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terça-feira, 19 de novembro de 2013

Como Despertar Baterias Li-ion Adormecidas

Não tem mágica alguma, nem mesmo tão grande segredo, é apenas um inconveniente operacional, mas que provém de necessidade técnica premente: Os SoCs (estados de carga) das células de Li-ion e de Li-Polímero não despenca, repentinamente (como ocorre com outros tipos de baterias, de outras tecnologias), enquanto elas estão operando sob carga (alimentando o consumidor). Todavia (e, por isso mesmo) os consumidores que elas alimentam, muitas vezes, NÃO PODEM CONTINUAR OPERANDO, enquanto a tensão que elas oferecem já caiu bastante e, TÃO POUCO ELAS PODERÃO VOLTAR A SER REARREGADAS, PELA VIA DO CARREGADOR EMBARCADO NO CONSUMIDOR, caso o SoC delas caia demais. Ocorre que dispositivos eletrônicos especiais de proteção são empregados, para supervisionar as operações de carga e de descarga, os quais, muitas vezes, PODEM IMPEDIR QUE AS BATERIAS SEJAM RECARREGADAS, a menos que elas sejam removidas, e A RECARGA SEJA FEITA A PARTE. Além do mais, existem níveis adequados para a tensão de saída do carregador, que devem ser superiores à tensão especificada como típicamente os oferecidos por tais células (Ex. recarregar com 4,2V, em vez de 3,7V), principalmente se elas estiverem "dormindo", com tensão abaixo de algo em torno de 2,5V (mas não mortas, quase nunca mortas).


Advertências:


As baterias de íons de lítio / lítio polímero são extremamente densas em energia. Isso as torna ótimas para reduzir o tamanho e o peso nos projetos de aparelhos / dispositivos que as utilizem. No entanto, elas podem não ser "tão seguras", se não forem seguidos os devidos cuidados. Carregar ou utilizar a bateria, de maneiras inadequadas, pode causar explosão, ou mesmo incêndio.

As baterias de íons de lítio são classificadas como materiais perigosos classe 9 (UN3480 e UN3481 da Comissão das Nações Unidas de Peritos sobre o Transporte de Mercadorias Perigosas), descrito como uma fonte de energia com alta densidade de energia e materiais perigosos em uma caixa de metal fechada!

A sua instalação deve seguir rigorosamente normas nacionais de segurança em conformidade com o gabinete de encapsulamento, a instalação, o tempo de vida, o estado aparente, acidentes, marcações, e as exigências de descarte da aplicação final.

A instalação deve ser realizada apenas por instaladores profissionais. Desligue o sistema e verifique a existência de tensões perigosas antes de alterar qualquer conexão! As baterias de íons de lítio devem ser manuseados apenas por pessoal qualificado e treinado.

Verifique se a bateria de íons de lítio está desligada antes de iniciar a instalação e não conectar carregamento por wakeups ativos antes do final da instalação.

Há cinco coisas principais a serem observadas antes e durante o carregamento e uso de baterias de íon de lítio / lítio polímero:
  • Não carregue-as com uma fonte de alimentação que forneça uma tensão elétrica acima de sua tensão máxima segura (4,2V por célula ou grupamento paralelo de células);
  • Se possível, não as deixem descarregar abaixo sua tensão mínima de segurança (2.9V);
  • Não as forcem fornecer mais corrente do que elas podem fornecer (digamos cerca de 1C a 2C ) - geralmente sob os cuidados de qualquer circuito de proteção de células; (Aprenda mais sobre Taxa de Descarga  (Taxa C))
  • Não as façam carregar sob uma corrente superior bateria pode, também, fornecer (digamos cerca de 1C ) - geralmente sob os cuidados de qualquer circuito em células de proteção, mas também definido isso no próprio carregador, preferivelmente, ajustando a taxa de carga.
  • Não carregue as baterias debaixo do sol ou em ambientes acima ou abaixo de certas temperaturas (geralmente cerca de 0 - 50° C).
Para detalhes específicos sobre cada bateria, é altamente recomendável que você olhe atentamente para a folha de dados para saber sobre as tensões, as correntes e as temperaturas seguras, pois eles podem variar de tipo-específico de célula para célula.

Em geral, para as baterias que são vendidas, o circuito de proteção e gestão de carga (1) se encontra conectado e embutido no corpo da pilha. Isso é muito comum mesmo para as pequenas células Li-Polímero.

Todavia, é altamente recomendável que você verifique a folha de dados (ou pela imagem do produto), para certificar se um circuito de proteção embutido realmente existe, pois há casos em que eles não existem.

Se você não vê qualquer placa de circuito embutida, a célula pode ser "bruta" - essas são células-primas, e elas não são, em si, protegidas, mas elas podem ser muito convenientes para que você faça seus próprios pacotes de Li-ion / Li polímero recarregáveis.

