Modos do carregador de LiPo explicados: carregamento equilibrado, carregamento rápido, armazenamento, descarga e carregamento em paralelo

Os modos dos carregadores LiPo foram concebidos para tarefas diferentes. O Carregamento com Balanceamento é normalmente o programa diário preferido para uma bateria LiPo convencional com várias células. O Carregamento Rápido pode encurtar a fase final, o Armazenamento aproxima a bateria de uma tensão de repouso adequada e a Descarga remove energia do pack. Estes programas não devem ser tratados como atalhos equivalentes.

Resposta rápida: Utilize o Carregamento com Balanceamento LiPo para a maioria dos carregamentos completos normais, o Armazenamento quando a bateria não for utilizada em breve e a Descarga apenas quando precisar intencionalmente de reduzir o seu estado de carga. O Carregamento Rápido pode poupar algum tempo, mas, dependendo do carregador, pode terminar com menos balanceamento ou com um estado de carga ligeiramente inferior. O Carregamento em Paralelo não é um modo de química da bateria; é um método de ligação de vários packs compatíveis a um único canal de carregamento.

Antes de iniciar qualquer programa, confirme a química da bateria, o número de células, a capacidade, a corrente de carregamento e o método de ligação. Um modo correto não torna segura uma seleção incorreta da química, uma bateria danificada ou um grupo paralelo incompatível.

Modos dos carregadores LiPo num relance

Carregamento com Balanceamento: a escolha normal para baterias LiPo com várias células

O Carregamento com Balanceamento é normalmente o programa mais adequado para uma bateria LiPo convencional de 2S, 3S, 4S, 6S ou outra bateria com várias células. O carregador utiliza a ligação de alimentação principal para fornecer a maior parte da corrente de carregamento e a ligação de balanceamento para monitorizar as tensões de cada célula.

Durante o carregamento, as células nem sempre aumentam exatamente ao mesmo ritmo. Uma célula pode atingir o limite superior de tensão antes das outras. O carregador reduz então a corrente e utiliza o respetivo circuito de balanceamento para limitar a célula mais avançada, enquanto as células com tensão mais baixa continuam a acompanhá-la.

Os objetivos são:

• Impedir que uma célula exceda o limite de tensão previsto
• Colocar todas as células numa tensão final razoavelmente próxima
• Identificar uma célula que apresenta consistentemente um comportamento diferente
• Fornecer informações mais úteis do que apenas a tensão total do pack

Numa bateria LiPo normal, cada célula termina normalmente perto de 4,20 V. Um pack de três células pode, por isso, terminar perto de 12,60 V no total, mas as leituras individuais continuam a ser importantes. Uma tensão total de 12,60 V não seria satisfatória se uma célula estivesse significativamente mais alta e outra significativamente mais baixa.

Quando deve utilizar o carregamento com balanceamento?

Utilize o carregamento com balanceamento para o carregamento completo de rotina da maioria das baterias LiPo RC convencionais com várias células, especialmente quando:

• O pack tem um conector de balanceamento separado
• Quer ver as tensões das células individuais
• A bateria foi utilizada sob uma carga elevada
• O pack esteve armazenado durante algum tempo
• Está a verificar se está a ocorrer um desvio entre células

Um pack 1S tem apenas uma célula, pelo que não há células para balancear entre si. Ainda assim, requer o modo de química correto e o limite de tensão adequado.

Para consultar o procedimento completo, leia Como carregar uma bateria LiPo com balanceamento.

Modo de carregamento vs. modo de carregamento com balanceamento

A diferença exata entre Carregamento e Carregamento com balanceamento depende do carregador. Em muitos carregadores convencionais, o modo Carregamento concentra-se na tensão total do pack e no cabo de alimentação principal, enquanto o Carregamento com balanceamento também utiliza a ligação de balanceamento para monitorizar e corrigir as células individuais.

Alguns carregadores podem continuar a ler o cabo de balanceamento durante mais do que um programa de lítio. Os sistemas inteligentes proprietários também podem combinar a alimentação e o balanceamento através de um único conector. Como a implementação varia, o manual do carregador é a referência final.

Não assuma que um programa de carregamento com aspeto mais rápido é automaticamente melhor. Poupar alguns minutos é menos útil se o carregador não conseguir mostrar que as células individuais terminaram dentro de um intervalo aceitável.

