{"id":1250,"date":"2024-10-25T17:17:29","date_gmt":"2024-10-25T09:17:29","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sunvoltbat.com\/?p=1250"},"modified":"2024-10-25T17:17:43","modified_gmt":"2024-10-25T09:17:43","slug":"battery-rapid-test-methods","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sunvoltbat.com\/pt\/battery-rapid-test-methods.html\/","title":{"rendered":"M\u00e9todos de teste r\u00e1pido de baterias"},"content":{"rendered":"

Uma bateria assemelha-se a um organismo vivo que n\u00e3o pode ser medido; apenas estimado por diagn\u00f3sticos semelhantes aos de um m\u00e9dico que examina um doente. A exatid\u00e3o dos testes r\u00e1pidos varia em fun\u00e7\u00e3o dos sintomas. Estes indicadores mudam com o estado de carga (SoC), a agita\u00e7\u00e3o ap\u00f3s a carga e a descarga, a temperatura e o tempo de armazenamento. Um teste r\u00e1pido deve ter a capacidade de distinguir entre uma bateria boa que est\u00e1 parcialmente carregada e uma bateria fraca que est\u00e1 totalmente carregada. Ambas as variantes proporcionam tempos de funcionamento semelhantes nas m\u00e3os do utilizador, mas t\u00eam n\u00edveis de desempenho diferentes.<\/p>\n\n\n\n

Uma an\u00e1lise de desempenho muito utilizada \u00e9 a contagem coulombiana, na qual s\u00e3o medidas as energias de entrada e sa\u00edda. A contagem de Coulomb remonta a 250 anos, quando Charles-Augustin de Coulomb estabeleceu pela primeira vez a \"Regra de Coulomb\". Elegante no conceito, mas a contagem de Coulomb tem o seu pr\u00f3prio problema, pois perde precis\u00e3o quando a bateria \u00e9 carregada e descarregada aleatoriamente. A estimativa do estado de sa\u00fade (SoH) por uma solu\u00e7\u00e3o digital est\u00e1 incompleta sem incluir tamb\u00e9m a bateria qu\u00edmica.<\/p>\n\n\n\n

O principal indicador de sa\u00fade de uma bateria \u00e9 capacidade<\/em>. A capacidade representa o armazenamento de energia, uma qualidade que se desvanece gradual e permanentemente com o uso. Outras carater\u00edsticas respons\u00e1veis pelo SoH s\u00e3o a resist\u00eancia interna que regula a corrente de carga e auto-descarga<\/em> que examina a integridade mec\u00e2nica. Todas as tr\u00eas carater\u00edsticas devem ser cumpridas para que uma bateria seja considerada saud\u00e1vel.<\/p>\n\n\n\n

A estimativa da capacidade da bateria qu\u00edmica em tempo real \u00e9 mais complexa. Isto envolve algoritmos e matrizes que funcionam como tabelas de pesquisa semelhantes ao reconhecimento de letras ou rostos. Os m\u00e9todos modernos de teste r\u00e1pido avan\u00e7am para a aprendizagem autom\u00e1tica avan\u00e7ada na capta\u00e7\u00e3o dos v\u00e1rios estados de esp\u00edrito de uma bateria.<\/p>\n\n\n\n

Segue-se um resumo dos m\u00e9todos de teste simples a complexos para examinar as baterias.<\/p>\n\n\n\n