Sim, células de baterias de Li-íon / Li-polímero brutas podem mesmo se incendiar (ou até explodir) quando operadas em sobretensão / sobrecarga no carregamento / descarregamento. Mesmo se elas têm Circuito de Proteção, quando este protege apenas na descarga (mas não supervisionam a recarga, circuitos mais simples e baratos), elas ainda podem explodir / incendiar se houver sobretensão durante o carregamento.

Também, para que o eletrólito contido nelas não vaze, já que elas são pensadas para serem usadas em qualquer posição, elas são, todas, completamente seladas (aparte da embalagem que também envolve o circuito de proteção), o que impede, inclusive, que elas gaseifiquem, durante o carregamento ou que possam recombinar suas partículas móveis (íons), com a atmosfera do ambiente externo, podendo suportar, ainda, pressões de até 10.000 psi.

ATENÇÃO: eu recomendo a todos que deem uma boa lida num artigo deste blog titulado "Regulamentação Sobre Transporte de Remessas Baterias de Lítio", para que não haja problemas quanto a remessas de baterias de lítio, pois que existe uma série de recomendações e mesmo normas, pois elas não podem ser feitas de qualquer jeito.


Wakeups Ativos:


De maneira geral mas, principalmente nas de maiores porte, as baterias Li-ion contém, internamente ao seu pacote, uma rede de circuitos, elementos de proteção, que protegem o conjunto de células da bateria contra eventuais abusos, tanto os que podem ocorrer durante a operação de consumo da sua energia, quanto durante a operação de regeneração, que ocorre proveniente de máquinas elétricas (motores operando como geradores durante as frenagens da máquina), quando tal motor é empregado e pela a bateria é visto, também, como carga durante a tração da máquina, assim como quando, também, operamos a recarga da bateria, tomando energia a partir da rede elétrica ou outra fonte.

Assim, estamos falando de baterias de íons de lítio (e congêneres), dotados com um sistema integrado de gestão da bateria. No entanto, esta importante salvaguarda tem uma desvantagem, que é a de, ocasionalmente, poder transformar a bateria numa "bela adormecida" se a bateria for, efetivamente, totalmente descarregada (ou ir abaixo de um limite mínimo de carga) e, principalmente no caso de se armazenar uma bateria nominalmente descarregada, por um certo período de tempo, isso pode ocasionar isso.

Durante o consumo normal, se a tensão de uma célula, caindo, atinge um certo valor pré-definido baixo, significa que a bateria descarregou até a sua capacidade nominal minima de armazenagem. No entanto, ainda assim a ação de descarga poderá continuar (e efetivamente continua, mesmo que lentamente e, mesmo com a bateria estando fora de operação e não fornecendo mais energia a um consumidor).

A isto chamamos de "auto-descarga" que ocorre durante o armazenamento, e que reduz gradualmente a tensão de uma bateria (que já está nominalmente descarregada), abaixo do valor de seu limiar nominal mínimo preestabelecido e, com isso, o circuito de proteção mencionado anteriormente, acabará por cortar a sua própria operação, inibindo a possibilidade de se recarregar normalmente a bateria, se a tensão por célula cair abaixo de, digamos, algo entre 2,20V e 2.90V (p/ baterias de íons de lítio ou Li-polímero).

O recondicionamento baterias Li-ion que se encontram neste estado, pode exigir uma reativação especial da bateria. Felizmente, tal reativação baterias Li-Ion latentes pode, muitas vezes, ser feita de maneira muito fácil, uma vez que muitos carregadores e analisadores de bateria têm um recurso de reforço (boost) separado, que envia uma pequena corrente de carga para ativar o circuito de proteção, juntamente com a provisão da corrente de carga normal.

Alguns carregadores e analisadores de bateria, incluindo aqueles feitos pelo fabricante Cadex, apresentam esta característica de despertar ou  "boost" (impulsionar) para reativar e, em seguida, recarregar as baterias que "caíram no sono". Sem esse recurso, um carregador comum entenderia estas baterias como inservíveis ao carregamento e sugeriria que os pacotes fossem descartados.

Com recurso de "boost" se aplica, inicialmente, uma pequena corrente de carga, para primeiro ativar o circuito de proteção e, em seguida, começar com uma carga normal. Se este recurso de reforço não despertar a bateria dentro de um minuto, muitas vezes pode não haver mais nada que os usuários possam fazer para que a bateria seja trazida de volta à vida. Atentem, aqui, para não confundir a característica de "Função Boost", com a arquitetura de carregadores com "topologia boost" (que faz contraponto com topologia buck, ou que agrega ambas, como topologia Buck-Boost: apesar do termo "boost" empregado ser o mesmo elas querem significar coisas diferentes, mas, que no entanto, costumam mesmo ser confundidas.

