COMO PROTEGER PACKS DE BATERIAS
Como Proteger Packs de Baterias
A maioria dos packs de baterias inclui algum tipo de proteção. Os principais tipos de proteção de baterias são:
- Polyswitch
- NTC
- Termostatos
- Fusíveis
- Diodos
- Fusíveis térmicos
- Placas BMS
Figura 1 - Componentes de proteção de pack de baterias
As células de alta potência de lítio íon podem ser perigosas, pois contêm grandes quantidades de energia que, se liberadas de maneira descontrolada por um curto-circuito ou dano físico, podem ter consequências catastróficas.
No caso de curtos-circuitos, correntes de centenas de ampères podem circular em microssegundos e os circuitos de proteção devem agir com muita rapidez para evitar isso.
Diferentes aplicações e diferentes tipos de baterias requerem diferentes graus de proteção. As baterias de lítio, em particular, precisam de circuitos especiais de proteção e controle para mantê-las dentro dos limites operacionais especificados para tensão, corrente e temperatura.
Além disso, as consequências da falha de uma célula de lítio podem ser bastante graves, possivelmente resultando em uma explosão ou incêndio. A proteção das células é, portanto, indispensável nas baterias de lítio.
A proteção de baterias deve abordar os seguintes eventos ou condições indesejáveis:
- Corrente excessiva durante o carregamento ou descarregamento.
- Curto circuito
- Sobre tensão
- Subtensão
- Superaquecimento
- Acúmulo de pressão dentro da célula
- Isolamento do sistema em caso de acidente
- Abuso
É aconselhável que se use pelo menos dois dispositivos de proteção. Se um falha, o outro está lá como uma rede de segurança.
Para baterias de lítio íon é comum se usar uma placa BMS em conjunto ou com um termostato ou com um polyswitch (PTC) ou com um NTC.
Além das proteções externas à bateria, existem as proteções nas próprias células que são a última linha de defesa se todas as outras medidas de proteção falharem.
O processo eletroquímico dentro da bateria pode dar origem à geração de gases, principalmente durante condições de sobrecarga. Se a pressão dentro da célula aumentar, a célula poderá romper ou explodir. Para superar esse problema, as células seladas normalmente incorporam alguma forma de ventilação para liberar a pressão de maneira controlada, se ela se tornar excessiva.
Células de lítio íon cilíndricas normalmente tem válvula de alívio de pressão que permite o alívio da pressão interna da bateria evitando assim risco de incêndio e explosão.
Já as células de lítio íon polímero comuns não têm válvulas de alívio de pressão excessiva e por isso incham quando gás é produzido em seu interior, podendo até mesmo explodir em caso de falhas de todas as outras proteções.