TESTES EM PACKS DE BATERIAS
Após a fabricação, os packs de baterias devem ser submetidos a testes de controle de qualidade.
Muitos são os testes que podem ser feitos numa bateria. Alguns testes são bastante rápidos e podem assegurar que o pack de baterias está em boas condições operacionais a menos da sua capacidade.
Por outro lado, a medida da capacidade do pack de baterias (mAh) normalmente demanda várias horas de ensaio, o que torna esse tipo de teste bastante difícil de ser efetuado em todos os packs de baterias que são fabricados.
Empresas idôneas testam 100% de sua produção através de testes rápidos e medem a capacidade de algumas amostras para cada lote fabricado.
Figura 1 – Foto do pack de baterias
O pack de baterias da figura 1, foi submetido a vários testes de controle de qualidade e desempenho.
Os equipamentos utilizados nesses testes foram:
- Carga Eletrônica (figura 2)
- Fonte Regulável de Tensão ICEL 0-32V e 0-6 A (figura 3)
- Analisador de Baterias (figura 4)
Figura 2 – Carga Eletrônica Regulável
Figura 3 – Teste de recarga rápida
Figura 4 – Analisador de baterias
Apresentamos os testes feitos e os respectivos resultados:
- Medida da tensão em vazio de pack de baterias
A medida da tensão em vazio do pack de baterias dá uma ideia aproximada do estado de carga.
Para baterias de lítio íon uma célula plenamente carregada estará com uma tensão em vazio em torno de 4,2V e uma célula completamente descarregada estará com uma tensão em vazio ao redor de 3V.
Para baterias de lítio ferro uma célula plenamente carregada estará com uma tensão em vazio em torno de 3,6V e uma célula completamente descarregada estará com uma tensão em vazio ao redor de 2,5V.
- Tensão do pack de baterias em vazio: 14.39 V
Figura 4 – Teste para medida da tensão em vazio do pack de baterias
A simples medida da tensão em vazio de um pack de baterias não assegura que ele esteja em boas condições de funcionamento. Para assegurar que o pack de baterias está em boas condições operacionais é necessário fazer testes de descarga.
- Teste de descarga rápida 1C
As células fornecidas pelos fabricantes normalmente são entregues com carga parcial. Então um pack de baterias logo após ser fabricado estará num estado de carga intermediário. Considerando isso, se pode fazer um teste rápido de descarga para verificar se a bateria mantém a sua tensão mesmo sob carga. O pack de baterias é conectado a uma carga eletrônica e a corrente á ajustada de início para 1C. Deixa-se pack de baterias nessa condição por 1 minuto e mede-se a tensão do pack em carga.
- Tensão do pack de baterias com carga de 1C (6.600 mA), após 1 min.: 13,33 V
Figura 5 – Teste de descarga rápida 1C
- Teste de descarga rápida com corrente de pico
Um dos testes rápidos mais eficazes é submeter o pack de baterias a uma descarga de 1 minuto na corrente máxima
- Tensão do pack de baterias com carga de 1C (19.800 mA), após 1 min.: 13,10 V
Figura 6 – Teste de descarga rápida – corrente máxima
- Teste de carga rápida
A descarga feita no ensaio anterior provoca uma queda na tensão no pack de baterias.
Se o pack baterias estiver em boas condições operacionais, uma carga com uma corrente de 1C durante 1 minuto deve ser capaz de fazer a tensão do pack subir até o valor que estava antes do ensaio de descarga. Após algum tempo a corrente inicial cai, indicando que o pack está sendo carregado
- Tensão do pack de baterias após ser carregado com 1C, após 1 minuto: 14,33 V. Corrente inicial de 3,57 A e após 1 minuto de 2,97 A.
Figura 7 – Teste de recarga rápida
- Medida da Capacidade do pack
Este teste é bem demorado e exige a utilização de um analisador de baterias
Os passos do ensaio de medida de capacidade são:
- Passo# 1
Função: Carga
Corrente: 5000 mA
Tensão Máxima de Carga: 14.6 V
Temperatura Limite: 60 ºC
Variação de Temperatura Limite: 2 ºC/Minuto
Tempo Máximo de Carga: 420 Min
- Passo# 2
Função: Pausa
Duração da Pausa: 60 Min
- Passo# 3
Função: Descarga
Corrente: 5000 mA
Tensão Mínima na Descarga: 8 V
Temperatura Limite na Descarga: 60 ºC
Tempo Máximo de Descarga: 420 Min
- Passo# 4
Função: Pausa
Duração da Pausa: 60 Min
- Passo# 5
Função: Carga
Corrente: 5000 mA
Tensão Máxima de Carga: 14.6 V
Temperatura Limite: 60 ºC
Variação de Temperatura Limite: 2 ºC/Minuto
Tempo Máximo de Carga: 420 Min
Resultados Obtidos:
| PASSO |
DURAÇÃO (horas) |
RESULTADO |
| #1 – CARGA INICIAL |
07:00:00 |
822 mAh |
| #2 – PAUSA |
01:00:00 |
|
| #3 – DESCARGA |
01:18:47 |
6565 mAh |
| #4 – PAUSA |
01:00:00 |
|
| #5 – CARGA FINAL |
07:00:00 |
6637 mAh |
| 6 – PAUSA |
01:00:00 |
|
Figura 8 – Tela Analisador de baterias
- Medida da resistência interna
Figura 9 – Medida de resistência interna
A medida da resistência interna do pack de baterias é bastante útil pois se os valores obtidos forem muito diferentes dos valores médios para um determinado pack específico, isso pode indicar defeitos de montagem ou mesmo células defeituosas.
Além desses testes, existem outros que são feitos para avaliar situações específicas do pack de baterias:
- 48 m?
- Medida de temperatura do pack de baterias durante a descarga na corrente de pico
Para packs de baterias de alta corrente se deve medir a temperatura na corrente de descarga máxima, após alguns minutos, em várias partes, especialmente nas células e placa PCM.
- 55ºC nas células e 71ºC na placa PCM