Modo adormecido de uma bateria de íon de lítio
Também. todavia, não se anime demais pois, não é recomendável que se tenha muitas esperanças em tentar arrancar de volta à vida a partir da latência, baterias à base de lítio e congêneres que desceram abaixo de uns 1.5V por célula, principalmente se isso persistiu por um período de tempo considerável (principalmente no caso dos pacotes de baterias de maior porte). Ocorre que shunts de cobre podem ter se formado no interior das células que podem levar a um curto-circuito elétrico, parcial ou total . Quando forçar a recarregar, uma célula pode se tornar instável, fazendo com que o calor seja excessivo ou apresentando outras anomalias.

A função " boost" pelo equipamento da Cadex, interrompe a carga se a tensão não subir normalmente, dentro de um intervalo de tempo pré-determinado.

Algumas baterias totalmente descarregada podem ser "impulsionadas" para a vida novamente, porém, não perca tempo e descarte a(s) célula(s\), se a tensão não subir para um nível normal dentro de um minuto (≥ 2,6V), enquanto a baterias é mantida em "boost".

Um estudo feito pela Cadex para examinar as baterias descartadas revelou que três em cada dez baterias são retiradas de serviço devido ao excesso de descarga (baterias com tensão abaixo de um minimo necessário para serem carregadas normalmente por seus equipamentos de recarga). Além disso, 90 por cento das baterias devolvidas não têm culpa por não se recarregarem, ou podem facilmente ser revividas.

A falta de dispositivos de teste no nível de serviço ao cliente é, em parte, a culpa pela alta taxa de substituição de baterias. A maximização da vida útil das baterias poupa dinheiro e protege o meio ambiente.

A seguir é apresentado um vídeo documentário mostrando o processo de reviver uma bateria Li-ion vítima de sub-tensão (perto de zero Volt e, digo vítima pois "alguém" poderia (e deveria), preventivamente, ter evitado que ela ficasse assim) pois todo fabricante / montadora enfatiza em seus manuais de usuário:

"Evite deixar o veículo parado por mais de 14 dias em que indicador de carga da bateria Li-ion atinge um zero ou perto de zero (estado de carga disponível )."

Usando um analisador Cadex com Função Boost:


A célula de Li-ion morta é uma unidade recém-comprada, mas chegou morta a partir da expedição apresentando uma tensão perto de zero volt.

Um carregador de Li-ion Universal simplesmente não conseguiria detectar e carregar a célula de bateria morta, devido ao circuito interno de proteção do pacote da bateria inibir qualquer corrente que tente fluir para dentro (ou para fora da bateria).

Depois de ser processado pela Função Boost do equipamento de recuperação da Cadex, o carregador universal passará a reconhecer imediatamente a célula de Li-ion e inicia o processo de carga normalmente e o processo de carregamento normal poderá voltar a ser executado novamente, sem mais a necessidade da Função Boost.


NOTAS : 1- Se, por alguma dificuldade técnica, o vídeo acima não estiver aparecendo, tente acessa-lo
                    diretamente aqui: "Saving Private Li-ion" - Reviving a under-voltage (close to Zero 
                    Volt) Li-ion battery;

               2- O processo de calibração na estação #2 foi mostrado apenas para demonstração. Já, a
                    calibração na estação #1 já foi realizado antes de fazer esta gravação.

Então alguém me pergunta: Como faço para obter acesso a um Cadex C7200, se eu não possuir um ?

Muito provavelmente as maiores empresas que ofereçam serviços de manutenção de telefonia celular ao consumidor vão ter uma dessas unidade Cadex (ou similar) em sua loja para ajudá-lo a reviver uma (ou várias) célula Li-ion que se encontram no "modo sleep". Não desista ainda da sua bateria Li-íons!

Uma questão é que eu não encontrei na Cadex, oferta de um tipo de equipamento de recuperação para pacotes de baterias de maior porte, como as usadas nos VEs, mas talvez seja possível se recuperar módulos individuais do pacote.

Baterias diferentes apresentam características construtivas também diferentes, e, portanto, os usuários precisam estar familiarizados com a sua bateria específica, a fim de acessar as células individuais dentro do pacote. De maneira geral, um simples voltímetro pode ser empregado para descobrir se as células de uma baterias ainda estão funcionais, e ao mesmo tempo para garantir que todas as células da baterias estão produzindo uma tensão semelhante.

Lembre-se de que as baterias Li-íon são funcionais, com uma tensão de operação nominal entre 2,8 volts para 4,2 volts. Uma vez que um usuário descubra a célula com defeito, deve sempre substituir aquela célula por uma nova de mesmo tipo (tensão nominal, capacidade nominal e química).

Renovando suas próprias baterias Li-íons, você pode efetivamente aumentar a vida útil da sua bateria, poupando dinheiro e ajudando a proteger o meio ambiente. Na busca por adquirir células para reposição, depois de ter encontrado um produto que lhe pareça favorável, sempre examine bem as fotos e leia cuidadosamente as descrições do produto, em caso de dúvida, nunca se faça de rogado em entrar em contato e inquirir o vendedor.