Carregamento rápido: o que faz e o que não significa

O carregamento rápido é frequentemente mal compreendido. Não significa automaticamente que o carregador aplique uma taxa C mais elevada. A corrente selecionada e o programa de carregamento são definições distintas.

Um carregador pode poupar tempo no carregamento rápido ao:

• Terminar com um limiar de corrente de terminação mais elevado
• Passar menos tempo na fase final de tensão constante
• Reduzir a quantidade de equilibragem final
• Terminar com um estado de carga ligeiramente inferior

O comportamento exato varia consoante o carregador. Em alguns modelos, a diferença é modesta; noutros, pode produzir uma redução mais percetível no tempo final de equilibragem.

O carregamento rápido não é o mesmo que 2C ou 5C

Considere estes dois exemplos:

• Uma bateria pode ser carregada com equilíbrio a 2C quando a bateria e o carregador o permitem.
• Uma bateria pode ser carregada rapidamente a 1C quando o carregador está definido para essa corrente.

A taxa C controla a corrente em relação à capacidade. O carregamento rápido controla a forma como o programa de carregamento conclui o processo.

Quando pode ser útil o carregamento rápido?

O carregamento rápido pode ser útil quando:

• Precisa de uma rotação mais rápida durante uma corrida ou sessão de voo
• A bateria já está devidamente equilibrada
• O manual do carregador explica claramente o modo
• É aceitável uma capacidade final ligeiramente reduzida
• A bateria é inspecionada e monitorizada durante todo o carregamento

Para o carregamento habitual, o carregamento equilibrado continua a ser a opção predefinida mais informativa. Leia Carregamento equilibrado vs. carregamento rápido para consultar a comparação dedicada.

Modo de armazenamento: quando a bateria não será utilizada em breve

Uma bateria LiPo não deve permanecer totalmente carregada nem profundamente descarregada durante períodos prolongados. O modo de armazenamento aproxima o pack de uma tensão celular moderada, mais adequada para permanecer em repouso entre utilizações.

Muitos carregadores têm como objetivo aproximadamente 3,8–3,85 V por célula para uma LiPo normal, embora o valor-alvo exato do programa possa variar. Siga as instruções da bateria e do carregador quando estas especificarem um valor específico.

O modo de armazenamento funciona em duas direções:

• Se a tensão do pack estiver abaixo do nível-alvo, o carregador adiciona energia.
• Se a tensão do pack estiver acima do nível-alvo, o carregador remove energia.

Quando deve utilizar o modo de armazenamento?

Utilize o modo de armazenamento quando:

• Uma bateria totalmente carregada não será utilizada conforme planeado
• O pack ficará sem ser utilizado durante mais do que um curto período
• Terminou uma corrida ou uma sessão de voo ou de navegação com packs parcialmente utilizados
• Está a preparar baterias para armazenamento durante mais tempo

Não utilize o modo de armazenamento como substituto da inspeção da bateria. Um pack inchado, danificado ou anormal continua a exigir isolamento e avaliação adequados.

Porque é que a descarga para armazenamento pode demorar tanto tempo

Muitos carregadores anunciam centenas de watts de potência de carregamento, mas apenas uma pequena quantidade de potência de descarga interna. O carregamento transfere energia para a bateria de forma eficiente; a descarga interna normalmente converte a energia em calor dentro do carregador.

Por exemplo, um carregador capaz de carregar a 200 W pode fornecer apenas 5 W, 10 W ou outra potência de descarga interna relativamente modesta. Assim, uma bateria 6S grande e totalmente carregada pode demorar horas a atingir a tensão de armazenamento.

O tempo de armazenamento depende de:

• Capacidade da bateria
• Número de células e tensão inicial
• Potência de descarga do carregador
• Limites de arrefecimento e térmicos
• Se a descarga regenerativa ou de reciclagem é suportada
• O nível de armazenamento selecionado

Não presuma que o carregador está avariado apenas porque o processo de descarga é muito mais lento do que o carregamento. Consulte a especificação de descarga, e não o valor da potência de saída de carga.

Modo de descarga: para que serve

O modo de descarga remove energia até a bateria atingir um limite de corte selecionado. Pode ser útil para testes controlados, para reduzir o estado de carga ou para medir a capacidade fornecida sob uma carga de baixa corrente definida.

As possíveis aplicações incluem:

• Reduzir a carga de uma bateria completa antes de mudar para o modo de armazenamento
• Comparar a capacidade utilizável entre packs
• Verificar o comportamento das células durante uma descarga controlada
• Preparar um pack para um procedimento de teste específico

O modo de descarga não deve ser utilizado de forma negligente para descarregar uma LiPo tanto quanto possível. O corte selecionado tem de continuar a ser adequado à química da bateria e ao teste pretendido.

