Carregar baterias 18650 pode ser complicado, especialmente quando é necessário carregar várias células em série. A ligação incorrecta das células de iões de lítio pode provocar incêndios ou explosões, pelo que a segurança deve ser sempre a prioridade número um.
Neste guia completo, como profissional Fabricante de baterias 18650No artigo "Carregamento em série", mostrarei as formas mais seguras e eficazes de carregar baterias 18650 em série, quer esteja a trabalhar com 2, 4, 6 ou mesmo mais células. Abordaremos os sistemas de gestão de baterias, os requisitos de tensão, as configurações de cablagem e as opções de carregador para o ajudar a preparar-se corretamente.
Visão geral do carregamento das baterias 18650 em série
Quando as pilhas são ligadas em série, as suas voltagens somam-se, mas a sua capacidade não. Por exemplo, duas 18650 de 3,7V 2500mAh ligadas em série equivalem a 7,4V 2500mAh. Esta tensão de saída mais elevada torna os arranjos em série ideais para alimentar dispositivos e ferramentas.
No entanto, existem algumas considerações de segurança importantes quando se efectua o carregamento em série:
- Todas as células devem ter o mesmo estado de carga - Se uma célula for significativamente inferior, pode ficar com uma descarga excessiva ou ser carregada ao contrário durante o processo, resultando em danos ou incêndio. Equilibre sempre as células antes de as carregar.
- Utilizar um carregador concebido para a configuração específica da série - A tensão do carregador e as capacidades da taxa de carga têm de corresponder à tensão total e à classificação de mAh do pack.
- Incluir o equilíbrio e a monitorização das células - Pequenas diferenças na auto-descarga e na resistência interna podem desenvolver-se ao longo do tempo e dos ciclos entre células em série. O equilíbrio das células e a monitorização contínua são fundamentais para a segurança.
Vejamos agora como configurar corretamente o carregamento de 2, 4, 6 ou mais células 18650 em série.
Como carregar 2 baterias 18650 em série
Para carregar apenas duas células de iões de lítio em série, a opção mais simples é utilizar um carregador de bateria de lítio concebido para os 3,7 V (tensão nominal) de uma célula e adicionar o seu próprio cabo adaptador de equilíbrio.
Isto permite que o circuito do carregador forneça tensão suficiente, ao mesmo tempo que lhe dá acesso à torneira para monitorizar e equilibrar manualmente cada célula, conforme necessário.
Eis o que vai precisar:
- 2 x baterias 18650 correspondentes
- Adaptador de equilíbrio de bateria de lítio 2S
- Carregador de bateria de iões de lítio de 3,7 V
Passo 1) Ligue as baterias em série utilizando o cabo adaptador do equilibrador. Isto dá-lhe acesso ao terminal positivo da Bateria 1, ao terminal negativo da Bateria 1 (que é o terminal positivo da Bateria 2) e ao terminal negativo da Bateria 2.
Passo 2) Ligue os cabos do carregador aos terminais positivo e negativo totalmente expostos de toda a ligação em série. Para duas células, este valor será de 7,4V.
Etapa 3) Ligue o carregador e monitorize as tensões das células durante o carregamento. Equilibre, se necessário, aplicando periodicamente uma carga de baixa corrente em qualquer célula que atinja 4,2 V antes da outra.
Passo 4) Pare de carregar quando ambos os elementos apresentarem uma carga completa de 4,2 V.
Os principais aspectos a ter em conta são a utilização de um carregador compatível com iões de lítio, a monitorização manual das tensões das células e o equilíbrio quando uma célula atinge a capacidade total antes da outra durante o carregamento.
Como carregar 4 baterias 18650 em série
Quando ligadas em série, quatro células 18650 têm uma tensão totalmente carregada de 16,8 V (4,2 V x 4 células). Esta disposição requer um carregador mais avançado, concebido para a tensão específica e a química da bateria.
