Maximizar a Vida Útil do Ciclo da Bateria LiPo

Introdução: Maximizar a Vida Útil da Bateria LiPo

Neste blog, vamos examinar uma técnica simples para maximizar a vida útil de um pack de baterias aumentando o número de ciclos de carga possíveis numa bateria à base de lítio. Se és como eu, há alguns sacrifícios a fazer, e pode ser desafiante para pessoas como eu que querem otimizar o desempenho da bateria, particularmente em termos de tempo de funcionamento.

Agora, vamos entrar nos detalhes. Essencialmente, o foco deste blog é trabalhar com ciclos de carga, e a forma de conseguir ciclos prolongados é não carregar completamente os nossos packs de baterias até 4,20 volts (para baterias de polímero de lítio comuns) ou 4,35 volts (para baterias de alta voltagem).

Os Perigos da Voltagem Máxima das Baterias LiPo

Já sabemos que, se carregarmos uma bateria até 4,20 volts e a armazenarmos a essa voltagem, corremos o risco de danificar um pack de baterias de polímero de lítio comum. As baterias não prosperam na sua voltagem máxima, e estamos preocupados em maximizar a sua vida útil. O que as baterias preferem é estar mais próximas da voltagem de armazenamento de uma bateria de polímero de lítio, que é o ponto chave em que nos vamos focar. A principal conclusão é que as baterias não funcionam bem quando estão em qualquer um dos extremos da gama de voltagem; hoje vamos focar-nos especificamente no extremo superior desta gama. Quanto ao lado de baixa voltagem, vamos excluí-lo da discussão aqui.

Manutenção dos Níveis Mínimos de Carga da Bateria LiPo

O que queremos garantir é que mantemos sempre pelo menos 15 por cento do estado de carga no pack de baterias, sendo 20 por cento o ideal. Não deixaremos a carga descer abaixo deste nível para os propósitos da nossa discussão. Este estado de carga corresponde aos níveis de tensão mostrados no gráfico. 

Gestão dos Ciclos de Carga com um Carregador Computadorizado

Agora, relativamente aos ciclos de carga, se tiver um carregador computadorizado, o processo torna-se significativamente mais fácil. O objetivo é parar a carga antes de atingir a tensão máxima para uma bateria de polímero de lítio, que é 4,20 volts para baterias regulares ou 4,35 volts para variantes de alta tensão. Muitos carregadores modernos permitem definir uma tensão específica até à qual a bateria será carregada, parando automaticamente nesse ponto. Esta é a forma mais simples de gerir o processo de carga.

Para este método, a minha recomendação é definir a tensão máxima de carga entre 4,10 volts e 4,19 volts.

Compromissos Entre Capacidade, Desempenho e Vida Útil do Ciclo da Bateria LiPo

Se preferir, pode definir abaixo de 4,10 volts. No entanto, isto introduz um compromisso entre capacidade da bateria, desempenho e número de ciclos. A seguir, fornecerei uma fórmula para calcular a vida útil do ciclo de um pack de baterias com base nestas definições.

Carregar até 4,10 volts como tensão máxima resultará numa vida útil do ciclo equivalente a 0,5 ciclos, onde um ciclo completo varia de 15 a 20 por cento de carga até 100 por cento. Se reduzir a tensão para 4,10 volts, pode consultar o gráfico para ver a capacidade e o estado de carga que a sua bateria manterá. Essencialmente, estará a sacrificar alguma capacidade, o que significa que não terá tanto tempo de funcionamento, o que pode ser uma desvantagem para alguns. No entanto, pode mitigar isto comprando um pack de baterias de maior capacidade no futuro.

Compromissos de Desempenho Acima de 4,10 Volts

A segunda desvantagem é que o desempenho acima de 4,10 a 4,20 volts por célula também será limitado. Esta perda de desempenho significa que o seu motor não atingirá uma RPM tão alta, limitando a velocidade máxima potencial do seu veículo de controlo remoto. Para mim, não me importo de sacrificar isto quando uso os meus veículos para diversão casual ou para pilotar um avião rádio-controlado, pois não estou focado em maximizar o desempenho ou o tempo de funcionamento nesses casos. Este método, no entanto, será ideal para prolongar a vida útil dos meus veículos rádio-controlados, especialmente das próprias baterias. 

Não só planeio usar esta técnica para o meu equipamento de rádio controlo, como também a estou a adotar para outros dispositivos eletrónicos, como os meus telemóveis e portáteis.

Escolher a Voltagem de Carga Correta para a Bateria LiPo para a Vida Útil em Ciclos

Não precisa de se limitar ao limite de 4,10 volts; pode selecionar qualquer voltagem dentro do intervalo recomendado. Por exemplo, se escolher 4,15 volts, a vida útil em ciclos será equivalente a cerca de 0,71 ciclos.

Vamos colocar isto em perspetiva: se optar por carregar apenas até 4,10 volts, é como usar 0,5 ciclos de carga, essencialmente dobrando a vida útil da sua bateria em termos de ciclos de carga. Um pack de baterias de polímero de lítio bem mantido pode normalmente durar entre 200 a 500 ciclos. Se for diligente nos cuidados adequados — como manter a bateria a uma temperatura razoável, evitar descargas excessivas e carregar a taxas entre 1C e 2C — pode maximizar o número de ciclos. Por outro lado, se abusar da bateria, poderá ver menos de 200 ciclos.

Como Dobrar a Vida Útil da Sua Bateria

Suponha que obtenha 200 ciclos de um pack e o carregue até 4,10 volts todas as vezes. Usando esta técnica, poderia efetivamente dobrar a vida útil, significando que obteria 400 ciclos. Para uma bateria de alta qualidade bem mantida, poderia potencialmente alcançar até 500 ciclos. Aplicando este método, poderia ver até 1.000 ciclos numa bateria topo de gama.

Este é um aumento substancial na vida da bateria. Se preferir mais desempenho e maior tempo de funcionamento e estiver disposto a carregar até 4,15 volts, alcançará cerca de 770 ciclos, como mencionado anteriormente. 

Conclusão: Maximizar a Vida Útil da Bateria LiPo para Custo-Efetividade

Para resumir, a principal conclusão é que, ao usar este método para limitar a voltagem, podemos prolongar significativamente a vida dos nossos packs de baterias. Como as baterias são caras, maximizar a sua vida útil é uma estratégia valiosa. Se não se importar de sacrificar algum tempo de funcionamento ou desempenho, esta abordagem pode fazer uma diferença notável. Se quiser evitar sacrificar a capacidade, pode sempre optar por um pack de baterias maior, desde que caiba nas limitações físicas do seu dispositivo e não adicione demasiado peso.

Como mencionei anteriormente, esta é uma técnica fácil que todos podemos implementar, desde que estejamos dispostos a fazer alguns sacrifícios em desempenho em benefício da longevidade.

Veja o vídeo completo aqui