Quando tudo o mais falhar, os usuários podem sempre tentar, também, reformar o circuito de proteção do Li-ion. Normalmente, isso é feito quando uma ou mais células de bateria começa a produzir voltagens diferentes das outras células. Ao trabalhar no circuito de proteção, é imperativo se certificar de que todas as células da bateria estejam sem defeitos para poderem ficar ligadas ao circuito energizado.

No caso de baterias maiores é sempre muito importante incluir um sensor de temperatura que interrompa a corrente elétrica com a presença de elevado calor nas células. Além disso, os usuários devem sempre certificar-se de que as células substituídas estão conectadas com o respectivo circuito de proteção antes de operar a bateria.

Lidando com Pequenas Baterias de Li-Polímero e Li-íon:

(antes, leia Nota 1, no final da postagem)


Com poucos recursos, qualquer um pode "despertar" e manter funcionando pequenas e caras baterias de íons de Lítio ou Li-polímero, preguiçosas e adormecidas (de fato, elas podem, muitas vezes, ser ressuscitadas, mesmo depois de meses dormindo, com técnica adequada e ainda parecerem mais eficientes do que quando novas!). Gastando pouco e, com algum conhecimento técnico e poucos recursos ferramentais próprios, isto é possível e, eu creio, você irá se surpreender como isso pode dar realmente certo.

Não há grande segredo, na verdade é bem simples. Você só precisa ter em mãos uma fonte CC cuja saída posa ser ajustável, para poder fornecer um valor de tensão CC adequado e com uma boa precisão ao carregamento. A propósito, a fonte de alimentação CC que eu emprego como carregador não é nada especial mesmo mas, se trata de uma fonte de PC (computador pessoal), que estava descartada e que foi adaptada.

Qualquer antiga fonte de alimentação PC-ATX (por exemplo) pode ser adaptada para trabalhar como uma fonte de bancada de laboratório de ensaios, ou como um carregador de baterias, e o resultado é uma fonte de alimentação de muito boa capacidade, que pode oferecer, simultaneamente, saídas de 3,3V, 5V, +12V e -12V, como fonte de tensão fixa de bancada, ou ajustável (depois de uma adaptação) para servir, também, de carregador de baterias.

Colocando-se uma resistência de carga, que ofereça um consumo mínimo, em torno de uns 0,2 a 0,5 Amperes, pois é necessário existir consumo na saída de +5V, a fonte de alimentação PC-ATX conectada à tomada de força da rede elétrica CA, pode ser ligada, por meio de pequeno interruptor extra (da mesma forma como ele era ligada quando se encontrava no gabinete do seu PC). O interruptor não precisa ser, necessariamente, do tipo de ação momentânea (pulsante, como o que há no gabinete do PC) mas, podendo ser, inclusive, uma chave SPST comum.

A capacidade de fornecer corrente das saídas, é limitada, em cada saída, respectivamente, para aquilo que a tal fonte é especificada pelo seu fabricante, e isso é bom que se conheça, de antemão.

Com pequenas modificações, inserindo-se elementos de ajuste (trimpots e/ou potenciômetros + resistores), tanto a tensão da saída de +12V (por exemplo), quanto a da saída de 3,3V (por exemplo), podem ser ligeiramente alteradas, no caso, para poder fornecer um valor maior.

Como carregador lento de baterias automotivas de chumbo-acido (ou outras) de tensão nominal de 12V, como as comumente utilizadas em carros e de motos, o ideal é que a saída da fonte PC-ATX possa ser variada para até uns 13,8V.

Já, para carregar pequenas baterias de Lítio-polímero, desas utilizadas em aparelhos de MP4 Players e Dispositivos Móveis de Comunicação, quando tratar-se de baterias com tensão nominal de 3,7V, poderemos empregar, para o carrega,mento dessa bateria, a saída de 3,3V da fonte, modificada para variar de valor, de modo que ela possa chegar até uns 4,1V ou 4,2 V. Esse valor de tensão é o suficiente para que haja o "Efeito de Boost" (não função boost), ou seja, que a tensão oferecida ao carregamento da bateria seja suficiente para:
  1. Vencer a parcela de tensão minima de carregamento da célula, mais;
  2. Vencer a parcela de tensão que é debitada (e necessária) para o funcionamento do circuito de proteção e supervisão de carga, que existe embutido em todas as baterias de Li-íon (um para cada célula ou conjunto de células associadas em paralelo). 
A regra para termos o efeito boost é aplicarmos, para o carregamento, uma tensão de alimentação que seja entre 0,4 e 0,5V superior ao valor da tensão nominal da célula. Assim, Havendo apenas uma célula (ou um conjunto de células associados em paralelo), a tensão nominal da bateria de Li-Polímero é de 3,7V e da bateria de Li-íon é de 3,8V e, carregando-se com 4,1V, já é suficiente para haver o efeito boost. Todavia, carregar com 4,2 é melhor e mais garantido para os dois casos de baterias, indistintamente (mas nem toda fonte PC-ATX permitirá subir a saída de 3,3V para alem de 4,1V).

