Corrente de carga - cálculo e conhecimentos relacionados e FAQs
Escolher o sistema elétrico perfeito para alimentar equipamentos eléctricos, como os motociclos eléctricos, pode ser complicado hoje em dia, uma vez que existem muitas opções disponíveis. Independentemente do tipo de materiais para pilhasQual deve ser a sua capacidade e o seu sistema de carregamento? O que é que corrente de carga de uma bateria significa? Este artigo tem como objetivo ajudá-lo a compreender melhor a corrente de carga da bateria.
Índice
O que é a corrente de carga?
Começando pelo básico, a corrente é o fluxo de electrões ou carga. A corrente de carga refere-se à quantidade de corrente necessária para carregar uma bateria de forma óptima. A corrente de carga depende de alguns factores, que serão discutidos mais adiante, mas essencialmente, quanto maior for a corrente de carga, mais rapidamente a bateria será carregada.
A eletroquímica da corrente de carga na bateria
Os diferentes tipos de pilhas são feitos de diferentes materiais, o que leva a diferentes reacções químicas nas mesmas. No entanto, a ideia geral de carga e descarga é idêntica em todos os tipos de pilhas.
Os electrões migram para o exterior da pilha através da corrente eléctrica quando a pilha é carregada ou descarregada, enquanto os iões se deslocam de um lado para o outro. Ambos os eléctrodos parecem estar a bombear e a transportar iões para dentro e para fora. Quando uma pilha produz uma corrente, os electrões deslocam-se do ânodo para o cátodo no exterior da pilha. Ao inverter a corrente, a pilha pode recarregar-se a si própria; os iões de lítio voltam a intercalar-se no cátodo e os electrões são transferidos de volta para o ânodo. Isto repõe a carga da bateria.
Termos e unidades da bateria na corrente de carga
Capacidade: A quantidade total de carga/corrente que uma bateria pode armazenar. Uma bateria de 100 amperes pode armazenar 100 amperes de corrente Ah: Uma bateria de 10 Ah pode, teoricamente, fornecer até 10 amperes de corrente durante uma hora antes de se esgotar. Em cenários reais, podem esgotar-se mais cedo devido a perdas inesperadas e a determinadas alterações na química da bateria quando esta atinge níveis baixos.
Tensão: é o termo utilizado para descrever a diferença de potencial causada pela diferença de concentração de iões entre as partes anódica e catódica.
Taxa de carregamento C: Esta é a taxa a que uma bateria é carregada. Uma bateria com uma taxa C de 1 pode passar de 0% para 100% numa hora.
Corrente máxima de carregamento: É o limite superior da corrente que pode ser fornecida a uma bateria e carregá-la, mantendo-a na zona de segurança, o que pode variar consoante os diferentes tipos de células de bateria com especificações diferentes e até com fabricantes diferentes.
Alterações na corrente de carga durante o processo de carga
As baterias de iões de lítio mais comuns na nossa vida são carregadas utilizando o método CC-CV e a corrente de carga varia um pouco ao longo do processo de carga. As baterias de lítio são carregadas com uma corrente baixa, como 0,1C, para garantir um aumento consistente da tensão se a tensão da bateria cair abaixo do valor mínimo (valor da tensão de corte de descarga)...
A bateria inicia a fase de carga de corrente constante quando a sua tensão ultrapassa um determinado limiar. Neste processo, a bateria é carregada rapidamente com uma corrente forte e constante. A capacidade da bateria atinge cerca de 85% do seu valor nominal à medida que a sua tensão aumenta rapidamente. Quando a tensão atinge o seu valor máximo, a tensão de corte de carga, o circuito passa para o modo de carga de tensão constante.
A corrente de carga da bateria diminui constantemente, e a taxa de carga abranda quando a tensão é mantida na tensão de corte de carga. Quando as baterias estão totalmente carregadas, a corrente de carga desce para 0,1C.
Comparação da corrente de carga de diferentes células de bateria
Chumbo-ácido Uma pilha de chumbo-ácido é um tipo de pilha em que os eléctrodos são, como o nome indica, feitos de chumbo e o eletrólito é ácido.
