A especificação mais negligenciada dos carregadores lipo: Corrente de Balanceamento

Se acha que sabe tudo o que há para saber sobre carregadores Lipo, então tenho um desafio para si porque há uma especificação dos carregadores Lipo que é frequentemente ignorada e é bastante importante, pode fazer o seu ciclo de carga demorar muito mais tempo, mesmo que tenha um carregador potente e uma fonte de alimentação poderosa. Esse parâmetro é a corrente de carga de equilíbrio. Neste blog vamos falar sobre por que a corrente de carga de equilíbrio definitivamente não deve ser ignorada quando está a escolher qual carregador quer comprar.

Quando procura um carregador, a maior questão que penso que deve fazer é quanto tempo vai demorar a carregar as minhas baterias. Dado tempo suficiente, um carregador muito pequeno e fraco poderia carregar uma bateria muito grande, mas quem quer estar à espera durante horas? Vai esperar que os packs carreguem? Quer é voar.

Provavelmente está habituado a olhar para parâmetros como a potência nominal e aqui estamos a olhar para o ISDT k2, que tem uma potência nominal de 500 watts em dois canais ou uma potência de 200 watts, ou uma corrente de 20 amperes.

Agora, se não tem 100% de certeza de como analisar essas coisas e perceber quanto tempo vai demorar a carregar a sua bateria, será que isso é suficiente para si? São 200 watts suficientes? São 500 watts suficientes? Mas o que vamos falar hoje, ninguém pensa nisso, bem, digo ninguém. Se é uma das pessoas que já sabe disto, parabéns! Mas muita gente ignora.

Então, vamos dar uma rápida olhada em como funciona a carga e o que a função de equilíbrio faz para que possamos entender por que a taxa de carga de equilíbrio pode ser uma limitação no desempenho do seu carregador. Aqui estamos a olhar para uma representação de uma bateria, é uma bateria de 4 células porque não quis ter mais gráficos neste blog, funciona tudo da mesma forma com a de 5 células, 6 células, seja o que for, não importa, funciona tudo da mesma maneira.

Estamos a representar o estado de carga da bateria, estas baterias estão um pouco descarregadas, esta parte amarela aqui representa o quão carregada está, está perto dos 3 volts, estaria a 4,2 volts ou carga completa. Em condições ideais, depois de descarregar uma bateria, todas as células descarregam exatamente a mesma quantidade e acabam exatamente na mesma voltagem. Em condições ideais, a resistência interna de todas as células será a mesma, por isso, quando retiramos corrente delas, retiramos igualmente. Na realidade, isto nem sempre é verdade, mas vamos assumir isso. Se carregarmos essas células, a forma como a carga funciona é que o carregador empurra corrente para a bateria através do cabo principal de descarga, que está ligado a todas as células e carrega-as todas em conjunto.

Assim, as células carregam todas à mesma taxa, atingem 4,2 volts de carga completa ao mesmo tempo, e tudo é maravilhoso. Mas não é assim que funciona no mundo real. No mundo real, a resistência interna de todas as células não é perfeitamente igual, por isso, mesmo que comece com uma bateria perfeitamente carregada com todas as células a 4,2 volts, algumas células vão descarregar para uma voltagem mais baixa do que outras durante o uso normal. Podemos ver isso representado aqui, esta célula está um pouco mais alta, esta célula está um pouco mais baixa, estão todas em estados de carga diferentes.

Agora, se carregarmos essas células através do cabo principal de descarga, que é como a carga acontece sempre, o que vai acontecer? Quando a corrente de carga Lipo flui para as células através do cabo principal de descarga, todas as células recebem carga ao mesmo tempo proporcional à sua diferença de resistência interna. Assim, começam a encher-se. Podemos ver aqui o problema que ocorre e que o equilíbrio foi projetado para resolver. Todas as células carregaram aproximadamente à mesma taxa, mas a célula que estava com a voltagem mais alta é a primeira a atingir 4,2 volts. Se continuássemos a carregar neste ponto, continuaríamos a empurrar corrente para todas as células porque é assim que a carga funciona, e essa célula ultrapassaria os 4,2 volts, entrando numa condição insegura, pois carregar acima de 4,2 volts é geralmente considerado inseguro. Mas as outras células não estão a 4,2 volts, então o que podemos fazer? O que acontece é que o carregador continua a carregar todas as células através do cabo principal, mas para evitar que as células cheias fiquem sobrecarregadas, começa a retirar corrente das células cheias à medida que começam a ultrapassar os 4,2 volts e a transbordar. Se quiser, é como se estivesse a sugar o excesso, como quando a sua bebida está prestes a transbordar e você a suga para baixo, é isso que acontece com o cabo de equilíbrio. A corrente entra pelo cabo principal de descarga, enche todas as células ao mesmo tempo, e quando uma célula está a ficar demasiado carregada, o carregador retira corrente dessa célula cheia e continua a fazê-lo.