Descarga interna

Na descarga interna normal, o carregador converte a energia da bateria em calor. O carregador pode reduzir a potência quando a temperatura interna aumenta.

Descarga regenerativa ou de reciclagem

Alguns carregadores podem devolver energia a uma bateria de entrada adequada, a uma fonte de alimentação ou a outra bateria, em vez de a desperdiçarem toda sob a forma de calor. Isto pode proporcionar uma potência de descarga muito superior, mas apenas quando todo o sistema está concebido para a devolução de energia.

Nunca envie energia regenerativa para uma fonte de alimentação que não suporte corrente inversa. Confirme o manual do carregador e os limites do destino antes de utilizar a descarga regenerativa.

Descarga externa

Alguns carregadores suportam uma carga de descarga externa. Isto pode aumentar a potência de descarga, mas acrescenta requisitos de cablagem, térmicos e de configuração. A carga, o cabo e os conectores têm de estar corretamente dimensionados.

Modo de ciclos: uma LiPo precisa de ciclos?

O modo de ciclos carrega e descarrega repetidamente uma bateria durante um número de ciclos selecionado. Esta funcionalidade está frequentemente associada a testes de capacidade ou à manutenção de baterias de níquel mais antigas.

Normalmente, uma bateria LiPo não precisa de ciclos regulares para evitar o efeito de memória. As baterias de polímero de lítio não têm a mesma necessidade de manutenção que as antigas baterias NiCd.

O modo de ciclo ainda pode ser útil para medições controladas quando compreende:

• As definições de carga e descarga
• As tensões de corte selecionadas
• A limitação da potência de descarga do carregador
• A quantidade de calor gerada
• O efeito dos ciclos repetidos no desgaste da bateria

Não faça ciclos repetidos a uma LiPo apenas porque o carregador disponibiliza essa função. Cada ciclo completo contribui para o uso e o envelhecimento da bateria.

O carregamento em paralelo é um método, não um modo químico

O carregamento em paralelo é frequentemente associado aos modos do carregador, porque os utilizadores selecionam Carregamento com balanceamento depois de ligarem uma placa de ligação em paralelo. Eletricamente, contudo, o carregamento em paralelo é um método de ligação.

Vários conjuntos compatíveis são ligados para que o carregador veja:

• O mesmo número de células em série que um conjunto
• A soma das capacidades de todas as baterias ligadas
• A necessidade de corrente combinada

Por exemplo, quatro baterias 3S de 1500mAh ligadas em paralelo aparecem ao carregador como uma bateria 3S com uma capacidade combinada de 6000mAh.

Depois de efetuar corretamente as ligações em paralelo, o carregador utilizará normalmente um programa de lítio comum, como Carregamento com balanceamento. A própria placa de ligação em paralelo não cria um algoritmo químico de carregamento separado.

As baterias ligadas em paralelo têm de ser compatíveis

Antes de ligar os conjuntos em paralelo, confirme:

• Mesma química da bateria
• Mesmo número de células em série
• Tensão dos conjuntos suficientemente próxima
• Tensão semelhante em cada célula
• Capacidade e estado compatíveis com o procedimento previsto
• Sem inchaço, danos ou comportamento anormal das células
• Polaridade correta dos conectores principais e da placa de balanceamento
• A placa de ligação em paralelo, os fusíveis, os cabos e os conectores têm especificações adequadas

Assim que as baterias são ligadas em paralelo, a corrente pode fluir imediatamente entre elas. O carregador não consegue corrigir uma grande diferença de tensão que já existia no momento da ligação.

Leia Como carregar baterias LiPo em paralelo com segurança antes de utilizar uma placa de ligação em paralelo.

Carregamento em paralelo vs. carregamento independente em vários canais

Um carregador de dois ou quatro canais trata cada bateria como uma tarefa de carregamento separada. Uma placa de ligação em paralelo combina várias baterias num único grupo elétrico.

Para utilizadores com baterias mistas, os canais independentes são geralmente mais fáceis de gerir. O ToolkitRC M6D disponibiliza dois canais de carregamento alimentados por CC, enquanto o ToolkitRC Q6AC foi concebido para quatro tarefas de carregamento independentes.

Para um guia de decisão direto, consulte Carregador de dois canais vs placa de carregamento em paralelo.