A bateria de chumbo-ácido é um tipo de bateria tradicional. Por conseguinte, o seu custo é frequentemente baixo. No entanto, o eletrólito é prejudicial. A tensão operacional e a densidade de energia são ambas inadequadas. A forma é restrita e o peso é denso.
A corrente de carga da bateria é a mais baixa das três, cerca de 0,1-0,25 C. Isto significa que, normalmente, são necessárias 6 a 10 horas para que a bateria fique totalmente carregada. NiMH
As pilhas NiMH são pilhas de hidreto de níquel-metal. Trata-se de uma versão melhorada da pilha de níquel-cádmio (pilha NiCd), que substitui o cádmio (Cd). A tensão de funcionamento e a densidade de energia são melhores do que as pilhas de chumbo-ácido. A tensão de funcionamento e a densidade de energia são superiores às das baterias de chumbo-ácido. No entanto, o efeito de memória é elevado, tal como o custo.
A corrente de carga é semelhante à de uma bateria de chumbo-ácido, variando entre 0,1c e 0,2C. A corrente de carga pode variar de acordo com os diferentes cenários de aplicação. A tensão de funcionamento e a densidade de energia são melhores do que as baterias de chumbo-ácido. No entanto, o seu custo é relativamente elevado. Iões de lítio Uma bateria de iões de lítio é uma bateria que funciona principalmente permitindo que os iões de lítio viajem entre o cátodo e o ânodo. Atualmente, o níquel-cobalto-manganês e o fosfato de lítio e ferro são os materiais catódicos mais frequentemente utilizados nas baterias de iões de lítio.
A corrente de carga é melhor do que a das baterias de chumbo-ácido. Geralmente, a corrente de carga comum situa-se entre 0,2C e 0,2c. No cenário de aplicação com elevados requisitos de corrente de carga, a corrente de carga das baterias de iões de lítio pode atingir o máximo entre 0,5C-2C.
O tensão da bateria de iões de lítio e a densidade energética são muito melhores do que nos outros dois tipos de pilhas. É leve, não tem efeito de memória e é amiga do ambiente. Devido à baixa taxa de auto-descarga, a bateria dura muito tempo. Também possui a corrente de carga mais elevada entre a maioria das pilhas e um ciclo de vida longo. O custo, no entanto, é o mais significativo.
Factores que afectam a corrente de carga das baterias de lítio
De um modo geral, a capacidade da bateria, a taxa de carregamento, a resistência interna e outros factores afectarão a corrente de carregamento da bateria. Quanto maior for a capacidade da bateria, maior será normalmente a corrente de carga. Do mesmo modo, quanto maior for o rácio de carga, maior será a corrente de carga e mais curto será o tempo de carga. Relativamente à resistência interna, quanto maior for a resistência interna, menor será a corrente de carga. Além disso, para as baterias de iões de lítio, a corrente de carga também depende da fase em que a bateria é carregada.
As baterias de iões de lítio são normalmente recarregadas num modo de corrente constante-tensão constante. Antes de começar a carregar, verifique a tensão da bateria. Se a bateria estiver quase descarregada, a corrente de carga será utilizada para restaurar a sua tensão, resultando num aumento da tensão.
À medida que atinge o seu nível de tensão normal, a corrente de carga aumenta significativamente até atingir 85% da sua capacidade. Depois de atingido o nível de tensão pretendido, a corrente de carga diminui e a bateria é gradualmente carregada até 100%.
Como é que a corrente de carga afecta o desempenho da bateria
A quantidade de corrente de carga tem um impacto significativo no ciclo de vida das baterias de iões de lítio. Aumentar a corrente de carga para carregar as pilhas mais rapidamente pode provocar o seu sobreaquecimento e algumas podem incendiar-se e explodir. No cenário oposto, uma corrente de carga demasiado baixa não danifica as pilhas, mas se for demasiado baixa, a pilha não pode ser carregada corretamente.
Como escolher a corrente de carga correcta de uma bateria para si
O investimento numa bateria de iões de lítio compensa quase sempre a longo prazo. Apesar de serem mais caras do que as baterias de chumbo-ácido, as baterias de iões de lítio duram cerca de 2 a 3 vezes mais quando utilizadas corretamente do que as suas concorrentes.
