Bateria de Lítio (LiFePo4)

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Bateria de Lítio (LiFePo4)

Mensagempor DuarteR » segunda ago 23, 2021 10:16 pm

Olá a todos,
Vou aqui deixar a minha experiência com a minha bateria de Lítio (LiFePo4) 100Ah.

O que me levou a mudar de uma bateria AGM (100Ah) para uma bateria de LiFePo4 da mesma capacidade?

Depois de algum tempo a “estudar” as baterias LiFePo4, a certeza de adquirir uma era uma conjunção de dois factores:
1 - A bateria AGM não conseguir armazenar um valor próximo dos 70% da capacidade (mesmo depois de uma dessulfatação);
2 - O preço das baterias de Lítio fossem para um valor menos “proibitivo”.

Embora a AGM 100Ah e a Lítio tenham a mesma capacidade, na AGM não deve ser usada mais do que 70% da capacidade (com 11.75v) enquanto a de Lítio pode ser usada até aos 90% (com 12.4v), podendo ser usada até aos 5% valor no qual a BMS (Sistema de Gestão da Bateria) a desliga para que as células não fiquem irrecuperáveis.
Assim numa bateria de 100Ah, da AGM consegue-se 70Ah, da de Lítio 90Ah.

Atingido o facto da bateria AGM estar “quase nas lonas”, faltava o do valor da bateria de Lítio. Quase um ano depois de ver as baterias descer de 1.400€ (Portugal) para 1.050€ (Portugal) e depois para 650€ (Portugal), eis que aparece uma Ultimatron 100Ah a 510€ (Espanha entregue em loja), não fosse a necessidade de mudar de bateria e a espera tinha como resultado a mesma bateria a 454€ (Espanha, +4% taxa Paypal, não sei valores de portes).

Fiquei impressionado com as características desta bateria de Lítio:
Corrente de carga máxima recomendada: 50A
Corrente de carga máxima: 100A
Corrente de descarga: 150A (tranquilo para a máquina de café que consome no máximo 125A ☺ )
Corrente de descarga máxima (≤20 seg.): 500A (também acho exagerado, mas se é o que dá ☺ )

O primeiro teste de carga/descarga foi de 5 dias com sol (só foi usado painel solar), com o seguinte uso:
3 dias = 5Ah x 8 horas (teletrabalho) + 12 cafés (125A ± 3 minutos) + noite (TV + 4 luzes Led) + Residual Frigorífico e Boiller
2 dias = 12 cafés (125A ± 3 minutos) + noite (TV + 4 luzes Led) + Residual Frigorífico e Boiller
Valor de carga da bateria inicial: 60%
Valor de carga da bateria final: 65%

Como coloquei a bateria?
A bateria é um pouco mais alta que a AGM, mas estas baterias podem se colocadas em qualquer posição pois as células são cilíndricas. Assim ficou deitada ☺
Atenção que as baterias LifePo4 com células prismáticas só permitem a colocação na posição normal.

O que tive que adaptar para usar a bateria de Lítio?
- Painel solar (regulador CBE PRS300 – PWM) – inicialmente coloquei um limitador de tensão, mas com medições sucessivas (sol pleno não chegou aos 14,7v) e informação do fabricante 14,7v (posição B) optei por retirá-lo.
- Carregador 230v CB-516 – Coloquei um limitador de tensão para o máximo de 14.6v para o caso do carregador entrar em modo de dessulfatação (15.2v) não danificar a bateria.
Experimentei a carregar e funcionou sem problemas com tensão de 14.4v e 14A de corrente em dois períodos de 30 minutos distintos.
Aqui verifiquei que o carregador aquece um pouco pois o valor de carga está muito próximo do máximo do carregador.
- Alternador (só para caso de emergência) – Irei colocar um Step-Down (regulador) de 20A pois a bateria não deve ser ligada directamente ao alternador, pois a resistência interna das baterias LifePo4 é muito baixa e vai absorver toda a carga que o alternador fornece acabando por danificar a ponte rectificadora.

Há duas situações que escreverei mais tarde, uma acerca de um carregador LifePo4 que avariou, outra com a BMS (Sistema de Gestão da Bateria) que já está resolvida.