Outras funções do carregador que poderá encontrar

Medição da resistência interna

Alguns carregadores estimam a resistência interna de cada célula ou do pack completo. Estas leituras são mais úteis para acompanhar tendências no mesmo carregador e em condições semelhantes. Não devem ser consideradas perfeitamente comparáveis entre carregadores, temperaturas e configurações de ligação diferentes.

Limite de capacidade

Um limite de capacidade interrompe a tarefa depois de ter passado uma quantidade selecionada de carga. É uma definição de proteção secundária, não um substituto para a química, a tensão e a corrente corretas.

Temporizador de segurança

Um temporizador de segurança para o carregador após uma duração selecionada. Um temporizador que expira repetidamente durante um carregamento normal pode indicar uma definição irrealista, potência insuficiente do carregador, desequilíbrio entre células ou outro problema que requer investigação.

Modo síncrono ou de combinação de canais

Alguns carregadores de dois canais podem combinar os recursos dos canais para obter uma saída de maior potência. Isto não é o mesmo que carregar várias baterias em paralelo. Combina o hardware do carregador, enquanto a bateria ligada continua a ser uma única tarefa de carregamento.

Modo de fonte de alimentação digital

Alguns carregadores podem funcionar como uma fonte de alimentação CC ajustável. Esta função é independente do carregamento da bateria e requer os seus próprios limites de corrente, tensão e carga.

O modo de química da bateria tem de corresponder à bateria

Carregamento de equilíbrio, carregamento rápido e armazenamento não são as únicas definições importantes. A química da bateria selecionada determina o perfil de tensão e o limite de tensão final.

Nunca utilize um programa para baterias de níquel para contornar um aviso do carregador de lítio nem tente forçar o carregamento de uma LiPo profundamente descarregada. Um aviso do carregador é motivo para inspecionar a bateria, não um obstáculo a contornar.

Que modo do carregador de LiPo deve utilizar?

Erros comuns nos modos do carregador

• Usar o Carregamento Rápido como substituto de uma taxa C superior: O comportamento do programa e a corrente de carregamento são definições diferentes.
• Ignorar o Carregamento com Balanceamento porque a tensão total parece correta: A tensão total do conjunto pode ocultar diferenças entre células individuais.
• Deixar um conjunto totalmente carregado porque o modo Armazenamento é lento: Uma baixa potência de descarga interna não elimina a necessidade de armazenar o conjunto adequadamente.
• Usar o modo Descarga para descarregar a bateria tanto quanto possível: O corte tem de continuar a ser adequado à química e à finalidade.
• Assumir que todos os carregadores implementam os modos da mesma forma: Consulte o manual do modelo específico.
• Tratar o Carregamento em Paralelo como um programa automático do carregador: A correspondência entre conjuntos e o cálculo da corrente ocorrem antes de premir Iniciar.
• Ligar baterias com diferentes contagens S em paralelo: Têm de utilizar a mesma contagem de células em série.
• Ligar conjuntos com uma grande diferença de tensão: A corrente de equalização começa imediatamente após a ligação.
• Usar o modo Ciclo como manutenção habitual de LiPo: As baterias LiPo não precisam de ciclos devido ao efeito de memória.
• Ignorar a potência de descarga: A potência de carregamento não permite prever a rapidez com que os modos Armazenamento ou Descarga serão concluídos.
• Selecionar a química errada: Os nomes corretos dos modos não compensam um perfil de tensão incorreto.
• Ignorar os erros do carregador: Investigue os avisos relativos à contagem de células, ao balanceamento e à ligação.

Escolher um carregador com os modos de que necessita

Não escolha um carregador simplesmente por ter uma lista extensa de funcionalidades. Comece pelas funções compatíveis com o seu conjunto de baterias e a sua rotina de carregamento.

As especificações úteis incluem:

• Químicas de bateria suportadas
• Intervalo de contagens de células suportado
• Capacidade de carga de balanceamento
• Corrente de balanceamento
• Modos de armazenamento e descarga
• Potência de descarga interna
• Suporte para descarga regenerativa ou externa
• Número de canais independentes
• Corrente e potência máximas por canal
• Diferenças entre entradas CA e CC
• Medição da resistência interna
• Temporizador de segurança e corte por capacidade

Consulte a coleção de carregadores de baterias LiPo CNHL para carregadores de balanceamento, modelos de canal duplo e sistemas de carregamento multicanal.

