Se você está construindo um sistema de energia fora da rede, você provavelmente usa Baterias LiFePO4. Essas baterias são mais seguras e duram mais do que as baterias de chumbo-ácido mais antigas.
No entanto, eles funcionam de forma diferente. Você não pode adivinhar o quão cheia a bateria está apenas olhando para a voltagem. Você também deve programar seu equipamento com os números corretos. Se você usar as configurações erradas, poderá danificar a bateria.
Este guia fornece gráficos e números simples de que você precisa para configurar seu sistema.
Noções básicas sobre a tensão da bateria LiFePO4
Para entender sua bateria, saiba que um “célula” é sua unidade básica. Uma bateria contém várias células conectadas.
Cada célula LiFePO4 possui uma tensão nominal de 3,2V, que é a tensão média durante o uso. Sua faixa segura é de 2,5V a 3,65V.
As baterias LiFePO4 têm uma curva de descarga plana, de modo que a tensão permanece estável durante o uso, ao contrário das baterias de automóveis, onde a tensão cai continuamente. Essa eficiência torna difícil avaliar a energia restante.
O gráfico de tensão LiFePO4: 12V, 24V e 48V
Os gráficos a seguir mostram a tensão de repouso, que é medida quando a bateria não está carregando nem alimentando dispositivos. Aguarde pelo menos 30 minutos após o uso antes de verificar este número.
| Porcentagem (SOC) | 1 célula | 12V | 24V | 48V |
| 100% de carregamento | 3,65 V | 14,6V | 29,2 V | 58,4V |
| 100% Descanso | 3,40V | 13,6 V | 27,2V | 54,4 V |
| 90% | 3,35V | 13,4V | 26,8V | 53,6V |
| 80% | 3,32V | 13,3V | 26,6 V | 53,1V |
| 70% | 3,30V | 13,2V | 26,4V | 52,8V |
| 60% | 3,27V | 13,1V | 26,1V | 52,3V |
| 50% | 3,26V | 13,0V | 26,1V | 52,2V |
| 40% | 3,25 V | 13,0V | 26,0 V | 52,0 V |
| 30% | 3,22 V | 12,9V | 25,8 V | 51,5 V |
| 20% | 3,20V | 12,8 V | 25,6V | 51,2 V |
| 10% | 3,00 V | 12,0V | 24,0 V | 48,0 V |
| 0% | 2,50 V | 10,0V | 20,0 V | 40,0V |
Parâmetros de carregamento da bateria LiFePO4
Você deve programar seu controlador de carregamento solar ou inversor com os limites corretos.
Ao contrário das baterias de chumbo-ácido, as baterias LiFePO4 são sensíveis à alta tensão. Se você subir muito, o Sistema de Gerenciamento de Bateria (BMS) dentro da bateria irá desligá-la para proteção.
Use essas configurações como base e sempre consulte o manual da marca da sua bateria.
| Tensão Normal | 3,2V | 12V/12,8V | 24 V/25,6 V | 48V/51,2V |
| Tensão de carregamento | 3,5V-3,65V | 14,2V-14,6V | 28,4V-29,2V | 56,8V-58,4V |
| Tensão flutuante | 3,2V | 13,6 V | 27,2V | 54,4 V |
| Máx. Tensão | 3,65 V | 14,6V | 29,2 V | 58,4V |
| Min. Tensão | 2,5V | 10V | 20V | 40V |
Baterias LiFePO4 aumentam, flutuam e equalizam tensões
Você verá esses termos nas configurações do seu equipamento. Aqui está o que eles significam e quais números usar.
Tensão em massa (absorção): Esta é a tensão usada para carregar a bateria de vazia a cheia. É a tensão mais alta que o carregador alcançará.
- Sistema 12V: 14,2 V a 14,6 V
- Sistema 24V: 28,4 V a 29,2 V
- Sistema 48V: 56,8 V a 58,4 V
Tensão flutuante: quando a bateria está cheia, o carregador diminui a tensão. Isso mantém a carga sem sobrecarregar as células.
