assim a carga geral sobre a rede elétrica.

Fonte da imagem: gridx

À medida que avançamos rumo a um panorama energético totalmente renovável, tanto o V2G quanto o V2H se tornarão cada vez mais importantes. Fontes de energia renováveis, como a solar e a eólica, são intermitentes, gerando quantidades variáveis de energia dependendo da hora e das condições. O carregamento bidirecional permite que os veículos elétricos maximizem o potencial de armazenamento de suas baterias, beneficiando todo o ecossistema energético e o meio ambiente. Nesse contexto, os veículos elétricos podem servir como um reservatório de energia renovável: absorvendo e armazenando o excedente de energia solar ou eólica para uso posterior durante períodos de alta demanda ou baixa produção.

Em resumo, o carregamento bidirecional com V2G e V2H não só amplia a funcionalidade dos veículos elétricos quanto desempenha um papel fundamental na criação de uma infraestrutura energética mais sustentável e resiliente.

Quais são os benefícios da função bidirecional do OBC para a bateria do veículo elétrico?

O carregamento bidirecional também é benéfico para a saúde da bateria do veículo. É semelhante à prática de descarregar ocasionalmente e, em seguida, recarregar totalmente a bateria de um smartphone para prolongar sua vida útil. Manter a bateria continuamente em um nível alto de carga pode sobrecarregar os componentes e reduzir sua vida útil, levando à necessidade de substituição prematura da bateria, o que é dispendioso.

Em um cenário ideal, o OBC deve estar equipado com recursos de detecção inteligente capazes de identificar quando o nível da bateria do veículo está baixo, como no caso do 30%, e, em seguida, iniciar um ciclo de bateria, devolvendo o excesso de energia à rede doméstica e, posteriormente, recarregando o veículo. Esse processo ajuda a manter a integridade da bateria e prolongar sua vida útil. O objetivo principal da utilização de um OBC bidirecional é facilitar uma transferência eficiente de energia com perda mínima de energia durante o processo de transmissão. Essa eficiência é crucial tanto para os custos operacionais do veículo quanto para a sustentabilidade geral da rede elétrica.

O OBC bidirecional da Brogen

Principais especificações

Projeto	Potência nominal de saída	Faixa de tensão de entrada	A tensão de saída	Corrente máxima de saída	Precisão da estabilização de tensão
AC/DC	6,6 kW	90~264 V CA	210~450 Vcc	20 A	≤±1%
VTL	3,3 kVA	250~450 Vcc	220 V CA±15%	16A	≤±5%
CC/CC	2,5 kW	200~450 Vcc	14,5 V±0,25 V	173A	≤±1%

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