Para carregadores ToolkitRC, fontes de alimentação externas e equipamento relacionado, visite a coleção ToolkitRC.

Para conhecer um método completo de seleção de produtos, leia Como escolher o carregador de baterias LiPo certo para as suas baterias RC.

Perguntas frequentes sobre os modos dos carregadores LiPo

Que modo devo utilizar para carregar uma bateria LiPo?

Utilize a carga de balanceamento LiPo como ponto de partida normal para um pack LiPo convencional com várias células. Confirme a química, o número de células, a corrente e a ligação de balanceamento antes de iniciar.

A carga de balanceamento é mais lenta do que o modo de carga normal?

Pode demorar mais tempo quando o carregador precisa de corrigir diferenças entre células. A diferença exata depende do carregador e do estado da bateria.

A carga rápida utiliza uma corrente mais elevada?

Não necessariamente. A carga rápida descreve o comportamento do programa, enquanto a taxa C e a definição de amperagem determinam a corrente de carga. O carregador pode utilizar a mesma definição de corrente em modos diferentes.

A carga rápida carrega completamente uma bateria LiPo?

Pode terminar perto da carga completa, mas alguns carregadores encurtam a fase final de tensão constante ou de balanceamento. A capacidade final e o equilíbrio entre células podem, por isso, diferir dos de uma carga de balanceamento completa.

Que tensão utiliza o modo de armazenamento de uma LiPo?

Muitos carregadores definem como alvo aproximadamente 3,8–3,85 V por célula para uma LiPo normal, mas o valor exato programado pode variar. Consulte as indicações da bateria e as definições do carregador.

Porque é que o modo de armazenamento demora horas?

A bateria pode estar totalmente carregada, enquanto o carregador tem uma potência de descarga interna relativamente baixa. Assim, packs grandes e de alta tensão podem demorar muito mais tempo a descarregar do que demoraram a carregar.

O modo de descarga é igual ao modo de armazenamento?

Não. O modo de armazenamento define automaticamente uma tensão de repouso moderada e pode carregar ou descarregar. O modo de descarga remove energia até um limite inferior selecionado pelo utilizador.

Devo fazer ciclos numa bateria LiPo?

Não é necessário fazer ciclos regularmente para evitar o efeito de memória. O modo de ciclos pode ser utilizado para testes controlados, mas a repetição de ciclos causa desgaste e deve ter uma finalidade clara.

O carregamento em paralelo é um modo do carregador?

Em sentido estrito, não. É um método de ligação elétrica que combina baterias compatíveis num canal. O carregador executa então um programa de lítio adequado, normalmente o carregamento equilibrado.

Posso carregar em paralelo baterias com capacidades diferentes?

A capacidade não tem de ser idêntica em todas as configurações paralelas possíveis, mas a química, o número de células em série, a tensão, o estado e o cálculo da corrente combinada têm de ser adequados. A utilização de packs com características semelhantes é mais fácil de gerir, especialmente para principiantes.

Posso carregar em paralelo baterias 3S e 4S?

Não. Os packs ligados ao mesmo grupo de carregamento em paralelo têm de utilizar o mesmo número de células em série.

Um carregador de dois canais pode carregar duas baterias diferentes?

Normalmente, sim, quando cada canal suporta individualmente a química, o número de células em série, a corrente e a potência necessárias selecionadas. Verifique se o carregador partilha a potência total de saída entre os canais.

Posso utilizar o modo NiMH para recuperar uma LiPo com baixa tensão?

Não utilize um modo para baterias de níquel para contornar um aviso de segurança relativo a lítio. Uma bateria LiPo profundamente descarregada pode estar danificada internamente e requer uma avaliação adequada, em vez de um carregamento forçado com o programa de química errado.

Lista de verificação final dos modos do carregador

O melhor modo do carregador é determinado pela tarefa que precisa de executar. O carregamento equilibrado prepara um pack multicelular para utilização, o armazenamento prepara-o para ficar parado, a descarga remove energia para uma finalidade definida e o carregamento rápido sacrifica parte do processo de carregamento final para uma conclusão mais rápida. O carregamento em paralelo acrescenta outra camada, pois as baterias têm de ser compatíveis antes de o carregador iniciar o programa normal.

Para conhecer o processo completo de ligação e verificação de um pack único, leia Como carregar uma bateria LiPo em segurança. Para consultar o conjunto mais abrangente de conteúdos relacionados, visite o Guia de carregamento de baterias LiPo da CNHL.