Saudações Autocaravanistas.
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Re: Bateria de Lítio (LiFePo4)

Mensagempor fluis » terça ago 24, 2021 10:24 am

Bom dia,

Muito bem, obrigado pela partilha e explicação detalhada, nesta sua primeira publicação, muito útil.
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Re: Bateria de Lítio (LiFePo4)

Mensagempor DuarteR » terça ago 24, 2021 12:22 pm

Bom dia,

Obrigado.
No que me for possível e estiver no meu conhecimento, espero dar o contributo para este espectacular Fórum. Parabéns.

Saudações autocaravanistas.
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Re: Bateria de Lítio (LiFePo4)

Mensagempor Salazar » terça ago 24, 2021 4:04 pm

Boa partilha!

Também tenho uma ultimatron de 100A, no entanto, optei por colocar um carregador dc-dc com regulador solar integrado da C-Tek e um carregador 220v da victron de 20a, ambos com perfis para lifepo4.

Não sou muito geek de andar a ver voltagens e percentagens. E para ser sincero, ainda não noto diferenças na autonomia em relação à agm de 95a que tinha. Para além disso, depois de a instalar, fui de ferias e com 5500km feitos em 3 semanas, pouco tempo ficou para experiências. Vamos esperar pelo inverno do centro da Europa, onde as poucas horas de sol deverão valer os amperes a mais que a bateria lifepo4 permite ir buscar para tirar conclusões.

Apenas uma nota em relação ao que escreveu. As baterias AGM têm um rendimento muito semelhante às baterias de ácido abertas. Isto é, permitem usufruir de cerca de 20% da sua capacidade. Assim, numa bateria AGM de 100a, consegue usar cerca de 20a, sem qualquer carga. Não 70.

Por fim, um comentário aos valores. Eu comprei a minha numa loja online aqui em França, junto com o dc-dc e o carregador de 220v. Tudo isto ficou mais barato que uma bateria lifepo4 da mesma capacidade numa conhecida loja portuguesa. :roll:
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Re: Bateria de Lítio (LiFePo4)

Mensagempor DuarteR » terça ago 24, 2021 11:23 pm

Boa noite a todos,

Acerca dos dois episódios que tive com a bateria de Lítio.

- O carregador LiFePo4 avariou, e não é que fez faisca?
Depois de adquirir a bateria verifiquei que estava em 9%, o que estranhei e após contactar o vendedor este informou-me que era problema na aplicação e que ia contactar o “Chicho” que mexe em electricidade de autocaravanas e tem um carregador LiFePO4 e que iria ter comigo para carregar a bateria.
Após chegar o “Chicho” o aparato foi montado. Apesar do carregador indicar 14.6v 15A, coloquei a monitorizar a tensão do carregador a minha pinça amperimétrica, não me preocupando com a corrente. O “Chicho” também colocou um voltimetro que trazia, a medir a tensão que chegava à bateria.
Havia diferença de valores pois a minha pinça amperimétrica é TRMS (True RMS) que embora seja uma função usada para medições com precisão de corrente alternada, certamente a qualidade deste tipo de equipamento obtém medições mais precisas nas outras funcionalidades.
Activei a função de registo de valores para saber qual a tensão máxima lida.
E assim preparados para desligar o carregador caso houvesse anomalia na tensão, iniciou-se o carregamento.
Nos primeiro 15 minutos verificou-se que o carregador estava a fornecer 15 Amperes com tensão de 14.6v.
De repente o carregador estoirou. Rapidamente se desligaram os cabos da bateria e ficamos estupefactos a olhar para o que acontecera com um cheirinho a verniz queimado no ar.
Afinal o que aconteceu? O “Chicho” ainda não tinha tido o azar de ligar o carregador a uma bateria que aceita-se 50A de corrente e estava a sobrecarregar o carregador que pelos vistos não tinha protecção.
O carregador desde que começou a funcionar esteve sempre a fornecer 15A que era o limite do mesmo e estava bem quente, mas o “Chicho” disse que ele aquecia.
No final a tensão da bateria era 13v no entanto chegou aos 32%.
Feitas as contas: 15A / 4 (15 minutos) = 3.75A, sendo este o valor que a bateria deveria ter a mais, ou seja 12.75%.
Considerei que havia um problema com a aplicação.