Tens\u00e3o<\/strong><\/td>Revela o SoC. N\u00e3o \u00e9 poss\u00edvel estimar a capacidade.<\/td><\/tr>
Ensaio \u00f3hmico<\/strong><\/td>Mede a resist\u00eancia interna da bateria para verificar as carater\u00edsticas de carga e identificar condi\u00e7\u00f5es de falha. As leituras de resist\u00eancia n\u00e3o est\u00e3o correlacionadas com a capacidade. O teste \u00f3hmico \u00e9 tamb\u00e9m conhecido como teste de imped\u00e2ncia (Z).<\/td><\/tr>
Ciclo completo<\/strong><\/td>L\u00ea a capacidade da bateria qu\u00edmica com um ciclo de carga\/descarga\/carga. Os resultados s\u00e3o exactos, mas uma bateria tem frequentemente de ser retirada de servi\u00e7o e os tempos de teste demoram horas.<\/td><\/tr>
Teste r\u00e1pido<\/strong><\/td>A maioria dos m\u00e9todos de teste r\u00e1pido baseia-se no dom\u00ednio do tempo ou no dom\u00ednio da frequ\u00eancia. O dom\u00ednio do tempo excita a bateria com impulsos para observar o fluxo de i\u00f5es das baterias de i\u00f5es de l\u00edtio. O dom\u00ednio da frequ\u00eancia analisa a bateria com v\u00e1rias frequ\u00eancias para gerar um gr\u00e1fico de Nyquist para an\u00e1lise. Ambos os m\u00e9todos requerem algoritmos complexos com par\u00e2metros ou matrizes que servem de tabelas de pesquisa.<\/td><\/tr>
BMS<\/strong><\/td>Os sistemas de gest\u00e3o de baterias calculam o SoC atrav\u00e9s da monitoriza\u00e7\u00e3o da tens\u00e3o, da corrente e da temperatura. Alguns BMS para i\u00f5es de l\u00edtio tamb\u00e9m contam coulombs. Um BMS pode identificar um defeito na bateria, mas n\u00e3o \u00e9 capaz de estimar a capacidade com exatid\u00e3o.<\/td><\/tr>
Contagem de Coulomb<\/strong><\/td>L\u00ea a corrente de entrada e sa\u00edda. A bateria inteligente armazena os dados no registo de Capacidade de Carga Total (FCC) que pode ser acedido, mas as leituras podem ser imprecisas se a bateria n\u00e3o estiver calibrada. Um ciclo completo corrige o erro de rastreio.<\/td><\/tr>
Analisador de pilhas<\/strong><\/td>Um novo m\u00e9todo para estimar a capacidade durante o carregamento. Um algoritmo de filtragem patenteado estabelece o SoC exato; a contagem de coulomb estima a capacidade da bateria.<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

M\u00e9todos de teste r\u00e1pido<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Nenhum teste \u00fanico pode captar todos os indicadores de sa\u00fade de uma bateria. Muitos dispositivos de teste r\u00e1pido analisam apenas a tens\u00e3o e a resist\u00eancia interna. Embora a perda de capacidade de uma bateria de NiCd ou NiMH que esteja a desvanecer-se possa estar correlacionada com o aumento da resist\u00eancia interna, esta rela\u00e7\u00e3o \u00e9 menos evidente nas baterias de l\u00edtio e de chumbo. Anunciar a estimativa da capacidade com um aparelho de teste que apenas mede a tens\u00e3o e a resist\u00eancia interna pode ser enganador. Confunde a ind\u00fastria, levando-a a acreditar que \u00e9 poss\u00edvel obter resultados complexos com m\u00e9todos simplistas. Os instrumentos baseados na resist\u00eancia identificam, de facto, uma bateria que est\u00e1 a morrer ou morta, mas o utilizador tamb\u00e9m o faz.<\/p>\n\n\n\n

Uma bateria \u00e9 um dispositivo reativo e o m\u00e9todo pelo qual as medi\u00e7\u00f5es de resist\u00eancia s\u00e3o efectuadas \u00e9 importante. Uma medi\u00e7\u00e3o DC analisa os valores resistivos puros, enquanto a AC inclui componentes reactivos que fornecem informa\u00e7\u00f5es adicionais. Figura 1<\/strong> representa a imped\u00e2ncia de uma bateria de i\u00f5es de l\u00edtio boa e de uma bateria de i\u00f5es de l\u00edtio desvanecida quando analisada com AC de 0,1Hz a 1kHz. As varia\u00e7\u00f5es mais fortes na imped\u00e2ncia (-Imp -Z) s\u00e3o observadas na escala de baixa frequ\u00eancia, entre 1Hz e 10Hz.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

As varia\u00e7\u00f5es de imped\u00e2ncia s\u00e3o mais vis\u00edveis abaixo de 10Hz. A escala horizontal \u00e9 logar\u00edtmica para condensar a gama de frequ\u00eancias.
Fonte: Cadex Electronics<\/sup>
\u00c9 de notar que as leituras resistivas, por si s\u00f3, n\u00e3o s\u00e3o conclusivas. N\u00e3o existe um tamanho adequado para todos e as assinaturas variam consoante o tamanho e o tipo de bateria. Os resultados s\u00e3o ainda mais distorcidos pelos n\u00edveis de SoC, agita\u00e7\u00e3o e temperatura. Os laborat\u00f3rios da Cadex descobriram ainda diferen\u00e7as na forma como as baterias s\u00e3o envelhecidas. O que \u00e9 mais intrigante \u00e9 por que o envelhecimento natural produz assinaturas diferentes do envelhecimento artificial feito em c\u00e2maras ambientais com regimes de teste fixos. Este comportamento semelhante ao humano partilha semelhan\u00e7as com a longevidade das pessoas que vivem em diferentes regi\u00f5es do mundo.<\/p>\n\n\n\n