- Sistema 12V: 13,5V a 13,6V
- Sistema 24V: 27,0V a 27,2V
- Sistema 48V: 54,0V a 54,4V
Tensão de equalização: A equalização é uma sobrecarga controlada usada em baterias de chumbo-ácido para limpar as placas.
- Configuração: DESLIGADO ou Desativado.
- Aviso: Não use equalização em baterias LiFePO4. Causa alta tensão que pode danificar permanentemente as células de lítio.
Baterias LiFePO4: processos de carga e descarga
O comportamento da bateria muda dependendo se a energia está entrando ou saindo.
O processo de carregamento
Quando você carrega a bateria, a tensão aumenta.
O carregador coloca corrente constante até que a tensão atinja a configuração Bulk (como 14,4V). Então, a corrente cai à medida que a bateria absorve a última porção de energia.
O Processo de Descarga
Quando você usa a bateria, a tensão cai.
- Cheio: Começa alto (em torno de 13,6 V ou superior).
- Meio: cai rapidamente para cerca de 13,3 V e permanece assim durante a maior parte do dia. Esta é a parte plana da curva.
- Vazio: quando atinge cerca de 12,9 V, está ficando baixo. Abaixo de 12,8 V, a tensão cairá muito rapidamente. Isto é muitas vezes chamado de “penhasco.”
A tensão afeta o desempenho da bateria LiFePO4?
Sim, a tensão afeta o funcionamento do sistema.
- Capacidade: Tensão e capacidade estão diretamente relacionadas – uma tensão mais alta aumenta a capacidade, permitindo que a bateria armazene mais energia e alimente os dispositivos por mais tempo.
- Vida útil: As baterias LiFePO4 de alta tensão duram mais e podem suportar mais ciclos. Manter a tensão ideal evita fuga térmica, reações químicas incompletas e degradação.
- Carregamento: A tensão da bateria afeta a segurança e a eficiência do carregamento. A tensão incorreta causa superaquecimento ou carga insuficiente, prejudicando o desempenho, a saúde e a vida útil.
- Descarregando: A descarga abaixo da tensão recomendada danifica permanentemente a bateria e reduz sua vida útil.
- Eficiência: Tensão mais alta melhora a eficiência do fornecimento de energia.
Como verificar a capacidade da bateria LiFePO4
Usar um voltímetro para verificar o nível de carga da bateria não funciona bem.
Como a curva de tensão é muito plana, a diferença entre uma bateria com 40% de carga e 70% de carga é muito pequena. Pode ser apenas 0,1 volts. Voltímetros baratos não são precisos o suficiente para ler essa diferença.
A solução Você deve usar um Shunt inteligente.
- Um Smart Shunt é um dispositivo instalado no cabo negativo da bateria.
- Ele conta cada ampere de energia que entra na bateria.
- Conta cada amplificador que sai da bateria.
- Ele calcula a porcentagem exata (estado de carga) e a exibe na tela ou no telefone.
Conclusão
As baterias LiFePO4 são excelentes para viver fora da rede, mas requerem atenção aos detalhes.
- Memorize a tensão nominal: 3,2V por célula.
- Programe seu carregador: Use os números Bulk e Float listados acima.
- Desativar equalização: Isso protege sua bateria contra danos.
- Ignore a tensão nas verificações diárias: Use um Smart Shunt para saber exatamente quanta energia resta.
Perguntas frequentes
Por que minha bateria lê 13,3 V depois de carregá-la para 14,6 V?
Isso é normal. 14. 6V é a tensão de carga e a bateria retorna à tensão de repouso após o carregamento. Uma tensão de repouso de 13,6 V significa que está totalmente carregado, mas cai para 13,3 V com uso mínimo.
Posso usar um carregador de chumbo-ácido?
Use-o somente se você puder desativar o “dessulfatação” ou “equalizar” modo. Se o carregador exceder 14,6 V, isso danificará sua bateria de lítio de 12 V. Usar um carregador projetado para lítio é mais seguro.
Em que tensão devo desconectar minha carga?
Para um sistema de 12 V, pare de usar a bateria em 12,0 V para economizar energia. Drená-la para 10,0 V aciona o desligamento do BMS, possivelmente exigindo um carregador especial para reiniciar a bateria.