Afinal o problema era na BMS (Sistema de Gestão da Bateria).
Após este episódio e como tinha um regulador de tensão, arranjei um carregador “menos inteligente” para baterias de chumbo, porque o meu carregador “inteligente” não sendo para LiFePo4 considera que a bateria está super cheia ao ler 13v e nem sequer activa opções de carregamento, nem a dessulfatação.
E foi com um carregador de 4A que demorou cerca de 17 horas a chegar aos 100% que conclui que os 32% estavam correctos. Curiosamente o carregador devia de estar em modo de BULK (14.1v 4A).
Depois de desligado o carregador e estando em 100% durante 8 horas a bateria passou para os 78% e passadas umas horas voltou aos 100%.
Redimido que seria da aplicação, instalei a bateria na autocaravana, usando só a ligação ao regulador do painel solar.
Passadas poucas semanas saiu uma actualização da App e depois de a instalar verificava-se o mesmo sintoma, umas vezes baixava cerca de 30% e passadas uma horas voltava aos valores correctos, pois a App tem histórico de carga e o gráfico mostrava isso mesmo.
Contactei a Ultimatron France que foram espectaculares, e disse que o problema estaria na BMS e não na App, pelo que foram validar com um engenheiro e depois enviaram-me a aplicação de Update da BMS que é OTA, esta é uma daquelas formas de actualizações centralizadas que me deixa de pé atrás, mas é a que há, mas isto é a minha desconfiança da Internet das Coisas (IoT)
Fiz o Update e “voilá” tudo certinho.

Nota ao companheiro Salazar:
Parabéns pela excelente opção. Isso é o chamado “sem espinhas”. Adquire-se os equipamentos para LiFePo4 e agora é só desfrutar. Certamente não vai ter problemas com o regulador MPPT porque tudo o que for recebido pela bateria é “absorvido” até a BMS dizer “já chega” e cortar o carregamento e manter a equalização das células. Quando a BMS achar que a bateria necessita de carga, liberta o bloqueio de carregamento, como pode verificar na App, pois os botões de Carga e Descarga podem ser activados/desactivados mas se a carga estiver completa o botão de Carga está desactivo e não se consegue activar.
O botão de Descarga permite desligar a bateria sem termos que usar os tradicionais “corta corrente”.
Eu atrevo-me a dizer que o Victron 220/20A (muito bom equipamento) não será necessário usar, mas se for já sabe que se a bateria estiver por exemplo a 10% que em menos de 5 horas tem a bateria carregada.
Com a App da Ultimatron não é necessário ser muito entendido em voltagens e afins ☺
Como sabe, mas muitos desconhecem que a App permite ter uma leitura imediata da:
Capacidade (Ah), Temperatura (ºC), Voltagem (V), Corrente (A) - valor positivo se em carga e negativo se em descarga, Número de Ciclos, Maior Voltagem das células (V), Menor Voltagem das células(V), o estado do botão de Carga e de Descarga, Potência (W) e ainda a tensão de cada célula ( a soma das 4 dá o valor indicado em “Voltagem”)
A App faz o histórico gráficamente das ultimas 50 leituras de:
Capacidade, Temperatura, Corrente e Tensão.

Não entendi o que quis dizer com a nota:
Apenas uma nota em relação ao que escreveu. As baterias AGM têm um rendimento muito semelhante às baterias de ácido abertas. Isto é, permitem usufruir de cerca de 20% da sua capacidade. Assim, numa bateria AGM de 100a, consegue usar cerca de 20a, sem qualquer carga. Não 70.

O valor de 70Ah que indico é o que se deve gastar de uma bateria “AGM” de 100Ah que esteja totalmente carregada. Não quer isto dizer que não use mais capacidade. Esta recomendação tem a haver com a capacidade de recuperação da carga da bateria.
Penso que estará a dizer que se pode consumir 80Ah e que se fica assim com um remanescente de 20Ah, é isso?

Saudações autocaravanistas.
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