Aqui está uma visão geral de uma configuração correta de carregamento de 4 células 18650:
Equipamento
- 4 x baterias 18650 de alta qualidade
- Carregador de equilíbrio de bateria de lítio 4S / BMS
- Fonte de carregamento compatível com 16,8 V
As células 18650 de alta drenagem, concebidas para longevidade, bem como um sistema de gestão da bateria (BMS) são essenciais para a segurança.
O BMS equilibra ativamente as tensões das células durante o carregamento, evita o carregamento excessivo ou a descarga excessiva das células e protege contra danos provocados por curto-circuitos e sobreintensidades que podem ocorrer quando as células se desequilibram devido à utilização ou ao desgaste.
Um carregador básico pode depender da monitorização e equilíbrio manual das células. Mas um carregador avançado de lítio de 16,8 V com BMS incorporado tratará automaticamente de tudo, desde que ligue corretamente as células correspondentes.
As baterias 18650 de alta qualidade concebidas para grandes ferramentas eléctricas ou aplicações EV também têm gestão de bateria integrada e podem ser uma solução de carregamento mais fácil.
Configuração da cablagem
Ligue as células em série de acordo com o diagrama acima, certificando-se de que a polaridade das ligações das células segue a sequência correta de contacto positivo-negativo.
Siga as especificações do fabricante para fixar corretamente os cabos de equilíbrio do arnês de cablagem do BMS, que ligam aos pontos de exposição de tensão total entre as células.
Carregamento
O BMS monitorizará continuamente todas as células e o carregador combinado desligar-se-á automaticamente quando o conjunto estiver totalmente carregado. Isto evita que células individuais sofram sobretensão e assegura um carregamento uniforme das quatro células, dadas as ligeiras diferenças de capacidades.
Os carregadores de lítio avançados indicam frequentemente o estado de carga e podem incluir opções para definir a tensão alvo final desejada, desde a tensão de armazenamento (3,6 ou 3,7 V) até uma carga completa de 4,2 V em todas as células em série.
Como carregar 6 baterias 18650 em série
À medida que o número de células aumenta em configurações em série, torna-se ainda mais crítico utilizar sistemas adequados de gestão de baterias de lítio para fornecer ativamente funcionalidades de controlo de carga, monitorização e proteção.
Vejamos mais detalhadamente as melhores práticas para arranjos de 6 células.
Equipamento necessário
- 6 x células 18650 de alta qualidade
- Bateria de lítio 6S BMS com carregador de equilíbrio
- Fonte de carga de 25,2V
Com seis células 18650 em série, a tensão total totalmente carregada é de 25,2 V (6 x 4,2 V/célula). É essencial utilizar um carregador de lítio de equilíbrio concebido para carregar até esta tensão mais elevada, que também inclui a monitorização e o equilíbrio contínuos das células.
Sem estas protecções, as baterias podem ficar danificadas e correr o risco de falhas perigosas, uma vez que podem surgir pequenas diferenças entre as células ao longo de ciclos de utilização contínua.
Os conjuntos de baterias de lítio de alta qualidade com BMS integrado permitem frequentemente o carregamento "plug-and-play" sem se preocupar com a monitorização individual das células. Basta garantir que a tensão do conjunto corresponde às especificações do carregador.
Para o carregamento de células individuais, escolha um BMS de lítio programável avançado que equilibra ativamente durante o carregamento até um máximo de 25,2 V. Também pode ser necessário definir tensões alvo com base nas especificações das células.
Configuração da cablagem
Tal como anteriormente, ligue corretamente os terminais positivos e negativos das células em sequência. Normalmente, o BMS tem tomadas de cablagem que se ligam entre as células para monitorizar as tensões e facilitar o equilíbrio das seis células durante o carregamento.
Compatibilidade do carregador
É necessário um carregador de baterias de iões de lítio de alta qualidade concebido para a configuração 6S de 25,2 volts que suporte até 5A de carregamento rápido se utilizar células de alta capacidade.
A gestão integrada da bateria permite desligar a energia quando está totalmente carregada para proteger contra danos causados por sobrecarga.
Como carregar 8+ baterias 18650 em série
Os objectivos gerais e as necessidades de equipamento para carregar arranjos de séries superiores de 8 ou mais baterias 18650 permanecem os mesmos.
Vamos resumir os principais requisitos:
- Fazer corresponder o mais possível as capacidades e a qualidade das células
- Utilize um sistema de gestão de baterias de lítio (BMS) concebido especificamente para a tensão do seu conjunto
- Carregador de alta voltagem adequado com capacidade de corrente suficiente
- Equilibra ativamente as células durante a rotina de carregamento
- Permitir que as protecções de segurança do BMS interrompam automaticamente o carregamento com a capacidade total
Com conjuntos de baterias de bricolage muito grandes, adicionar monitorização e controlos de segurança externos como uma camada extra de proteção é também uma boa ideia para evitar danos ou falhas perigosas à medida que a energia eléctrica armazenada global aumenta substancialmente.
Os conjuntos integrados de baterias de lítio com BMS podem ainda ser mais fáceis de implementar para grandes bancos que necessitem de tempos de funcionamento de elevada capacidade. Consulte os fabricantes para determinar as especificações de carregamento ideais para cada configuração em série.
Perguntas frequentes - Carregamento de baterias 18650 em série
É possível carregar baterias 18650 em série sem um BMS?
Não é aconselhável ou seguro carregar um número significativo de células de iões de lítio em série sem utilizar uma gestão e monitorização adequadas da bateria. As pequenas diferenças entre as células tornar-se-ão mais pronunciadas sem um equilíbrio ativo, levando a uma falha prematura ou a condições de funcionamento perigosas em ciclos repetitivos que não sejam controlados.
De que carregador necessito para carregar baterias 18650 em série?
É necessário um carregador de bateria de iões de lítio concebido especificamente para a tensão total em série e a configuração de células com que está a trabalhar. Para configurações do tipo "faça você mesmo", procure carregadores de lítio programáveis com especificações correspondentes que também facilitem a monitorização e o equilíbrio necessários da bateria através de equipamento BMS adicional.
Como é que se equilibra a carga das baterias 18650 em série?
O equilíbrio ativo das células durante o carregamento é efectuado automaticamente em conjuntos de baterias integrados com BMS, enquanto as configurações de bricolage dependem de sistemas de gestão de baterias de lítio que utilizam os pontos de monitorização da tensão total entre as células para resolver continuamente os desequilíbrios, conforme necessário. Os carregadores avançados também podem efetuar esta função de equilíbrio.
Posso deixar as pilhas em série ligadas ao carregador depois de totalmente carregadas?
Não. Continuar a aplicar uma carga a baterias de iões de lítio já cheias acabará por provocar danos devido à exposição a sobretensão. Concebido corretamente BMS evitam ativamente a sobrecarga de células já equilibradas, desligando automaticamente o fluxo de corrente para uma bateria em série totalmente carregada, quer esta permaneça ou não ligada à corrente.
Conclusão
O carregamento de várias baterias 18650 de alta capacidade ligadas em série é completamente seguro quando se seguem as diretrizes básicas:
- Corresponder as capacidades e a qualidade das células
- Incorporar sistemas de gestão de baterias de lítio
- Utilizar carregadores compatíveis com a configuração em série
- Equilibra ativamente as células durante todo o processo de carregamento
- Parar de aplicar corrente de carga quando as células atingem a capacidade total
Seguir estes passos de segurança essenciais e equipar a sua bateria com monitorização e proteção avançadas ajuda a manter as baterias com uma vida útil muito mais longa.
A implementação de práticas adequadas de carregamento de 18650 para arranjos em série permite construir bancos de baterias com capacidades suficientes para alimentar de forma fiável quase todas as aplicações, evitando falhas perigosas no futuro.
Esperamos que este guia lhe tenha fornecido tudo o que é necessário para configurar e carregar com segurança qualquer configuração de série de baterias de iões de lítio 18650 para os seus projectos! Diga-me nos comentários se tiver mais alguma questão.