Assim, a necessidade de uma tensão de carregamento superior em aprox. 0,4 a 0,5V por célula (ou arranjo de células em paralelo), no caso ideal, devendo ser de 4,2 V para célula de Li-íon-polímero, não é para "forçar" a eletroquímica da bateria, não, mas é para prover o efeito boost.


Já. em tratando-se de pacotes de baterias com células associadas em série, podemos ter bateria de Li-Polímero valores nominais de tensão múltiplos de 3,7V  (7,4V, 11,1V, por exemplo). Então precisaremos adaptar para ser ajustável outra saída da fonte, que nos forneça tensão maior e continua valendo a regra de aplicarmos uma tensão 0,4 a 0,5V superior a tensão nominal da da célula, por célula associada em série. Por exemplo, bateria de tensão nominal de 7,4V, podemos carregar com efeito boost com 8,2 a 8,4V.

É necessário se tomar o cuidado de não sobrecarregarmos nenhuma saída da fonte, excedendo a sua capacidade de fornecer corrente. Se utilizamos a saída de +12V, por exemplo, ajustada para 13,8, para carregar de modo lento uma bateria auxiliar de chumbo-ácido de automóvel, podemos, com facilidade, demandar dessa saída da fonte uma corrente da ordem de 5 ou 10A (é típico que está saída suporte operar com correntes relativamente elevadas, o que possibilita operarmos o carregamento até de baterias 12V relativamente grandes de uns 65 A.h).

Todavia, se nós associarmos em série as saídas de +12V e de -12V, para, por exemplo, obtermos uma fonte de 24V, ideal para se empregada em ensaios de automação industrial, devemos tomar o cuidado de perceber que a limitação da capacidade de fornecer corrente ficará dependente da saída que é a mais fraca, ou seja, no caso, a saída de -12V, que em geral, pode fornecer corrente de apenas 1A, ou menos..

Sobre as modificações necessárias para tornar as tensões de saída da fonte ajustáveis, há alguns anos atras, eu postei um tutorial sobre tais adaptações, aqui: Fonte PC-ATX como carregador de Baterias

Mesmo provendo uma sobretensão (com respeito ao valor da tensão nominal da bateria, mas que ainda está dentro dos limites seguros da operação de carregamento) para garantir um "efeito boost", em muitos casos de baterias adormecidas, talvez você precise ser paciente e alternar entre 3 ou 4 ciclos compostos de etapas de carregamento e etapas de descanso, com intervalos de tempo de 1 a 3 horas.

A minha experiência me ensinou que não parece haver necessária precisão quanto ao tempo destes intervalos mas, o fato é que as baterias adormecidas tem que descansar, antes de continuar acordando, para que a química dela se estabilize entre uma tentativa de carregamento e outra. Detalhes relacionados à essa necessidade podem ser vistos em meio a outra postagem deste mesmo blog: A Nova Química da "Bateria Lagarto" do Nissan LEAF e a Nissan no Brasil.

Em muito casos, se você tentar realizar o carregamento de uma só vez, você pode deixar a bateria adormecida conectada a fonte CC por várias horas, mas ela não irá se carregará. Quando, por fim, a bateria, uma vez desconectada da fonte que a alimentava durante o carregamento, tiver conseguido firmar a sua tensão em (no caso 3,79 V na figura abaixo), não variando seque um pouquinho (tipo duas dezena de milivolts já é muito), isso sendo verificado algumas vezes ao longo de, pelo menos, uma hora de observação em descanso, então a bateria está pronta. Ela está, não apenas devidamente acordada, como plenamente carregada, pronta para uso.


Eu me surpreendi com o resultado pratico desse processo de acordar baterias adormecidas que, por exemplo, uma de um MP4 Player que havia me chegado há cerca de 1 ano antes, quando a plena carga da bateria eu ouvia músicas (com um fone dos grandes) por cerca de 4 a 5 horas. Depois de ter deixado a bateria descarregar e, em seguida, deixá-lo adormecer por uns 4 meses agora, com a mesma bateria, mesmo envelhecida, dormida e acordada (pelo processo descrito acima), pelo menos nesta primeira semana de uso, a duração da carga plena em termos de ouvir musica continuamente, com o mesmo fone de ouvido, está sendo da ordem de 12 - 15 hs ( 3X mais do que quando ela era nova !!!!!!).