Regra geral, a corrente máxima de carga de uma bateria é de cerca de 10 a 20% da sua capacidade total. Por exemplo, se tiver uma bateria de lítio de 12V com uma capacidade de 100 Ah, a corrente máxima de carga não deve ser superior a 20 Amperes. É melhor falar com o seu fornecedor para determinar a taxa máxima exacta de amperes das suas baterias.
A taxa de corrente de descarga é normalmente mais elevada do que a taxa de corrente de carga para todas as pilhas, mas nem sempre é proporcional. Uma pilha de iões de lítio pode ficar totalmente carregada em 2 horas, mas será capaz de descarregar totalmente em 1 hora.
A corrente de carga depende da capacidade máxima da bateria, Ah, e não da tensão a que a bateria está classificada, pelo que a corrente de carga da bateria de 12V depende da sua capacidade específica e da taxa de carga.
Para uma bateria de chumbo-ácido de 100 Ah, a corrente máxima de carga é de cerca de 25 a 50 amperes. A corrente de carga máxima média para baterias de iões de lítio de 100 Ah seria de 100 a 200 amperes. Mas o carregamento a uma taxa tão elevada teria a sua quota-parte de problemas, como elevadas perdas de energia e calor.
Esta é uma questão um pouco complicada. As baterias de iões de lítio têm diferentes correntes de carga em diferentes fases do tempo. Um bom carregador é capaz de se adaptar à situação para fornecer a melhor corrente de carga. A corrente de carga de uma bateria de lítio para motociclos é de 0,1 a 0,2C no início até 10%, passa para 0,5C depois disso até atingir 85% e desce para 0,1 C até atingir 100%.
Verde
Olá, chamo-me Greeny, sou licenciado por uma das universidades mais conhecidas da China e tenho um mestrado em física. Tenho mais de 5 anos de experiência como engenheiro profissional na indústria de baterias de lítio e experiência na conceção e fabrico de estações de troca de baterias. Estou empenhado em oferecer serviços e soluções sobre a troca de baterias de motociclos com conhecimento profissional. Estou sempre aqui para lhe fornecer serviços rápidos, fiáveis e de qualidade sobre a estação de troca de baterias.
Corrente de carga - cálculo e conhecimentos relacionados e FAQs
O que é a corrente de carga?
Começando pelo básico, a corrente é o fluxo de electrões ou carga. A corrente de carga refere-se à quantidade de corrente necessária para carregar uma bateria de forma óptima. A corrente de carga depende de alguns factores, que serão discutidos mais adiante, mas essencialmente, quanto maior for a corrente de carga, mais rapidamente a bateria será carregada.
A eletroquímica da corrente de carga na bateria
Os diferentes tipos de pilhas são feitos de diferentes materiais, o que leva a diferentes reacções químicas nas mesmas. No entanto, a ideia geral de carga e descarga é idêntica em todos os tipos de pilhas.
Os electrões migram para o exterior da pilha através da corrente eléctrica quando a pilha é carregada ou descarregada, enquanto os iões se deslocam de um lado para o outro. Ambos os eléctrodos parecem estar a bombear e a transportar iões para dentro e para fora. Quando uma pilha produz uma corrente, os electrões deslocam-se do ânodo para o cátodo no exterior da pilha. Ao inverter a corrente, a pilha pode recarregar-se a si própria; os iões de lítio voltam a intercalar-se no cátodo e os electrões são transferidos de volta para o ânodo. Isto repõe a carga da bateria.
Termos e unidades da bateria na corrente de carga
Capacidade: A quantidade total de carga/corrente que uma bateria pode armazenar. Uma bateria de 100 amperes pode armazenar 100 amperes de corrente
Ah: Uma bateria de 10 Ah pode, teoricamente, fornecer até 10 amperes de corrente durante uma hora antes de se esgotar. Em cenários reais, podem esgotar-se mais cedo devido a perdas inesperadas e a determinadas alterações na química da bateria quando esta atinge níveis baixos.