Agora podemos ver que as células restantes começam a ficar cheias e, quando ficam cheias, o carregador começa a retirar corrente delas para evitar que fiquem sobrecarregadas, ultrapassando os 4,2 volts, e então a célula final atinge os 4,2 volts e o processo de carga termina.

Agora, a maioria das pessoas não pensa que o carregamento de equilíbrio funciona assim, a maioria pensa que o carregador está a empurrar corrente através do cabo de equilíbrio, carregando cada célula individual uma a uma até atingirem 4,2 volts. Quando cada uma atinge 4,2 volts, está feita, e existem alguns carregadores que funcionam assim, mas geralmente não é assim que funcionam. Porquê? Não sei exatamente, talvez seja complicado construir quatro pequenos carregadores e seja mais fácil construir um carregador grande com uma rotina de equilíbrio que evita a sobrecarga. Não sei bem por que fazem assim, mas é assim que funciona. O problema é que descarregar uma célula é muito lento e ineficiente, pelo menos da forma como o carregador é construído. A forma como estes carregadores descarregam é simplesmente a passar corrente por um conjunto de resistores, basicamente a converter essa carga em calor. Vamos pegar no grande resistor de fio enrolado, por exemplo, e não me lembro da potência nominal dele, mas deve ser de dezenas ou talvez algumas centenas de watts. Posso descarregar muita corrente por este enorme resistor. Se colocar um ventilador a soprar nele, posso descarregar 7 a 8 amperes de uma bateria lipo 4s sem que ele sobreaqueça ou se danifique. Este resistor é enorme, o seu carregador não tem um destes, o seu carregador tem apenas um pequeno conjunto de resistores e esses resistores aquecem e um pequeno ventilador sopra sobre eles. Para evitar que o carregador se queime, só pode descarregar correntes a uma velocidade limitada, e é por isso que, quando coloca o seu carregador em modo de armazenamento, se estiver a carregar, pode ir muito rápido porque a bateria pode receber muita corrente. Mas se estiver a descarregar, normalmente só pode ir até cerca de 2 amperes, que é o máximo que fazem, cerca de 2 amperes, e o equilíbrio é descarregar.

Portanto, quando for comprar um carregador, não deve olhar apenas para a potência nominal e a corrente nominal, embora deva olhar para isso, mas também deve descer e procurar nas especificações: a corrente de equilíbrio, porque a corrente de equilíbrio vai limitar a velocidade com que pode carregar a bateria assim que qualquer célula individual atingir 4,2 volts. Se o seu pack for muito grande, como um pack de 5.000 miliampere-horas 6s, digamos que uma dessas células atinge 4,2 volts e está cheia, e a sua corrente de equilíbrio é 500 miliamperes, o que não é uma boa especificação, existem carregadores com isso. Todo o processo de carga vai agora abrandar para 500 miliamperes porque só pode colocar corrente tão rápido quanto o carregador consegue retirar do topo da célula cheia, o que significa que se tem um carregador de 500 watts e 20 amperes, e está a carregar essa bateria grande ou a empurrar 500 watts para essa bateria, até ao momento em que uma das células atinge 4,2 volts e então estamos a retirar 500 miliamperes da bateria, e todo o processo de carga abrandará.

Portanto, se alguma vez se perguntou porque é que a sua carga parece ficar muito lenta no final do ciclo de carga, esta pode ser uma das razões. Existem outras razões que não vamos abordar aqui. Mas se o seu carregador tem uma corrente de equilíbrio muito baixa e a sua bateria está muito desbalanceada, ou se tem uma bateria muito grande que está um pouco desbalanceada, tudo isso vai fazer com que o último pequeno percentagem do seu ciclo de carga seja muito, muito lento.

Vamos olhar para outro carregador: o Hota D6. Tenho o D6 duo, este é o D6 Pro, a corrente de equilíbrio é 1600 miliamperes, o que é bastante bom, qualquer corrente de equilíbrio acima de cerca de 1 a 1,5 amperes é bastante boa, corrente de equilíbrio abaixo de 1 ampere não é tão boa, obviamente mais é melhor, mas terá de equilibrar todas as outras considerações que está a ter em conta quando compra um carregador, mas esteja ciente de que muitos carregadores não listam a corrente de equilíbrio na página principal do produto, tem de descarregar o manual ou fazer a sua própria pesquisa. Deve ter muito cuidado porque existem alguns carregadores por aí, não me vêm nomes à cabeça, mas sei que existem, que têm especificações impressionantes em termos de quantos watts conseguem fornecer, mas uma corrente de equilíbrio muito má, e podem demorar uma eternidade a carregar os seus packs, talvez queira evitar esses.

Veja o vídeo completo aqui: