Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Manual das baterias recarregáveis STA - Coggle Diagram
Manual das baterias recarregáveis STA
Recarregando pilhas de Níquel (NiCd / NiMH)
Geral
Altas temperaturas podem danificar a pilha de níquel
Abertura de segurança para excesso de pressão
Absorve 100% da energia até os 70% da carga. Depois disso, a temperatura e a pressão começam a aumentar e a eficiência do carregamento cai para 91%
Tipos de carregadores
Lentos: 14 a 16h / 0,1 C / Pilhas mornas ao toque
Rápidos: 3 a 6 h / 0,3 C / Pilhas frias ao toque
Super-rápidos: 1 h / 1 C / Melhor eficiência de carga
Métodos alternativos
Carregamento reverso -- intercalar pulsos de carga com pulsos de descarga reduz o efeito memória e aumenta a vida útil
Carregamento por etapa diferencial -- Aplicar uma corrente incial de 1 C e intercalar com períodos de resfriamentos, abaixando a correnta a cada pulso
Carga pulsante: aplicada ao final da carga para manter a bateria carregada -- VALORES DIFERENTES PARA NiCd e NiMH!
Detecção de final de carga
Sensibilidade à temperatura: baixo custo a baixa precisão (risco de sobrecarga)
Variação da temperatura no tempo: ótimo para carregadores super-rápidos
NDV (Negative Delta V): Detecção de pequena queda de tensão que ocorre ao final da carga
Recarregando baterias de Chumbo-ácido
Características gerais
Limitar tensão ao invés da corrente --> 2,30 a 2,45 V
12 a 16 horas, sendo 5 horas para chegar em 70%
A célula não pode permanecer com tensão acima da nominal após o carregamento completo
Existem diversas incertezas a respeito das melhores práticas ara carregar baterias de chumbo
Método de carga
1º etapa: Corrente contínua (1 C)
2º etapa: tensão contínua (2,3 a 2,45 V)
3º etapa: Corrente de flutuação para compensar a auto-descarga
Recarregando pilhas de lítio (Li-Ion / Li-Po)
Circuito de proteção
Integrado à bateria
Tmáx = 90º C
Vmáx = 0,3 V por célula
Vmín = 2,5 V por célula
Método
Etapa 1: Corrente a 1 C, tensão sobre até 4,2 V
Etapa 2: Tensão fixa em 4,2 V, corrente cai até 0,03 C
Etapa 3: carga de pico de 1 h a cada 500 h para compensar autodescarga
Características
Tempo de carga = 3 horas
Não se aplica carga pulsante! Autodescarga compensado po carga de pico
Não aquecem significativamente durante o carregamento
Detecção de fim de carga
Tensão em 4,2 V e corrente em 3% de C
Dúvidas
Qual a tensão típica de descarga da pilha de níquel?
Como projetar um circuito de carga pulsante para Li-Ion?
A vida útil das vaterias de níquel também varia em função da profundidade de descarga? E as de lítio?
Condições de temperatura
Todos os tipos devem ser carregados preferencialmente entre 5º C e 45º C
Carregar fora dessas condições pode resultar em cargas incompletas ou até abertura
Carregadores Ultrarrápidos
Corrente altíssima na primeira etapa de carga
NiCd chega até 90% - necessário carga pulsante pra atingir 100%
Apenas para baterias preparadas para isso!
Recomendado que o carregador verifique a saúde da bateria antes de iniciar a carga
Sensoriamento de temperatura muito preciso
Tempo de carga visado = 30 min
Carregadores inteligentes
Chips de carga comerciais
Vantagens
Permite mais foco no equipamento do que no circuito de carga
Facilita o projeto de carregadores
Desvantagens
Algorítimo de carga fixo, não permitindo outros métodos de carga
Não considera a saúde da bateria
Microcontroladores trazem mais versatilidade pelo mesmo custo
Descarga de baterias
Propósitos de um bateria
Ser capaz de armazenar energia e liberá-la no tempo apropriado de forma controlada
Ser capaz de atender a demanda de energia no tempo
Ser capaz de entregar toda a energia disponível sem desperdício
Taxa C
C = corrente que a bateria pode fornecer durante 1 hora
Exemplos: Uma bateria de 1000 mAh consegue fornecer
1000 mA durante 1 hora na taxa 1 C
500 mA durante 2 horas na taxa 0,5 C
2000 mA durante meia hora na taxa 2 C
Analisador de bateria
Descarrega a bateria a 1 C e verifica quanto tempo ela dura. Se dura 1 hora, então ela tem 100% de capacidade. Se dura 30 min, então ela tem 50% de capacidade. E assim por diante.
Caracteírsticas
Quanto maior a taxa de descarga, menor a capacidade aparente, devido às perdas causadas pela rápida queda de tensão, que aumenta a resistência interna
Quanto menor da taxa de descarga, maior a capacidade aparente, devido o aumento lento da resistência interna
Baterias Li-Ion geralmente são protegidas contra taxas maiores que 2 C
Profundida de descarga
Níquel
0,9 a 1,0 V por célula
Chumbo-ácido
1,75 V por célula
A tensão cai gradualmente com a descarga
É possível determinar a carga atual medindo a tensão atual
Lítio
3,0 V por célula
Profundidade de descarga x vida útil
Quanto menor a profundidade de descarga de cada ciclo, maior o número de ciclos que a bateria consegue atingir
Chumbo = mais afetadas
Níquel = menos afetadas