Outras 2 peças de bateria Li-ions-Polímero que eu "acordei", me foram doadas pelo do dono de uma loja de baterias (Rei das Baterias), Rua Sta Efigênia  299 A, São Paulo, Centro (um bom lugar para se visitar e explorar, fora dos horários de pico, quando se pode ser melhor atendido), que eram "estoque velho", "dormidas por quase de 1 ano", sendo dadas como "perdidas" (só que não). Todas as peças que ressuscitei, até agora, são de baterias pequenas, na faixa de 280 mA.h a 500 mA.h (pois são as que cabem dentro do meu aparelho de MP4). No entanto eu estou certo de poder "acordar", também, em muitos casos, baterias maiores e mais caras, com segurança e com poucos recursos.

Como verificação final do sucesso do acordar / carregar, constatada que a tensão se manteve estável, (em, por exemplo, 3,7 V para uma Li-Polímero típica), resta, agora, fazermos um teste com carga, podendo utilizar um resistor de 15 Ohms (2 Watts, de acordo com o porte específico destas baterias que eu lidei), ligado a ela por, por exemplo, um tempo de uns 3 - 5 min. Se a tensão reduzir apenas da ordem de uma ou duas dezenas de milivolts, está OK. Fechou!

Notas:


  1. Do mais simples, até o mais complexo, existem vários tipos de Circuito de Proteção e Gestão de Carga, sendo que, os mais simples, apenas protegem na descarga (mas não supervisionam a recarga). Estes primeiros (que em geral são os empregados em pequenas Baterias de Li-Polímero e Li-íon), têm, simplesmente, a finalidade de impedir que as baterias sejam sobre-descarregadas, ou seja, que durante a fase de consumo, a tensão delas afunde tanto que venha a causar o "adormecimento" que "parece" significar a "perda permanente de capacidade da bateria". Estes circuitos de proteção operam por, simplesmente, desconectar a carga, quando a tensão da bateria atinge um determinado limiar mínimo e, a isto, chamamos de "bloqueio de saída por subtensão". Todavia, o adormecimento ocorre, e se agrava, se esta bateria "plenamente descarregada" for armazenada (guardada) neste estado pois, apesar de seu minúsculo consumo de corrente (da ordem de 5 - 10 μA), este circuito de proteção continuará a consumir, gradualmente, a carga restante na química da bateria, indefinidamente. Todavia, nestes casos, quando apenas proteção contra sobre-descarga de consumo é empregado, nada impede que a bateria seja recarregada, mesmo sem a necessidade de emprego de "função boost" alguma, propriamente dita. Abaixo segue um exemplo típico de arquitetura de circuito eletrônico para este tipo de aplicação:


Este circuito é idealizado para uma única célula de bateria Li-ion / Li-Polímero, onde a tensão de bloqueio de saída (quando o circuito de proteção desliga o consumidor da por bateria), é de 3.00V. Esta tensão, definida pela relação de R1 e R2, é detectado no nó A. O LT1389 não é apenas mais um CI referência de tensão: Seu consumo de energia muito baixo, o que o torna uma escolha ideal para aplicações que requerem a vida máxima da bateria e excelente precisão. Ele exige apenas 800 nA de consumo, e fornece precisão de tensão inicial de 0,05% e 20 ppm / ° C de variação, até a temperatura máxima de operação, representando 0,19% de precisão absoluta na faixa de temperatura comercial e 0,3% na faixa de temperatura industrial.

    2.     Circuitos de Proteção e Gestão de Carga mais complexos, não apenas protegem contra sogre-descargas mas, também, gerenciam o carregamento e, podem incluir, ainda, a função de balaneamento inter-células, tanto para os casos de arranjos de múltiplas células ligadas em paralelo, quanto, como no caso de pacotes de várias células associadas em série. Uma boa referência de material, que eu recomendo, para estudo desses casos todos, são as Folhas de Dados de Baterias e Notas de Aplicação da Seiko Instruments Inc.

Veja Também:


A Eletroquímica do Lítio e sua Aplicação em Baterias de VEs (Parte 1/5)



O Básico Sobre o Sistema de Tração de Veículos Elétricos


26 comentários:

  1. Ola!
    Sr. Andre,
    Pesquisando na web, entrei neste blog e vi que o Sr, conhece muito deste assunto.,....Meu nome e Sidnei, eu adquiri recentemente uma motocicleta elétrica da marca Zero Motorcycles (americana, feita na Califórnia) o modelo e " Zero S " fabricada em 2010, tem alguns testes desta moto aqui no Brasil, e algumas materias no google.
    Acontece que esta moto e zero quilometro, nunca foi usada, porem ficou 1/5 parada. A bateria e de ion lithium mas não carregando, deixei por alguns dias, mas nao esta carregando mais,
    Acredito que seria o caso de trocar todo o pacote das células no interior da bateria, mas como trata-se de uma motocicleta importada, que tinha distribuidor no Brasil (GRUPO IZZO) mas nao tem mais , devido a quebra do Grupo Izzo, Minha pergunta e: Existe alguém ou alguma Empresa que seja gabaritada que o Sr conheça para abrir esta bateria e trocar o pacote inteiro das células?...se nao me engano, sao em torno de 130 celulas dentro da bateria, a mesma pesa 47KG. Seria possivel esta operacao? abs. obrigado.

