Desenvolvedores e operadores em potencial de aeronaves eVTOL permanecem reféns de múltiplos desafios complexos enquanto buscam lançar serviços comerciais. O desempenho da bateria está no topo dessa lista, de acordo com o especialista em tecnologia de energia About:Energy, que busca orientar o ambicioso setor de mobilidade aérea avançada por um caminho complexo para aproveitar ao máximo o que está disponível e o que ainda pode se tornar disponível.

Nos primeiros anos do desenvolvimento do eVTOL, a preocupação mais audível em torno das baterias era relacionada à sua segurança. “O maior desafio agora é sua viabilidade comercial”, disse Yashraj Tripathy, chefe de produto da About:Energy, à AIN . “Em um ponto, havia a ideia de que ‘um acidente de bateria poderia derrubar toda a indústria’, mas agora há um entendimento mais claro com os reguladores sobre a harmonização de padrões, embora também haja um impulso adicional para baterias mais seguras.”

O maior chamado de atenção para a indústria tem sido em torno dos limites reais do desempenho da bateria, não apenas em termos de densidade de energia, mas também de desempenho de recarga e vida útil. De acordo com Tripathy, as grandes expectativas que as empresas tinham nos dias inebriantes em torno de 2018 e 2019 tiveram que ser moderadas pela percepção de que as baterias atuais provavelmente não serão capazes de sustentar um alcance de 100 milhas ou mais ao longo de sua vida útil. “Eles provavelmente devem esperar mais como 10 a 20 milhas”, disse ele, sugerindo que aqueles que buscam maior alcance precisarão, por enquanto, voltar sua atenção para a propulsão híbrida-elétrica.

“Em grande medida, agora há um entendimento de que 20 a 30% das reservas de energia são intocáveis ​​porque muita energia é necessária para pousar a aeronave e isso tem que ser mantido durante toda a vida útil das baterias”, explicou Tripathy. “Então, será necessário haver várias baterias disponíveis para operar vários motores elétricos.”

Isso representa desafios para fabricantes e operadores sobre como gerenciar o uso da bateria de uma forma que suporte serviços comercialmente viáveis, como voos de táxi aéreo de alta densidade. “Idealmente, as baterias teriam todas a mesma idade e gradualmente acabariam juntas”, disse Tripathy. “Este é realmente um desafio de propulsão elétrica, em vez de apenas um desafio de bateria. Para aeronaves eVTOL, as baterias provavelmente continuarão funcionando até cerca de 85 a 90% do fim de sua vida útil. Na verdade, o fim da vida útil não está apenas no lado da energia, mas também em termos de quanta aceleração de desempenho você está perdendo naquele ponto.”

É aqui que a About:Energy está tentando ajudar a indústria a entender considerações complexas em torno de baterias. A empresa sediada no Reino Unido conduz prototipagem avançada para reduzir o tempo e o custo do desenvolvimento de baterias e também pode modelar com precisão o desempenho da bateria para avaliar fatores como degradação durante seu ciclo de vida.

Como aproveitar ao máximo a vida útil da bateria

Quando os fabricantes buscam propostas para a compra de baterias, a vida útil e os prazos para trocá-las são questões candentes. “Dependendo de como você gerencia as baterias, as respostas são diferentes”, explicou Tripathy. “O caso de uso da aeronave é uma grande parte da resposta. Por exemplo, pode ser melhor recarregar as baterias em uma taxa mais lenta, mas isso afeta o número de missões que você pode fazer a cada dia.”

Esses são pontos-chave para os quais a About:Energy pode fornecer modelagem esclarecedora que pode analisar o desempenho de cada célula e o potencial do eletrodo da bateria, o que pode governar o nível sustentável de operações. Sua equipe usa simulação e modelagem de dados para evitar a necessidade de testar e reconstruir baterias repetidamente.

De acordo com Tripathy, os operadores poderiam estar pensando em substituir as baterias a cada três a 12 meses. E ele disse que elas poderiam ser de cinco a 10 vezes mais caras do que as baterias automotivas e até mesmo aquelas que estão sendo usadas em automobilismo. Em sua opinião, essa realidade faz com que a indústria opere algum tipo de modelo de energia por hora ou bateria como serviço para que os operadores não estejam arcando com esse fardo individualmente.

No final de sua vida útil no serviço AAM, as baterias ainda serão relativamente novas e, portanto, podem muito bem ter uma segunda vida em alguma outra aplicação. Seus componentes auxiliares podem até ter três ou quatro novos proprietários ao longo do tempo.

A indústria não ficará presa ao nível atual de tecnologia de baterias para sempre, com avanços sendo reivindicados o tempo todo por empresas como a MagniX . A questão é o que vem a seguir, quando estará disponível e qual será o momento e as circunstâncias certas para atualizar.

“É difícil saber quando atualizar as baterias, e isso dependerá em grande parte de quanto tempo o processo de certificação para elas levará”, concluiu Tripathy. “Podemos estar olhando para um horizonte de cinco a 10 anos, dependendo se envolve uma mudança química ou uma mudança de fator de forma. As empresas estão usando células cilíndricas por enquanto, mas as novas químicas tendem a estar em bolsas.”

Isso apresenta ainda mais dilemas aparentemente intratáveis ​​com os quais a About:Energy está tentando ajudar os pioneiros da AAM com altas expectativas a lidar.

Fonte: CHARLES ALCOCK • Editor-chefe / AIN