Tensão: é o termo utilizado para descrever a diferença de potencial causada pela diferença de concentração de iões entre as partes anódica e catódica.
Taxa de carregamento C: Esta é a taxa a que uma bateria é carregada. Uma bateria com uma taxa C de 1 pode passar de 0% para 100% numa hora.
Corrente máxima de carregamento: É o limite superior da corrente que pode ser fornecida a uma bateria e carregá-la, mantendo-a na zona de segurança, o que pode variar consoante os diferentes tipos de células de bateria com especificações diferentes e até com fabricantes diferentes.
Alterações na corrente de carga durante o processo de carga
As baterias de iões de lítio mais comuns na nossa vida são carregadas utilizando o método CC-CV e a corrente de carga varia um pouco ao longo do processo de carga. As baterias de lítio são carregadas com uma corrente baixa, como 0,1C, para garantir um aumento consistente da tensão se a tensão da bateria cair abaixo do valor mínimo (valor da tensão de corte de descarga)...
A bateria inicia a fase de carga de corrente constante quando a sua tensão ultrapassa um determinado limiar. Neste processo, a bateria é carregada rapidamente com uma corrente forte e constante. A capacidade da bateria atinge cerca de 85% do seu valor nominal à medida que a sua tensão aumenta rapidamente. Quando a tensão atinge o seu valor máximo, a tensão de corte de carga, o circuito passa para o modo de carga de tensão constante.
A corrente de carga da bateria diminui constantemente, e a taxa de carga abranda quando a tensão é mantida na tensão de corte de carga. Quando as baterias estão totalmente carregadas, a corrente de carga desce para 0,1C.
Comparação da corrente de carga de diferentes células de bateria
Chumbo-ácido
Uma pilha de chumbo-ácido é um tipo de pilha em que os eléctrodos são, como o nome indica, feitos de chumbo e o eletrólito é ácido.
A bateria de chumbo-ácido é um tipo de bateria tradicional. Por conseguinte, o seu custo é frequentemente baixo. No entanto, o eletrólito é prejudicial. A tensão operacional e a densidade de energia são ambas inadequadas. A forma é restrita e o peso é denso.
A corrente de carga da bateria é a mais baixa das três, cerca de 0,1-0,25 C. Isto significa que, normalmente, são necessárias 6 a 10 horas para que a bateria fique totalmente carregada.
NiMH
As pilhas NiMH são pilhas de hidreto de níquel-metal.
Trata-se de uma versão melhorada da pilha de níquel-cádmio (pilha NiCd), que substitui o cádmio (Cd). A tensão de funcionamento e a densidade de energia são melhores do que as pilhas de chumbo-ácido. A tensão de funcionamento e a densidade de energia são superiores às das baterias de chumbo-ácido. No entanto, o efeito de memória é elevado, tal como o custo.
A corrente de carga é semelhante à de uma bateria de chumbo-ácido, variando entre 0,1c e 0,2C. A corrente de carga pode variar de acordo com os diferentes cenários de aplicação.
A tensão de funcionamento e a densidade de energia são melhores do que as baterias de chumbo-ácido. No entanto, o seu custo é relativamente elevado.
Iões de lítio
Uma bateria de iões de lítio é uma bateria que funciona principalmente permitindo que os iões de lítio viajem entre o cátodo e o ânodo. Atualmente, o níquel-cobalto-manganês e o fosfato de lítio e ferro são os materiais catódicos mais frequentemente utilizados nas baterias de iões de lítio.
A corrente de carga é melhor do que a das baterias de chumbo-ácido. Geralmente, a corrente de carga comum situa-se entre 0,2C e 0,2c. No cenário de aplicação com elevados requisitos de corrente de carga, a corrente de carga das baterias de iões de lítio pode atingir o máximo entre 0,5C-2C.
O tensão da bateria de iões de lítio e a densidade energética são muito melhores do que nos outros dois tipos de pilhas. É leve, não tem efeito de memória e é amiga do ambiente. Devido à baixa taxa de auto-descarga, a bateria dura muito tempo. Também possui a corrente de carga mais elevada entre a maioria das pilhas e um ciclo de vida longo. O custo, no entanto, é o mais significativo.