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    1. Dizem que São Paulo tem de tudo do mundo: Estou tentando descobrir se alguém tem uma Cadex com Função Boost para ajudar o Sr. Sidnei Prado (e muitos outros que, em breve ou mesmo agora, necessitam desse tipo de serviço.

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  2. Boa tarde amigos,

    Estou com o mesmíssimo problema do sr. Sidnei.
    Quando tento recarregar a bateria da moto, a luz vermelha indica baixa voltagem e isso a impede de recarregar.
    Vocês conseguiram alguma solução para o caso?

    Grato,

    Victor Leon Virgilio

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    1. Recomendo aos colegas que estão com esse "mesmo problema", mesmo após terem lido as atualizações aqui, desta postagem, que fiquem ligados às postagens e discussões do grupo de Facebook: https://www.facebook.com/groups/veiculos.eletricos/

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  3. Olá André
    Conseguiram resolver os problemas das motos elétricas????
    Também sou proprietário de uma Zero Motorcycle S 2010 e a batéria provavelmente esteja "adormecida" pois não carrega.
    estarei no aguardo
    Grato
    Rodrigo Stefanini

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    1. Quanto ao Sidney Prado, conversei com ele recentemente e ele já não tem mais a moto Zero Motorcycle S 2010 dele, pois ele vendeu-a. Quanto ao Victor Leon, eu não tenho nenhum contato com ele.

      Ser você estiver na região da Capital de São Paulo, Rodrigo, eu mesmo posso tentar ajudar você. Um pacote de baterias de moto já me é possível de ser "acordado", restaurado e recuperado (com eventual troca de células dos módulos do pacote, se necessário), agora.

      Eu creio que já tenho experiencia e recursos próprios o suficiente em minha oficina local para recuperar a maioria dos casos (ou, quando não, poder explicar muito mais claramente o porquê).

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  4. Bom dia, Sr. André
    Estou com mesmo problema do pessoal acima, bateria para Moto zero DS.
    Peço seu contato para consulta de orçamento.
    No aguardo.

    Att.

    Orlando

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    1. Funciona assim, Jose Costa: o primeiro contato é feito com uma visita de avaliação e orçamento da minha parte (por essa visita, apenas, nada será cobrado). Todavia, eu só atendo a quem esteja na região da grande São Paulo. Fora dessa área, seria muito complicado eu atender devido a necessidade da remessa da bateria. Se for o seu caso, pode postar confirmação de interesse aqui mesmo , que em seguida formalizamos contato!

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  5. ANDRÉ , BOA NOITE

    PRECISO DO SEU TELEFONE PARA CONTATO OU MESMO ENDEREÇO PARA LEVAR A BATERIA.
    OBRIGADO

    RODRIGO STEFANINI

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    1. Então, Rodrigo, eu resido e trabalho em Osasco, São Paulo. Se você estiver na região da grande São Paulo, sou eu quem irá até o seu local, para avaliar a bateria em locus. Eu levarei algumas poucas ferramentas e, na verdade, só farei medições e testes nela, que você pode ver e acompanhar. Por essa visita, nada será cobrado. Se a minha avaliação resultar em que a bateria pode mesmo ser revivida, então sim, ai ela virá para a minha oficina (e você ou eu mesmo podemos trazê-la). Todavia se você estiver fora da grande São paulo, receio que eu mesmo não poderei ajudá-lo. Contate-me por e-mail: andrellenz@hotmail.com

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  6. ATENÇÃO: eu recomendo a todos que deem uma boa lida num artigo deste blog titulado "Regulamentação Sobre Transporte de Remessas Baterias de Lítio", para que não haja problemas quanto a remessas de baterias de lítio, pois que existe uma série de recomendações e mesmo normas, pois elas não podem ser feitas de qualquer jeito: http://automoveiseletricos.blogspot.com.br/2013/02/regulamentacao-sobre-transporte-de.html

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    1. André, bom dia
      passei um e mail para você.
      Segunda estaremos com a bateria em Osasco, você consegue fazer um orçamento?????
      abs

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    2. Beleza, Rodrigo! Já te respondi, também por e-mail! Abraços!

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  7. Bom dia, André
    Você recebeu meu e-mail?
    Aguardo. seu contato.

    Att.

    Orlando

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  8. Boa tarde, André
    Você recebeu meu e-mail?
    Aguardo seu contato.

    Att.

    Orlando
    joc@icosta.com.br

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    1. Ola. Jose Costa. Recebi, sim. Hoje eu recebi, também, a bateria da Zero Motorcycle do Rodrigo Stefanini e eu apenas comecei a trabalhar com ela. Por isso eu preciso de alguns dias, pois, não dá para mim acumular o trabalho de lidar com duas ao mesmo tempo, só disponho de um equipamento de carregamento e meu laboratório é pequeno por isso eu te solicito, por gentileza, que aguarde alguns poucos dias. Obrigado. Abraço.

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  9. Boa tarde, André

    Sobre a BATERIA da minha moto ZERO DS elétrica, você já tem como pegar para analisar?

    Você poderia fazer contato direto pelo e-mail abaixo.


    Aguardo seu contato.

    Att.

    Orlando
    joc@icosta.com.br

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  10. Boa tarde, André


    Você poderia fazer contato direto pelo e-mail abaixo.


    Aguardo seu contato.

    Att.

    Orlando
    joc@icosta.com.br

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  11. Boa tarde Sr. André,

    Gostaria de esclarecer umas dúvidas com relação ao tópico: "Lidando com Pequenas Baterias de Li-Polímero e Li-íon"

    Tenho uma bateria de Li-ion (3,8V x 2000mAh) que está com zero-volt e gostaria de aplicar o efeito boost para tentar reativá-la.
    Minha primeira dúvida é se devemos aplicar esta carga em modo de tensão-constante ou corrente-constante?

    Se for em modo corrente-constante, qual seria a corrente a ser aplicada: 0,1C, 0,5C, 1C, etc.?

    Mas pelo que entendi da sua explicação acredito que deve ser em modo tensão-constante e aplicar uma tensão em torno de 4,2 a 4,3V (+0,4 a 0,5V acima da tensão nominal), porem ainda resta a dúvida: é necessária alguma limitação na corrente fornecida? (algo como 0,1C ou 1C), ou, qual a mínima corrente necessária para produzir o efeito boost neste caso?

    Obrigado.

    André Freire
    andre.freire.fernandes@gmail.com

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    1. Esclarecendo, André Freire, O IDEAL é mesmo operar o carregamento em modo de corrente constante, acima de 2C, mas abaixo do limite máximo especificado pelo fabricante (isso precisa ser olhado na folha de dados do produto). Todavia, é notório que muito poucas pessoas têm uma fonte de alimentação CC que permite regular a corrente de saída, assim, sugiro que você fique com a dica de O POSSÍVEL, que é a de ajustar a tensão de saída (em aberto) da fonte (com capacidade de corrente de saída superior a da bateria) para 4,2V (4,3V eu creio que já é muito) pois é com essa tensão aplicada, aproximadamente, que se atingirá o ponto de boost (sobrecarga) adequado para arrancar a bateria do seu estado de dormência. Se, em no máximo 10 min. de carregamento assim, a bateria não passar a apresentar entre seus terminais (em aberto) uma tensão sustentável acima de 2,4V, então pode desistir, descartando a bateria: ele não está dormindo, mas, sim, morta. Para evitar que você mesmo mate a bateria com boost em excesso, vigie, com a mão mesmo, a temperatura do corpo dela naqueles 10 minutos de carregamento (se o calor chegar a doer, pare o carregamento, reduza a tensão da fonte em 0,1V, espere a bateria esfriar e tente só mais uma vez. Boa sorte!

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  12. Realizamos serviço de recondicionamento de baterias de Íon de Litio,necessitando do serviço entre em contato

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    1. Boa tarde, tenho uma bateria composta de 12 celulas A123 SYSTEMS ANR 26650 que ficaram descarregadas por alguns meses. Vcs as recuperam ? Quanto pode custar ? Onde fica sua oficina ? pode me passar seu telefone e/ou entra em contato comigo pelo
      tecnoforma@tecnoforma.com.br ou cel. 994 860008 .
      Obrigado
      Marco Antonio

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  13. Gostaria de obter algumas informações de seu serviços com barteria LiNiMnCo 48.1V/10.4Ah
    Se voce recupera esse tipo de bateria.

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    1. Dá para enviar uma foto da etiqueta do produto (uma foto da etiqueta de identificação dessa bateria)?

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    2. Boa tarde, estou com uma zero DS 2010, mais um kkkk. Pessoa criei um grupo no Whatsapp caso ainda não tenha é esse o link https://chat.whatsapp.com/8y1QYUWfchDInotEDhi5Ho

      Vamos trocar ideias e nós ajudar, Senhor André tens muito material sobre a Zero DS 2010 parabens sera minha referência.

      Sou João do Rio Grande do Sul.

      51 98300 8087

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  14. Compexcr.com - Uno de los mejores Dell Online Store aviable recambios, batería, cargador, pantalla a precios bajos.

    bateria para

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Este trabalho de André Luis Lenz, foi licenciado com uma Licença Creative Commons - Atribuição - NãoComercial - CompartilhaIgual 3.0 Não Adaptada.