Factores que afectam a corrente de carga das baterias de lítio
De um modo geral, a capacidade da bateria, a taxa de carregamento, a resistência interna e outros factores afectarão a corrente de carregamento da bateria. Quanto maior for a capacidade da bateria, maior será normalmente a corrente de carga. Do mesmo modo, quanto maior for o rácio de carga, maior será a corrente de carga e mais curto será o tempo de carga. Relativamente à resistência interna, quanto maior for a resistência interna, menor será a corrente de carga. Além disso, para as baterias de iões de lítio, a corrente de carga também depende da fase em que a bateria é carregada.
As baterias de iões de lítio são normalmente recarregadas num modo de corrente constante-tensão constante. Antes de começar a carregar, verifique a tensão da bateria. Se a bateria estiver quase descarregada, a corrente de carga será utilizada para restaurar a sua tensão, resultando num aumento da tensão.
À medida que atinge o seu nível de tensão normal, a corrente de carga aumenta significativamente até atingir 85% da sua capacidade. Depois de atingido o nível de tensão pretendido, a corrente de carga diminui e a bateria é gradualmente carregada até 100%.
Como é que a corrente de carga afecta o desempenho da bateria
A quantidade de corrente de carga tem um impacto significativo no ciclo de vida das baterias de iões de lítio.
Aumentar a corrente de carga para carregar as pilhas mais rapidamente pode provocar o seu sobreaquecimento e algumas podem incendiar-se e explodir. No cenário oposto, uma corrente de carga demasiado baixa não danifica as pilhas, mas se for demasiado baixa, a pilha não pode ser carregada corretamente.
Como escolher a corrente de carga correcta de uma bateria para si
O investimento numa bateria de iões de lítio compensa quase sempre a longo prazo. Apesar de serem mais caras do que as baterias de chumbo-ácido, as baterias de iões de lítio duram cerca de 2 a 3 vezes mais quando utilizadas corretamente do que as suas concorrentes.
Regra geral, a corrente máxima de carga de uma bateria é de cerca de 10 a 20% da sua capacidade total. Por exemplo, se tiver uma bateria de lítio de 12V com uma capacidade de 100 Ah, a corrente máxima de carga não deve ser superior a 20 Amperes. É melhor falar com o seu fornecedor para determinar a taxa máxima exacta de amperes das suas baterias.
No final, é melhor consultar o fabricante ou fornecedor da bateria para obter a amperagem exacta da corrente de carga mais adequada para a sua bateria. Temos experiência em carregamento de baterias. Para artigos relacionados, consulte carregamento de motociclos, carregador de bateria para motociclos, carregamento de baterias de veículos de duas rodas perto de mim.
Perguntas frequentes sobre a corrente de carga da bateria
A taxa de corrente de descarga é normalmente mais elevada do que a taxa de corrente de carga para todas as pilhas, mas nem sempre é proporcional. Uma pilha de iões de lítio pode ficar totalmente carregada em 2 horas, mas será capaz de descarregar totalmente em 1 hora.
A corrente de carga depende da capacidade máxima da bateria, Ah, e não da tensão a que a bateria está classificada, pelo que a corrente de carga da bateria de 12V depende da sua capacidade específica e da taxa de carga.
Para uma bateria de chumbo-ácido de 100 Ah, a corrente máxima de carga é de cerca de 25 a 50 amperes. A corrente de carga máxima média para baterias de iões de lítio de 100 Ah seria de 100 a 200 amperes. Mas o carregamento a uma taxa tão elevada teria a sua quota-parte de problemas, como elevadas perdas de energia e calor.
Esta é uma questão um pouco complicada. As baterias de iões de lítio têm diferentes correntes de carga em diferentes fases do tempo. Um bom carregador é capaz de se adaptar à situação para fornecer a melhor corrente de carga. A corrente de carga de uma bateria de lítio para motociclos é de 0,1 a 0,2C no início até 10%, passa para 0,5C depois disso até atingir 85% e desce para 0,1 C até atingir 100%.