A Cadex \u00e9 pioneira em v\u00e1rios m\u00e9todos de teste r\u00e1pido. Estes s\u00e3o Modelo espec\u00edfico de sele\u00e7\u00e3o r\u00e1pida, resposta din\u00e2mica eletroqu\u00edmica e espetroscopia de imped\u00e2ncia eletroqu\u00edmica (EIS)<\/em>.<\/p>\n\n\n\n

Sele\u00e7\u00e3o r\u00e1pida de modelos espec\u00edficos (QSMS)<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

A QSMS observa diferen\u00e7as nos valores resistivos quando avalia uma bateria com m\u00e9todos DC e AC. Por exemplo, a resist\u00eancia do i\u00e3o de l\u00edtio numa c\u00e9lula 18650 \u00e9 de cerca de 110mOhm com medi\u00e7\u00e3o DC e aproximadamente 36mOhm com um sinal AC de 1.000Hz. A varia\u00e7\u00e3o entre as duas leituras fornece informa\u00e7\u00f5es de desempenho quando comparadas com par\u00e2metros espec\u00edficos da bateria que s\u00e3o armazenados numa tabela de pesquisa.<\/p>\n\n\n\n

O algoritmo \u00e9 relativamente simples e o tempo de teste \u00e9 curto, mas a log\u00edstica de criar os par\u00e2metros derivados de baterias boas, marginais e pobres aumenta a complexidade. O QSMS \u00e9 um dos v\u00e1rios m\u00e9todos de teste r\u00e1pido que a Cadex desenvolveu para classificar as baterias de telem\u00f3veis em tempo real.<\/p>\n\n\n\n

Resposta din\u00e2mica eletroqu\u00edmica (EDR)<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

O EDR mede a mobilidade do fluxo de i\u00f5es entre os el\u00e9ctrodos, aplicando impulsos de carga e avaliando o tempo de resposta no ataque e na recupera\u00e7\u00e3o. Os tempos de recupera\u00e7\u00e3o s\u00e3o comparados com par\u00e2metros armazenados relativos ao desempenho da bateria. Figura 2 <\/strong>demonstra uma boa bateria que \u00e9 firme e tem uma recupera\u00e7\u00e3o r\u00e1pida contra uma bateria fraca que mostra suavidade e tem uma recupera\u00e7\u00e3o lenta.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

O EDR mede o fluxo de i\u00f5es entre as placas positivas e negativas. Uma bateria forte recupera rapidamente de um ataque, enquanto uma bateria mais fraca \u00e9 mais lenta.
Patente dos EUA 7.622.929. Fonte: Cadex Electronics<\/sup><\/p>\n\n\n\n

O coeficiente de difus\u00e3o do i\u00e3o de l\u00edtio difere de acordo com o material ativo e os aditivos do eletr\u00f3lito utilizados. O EDR foi desenvolvido pela Cadex para testar rapidamente uma vasta gama de baterias de telem\u00f3veis. A tecnologia est\u00e1 agora a ser desenvolvida para testar baterias maiores.<\/p>\n\n\n\n

Espectroscopia de Imped\u00e2ncia Eletroqu\u00edmica (EIS)<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

O EIS eleva os testes r\u00e1pidos a um n\u00edvel de complexidade mais elevado, digitalizando uma bateria com v\u00e1rias frequ\u00eancias para gerar um gr\u00e1fico de Nyquist. A informa\u00e7\u00e3o Nyquist \u00e9 ent\u00e3o sobreposta a modelos electroqu\u00edmicos que permitem a estimativa da capacidade, CCA e SoC de forma n\u00e3o invasiva. O tempo de teste t\u00edpico \u00e9 de 15 segundos.<\/p>\n\n\n\n

O gr\u00e1fico de Nyquist tem o nome de Harry Nyquist<\/em> (1889-1976), um antigo engenheiro dos Laborat\u00f3rios Bell. Apresenta a resposta em frequ\u00eancia de um sistema linear atrav\u00e9s da visualiza\u00e7\u00e3o da amplitude e do \u00e2ngulo de fase num \u00fanico gr\u00e1fico, utilizando a frequ\u00eancia como par\u00e2metro. O eixo horizontal x revela a imped\u00e2ncia real de Ohm, enquanto o eixo vertical y representa a imped\u00e2ncia imagin\u00e1ria. Os cientistas prev\u00eaem que o diagn\u00f3stico de baterias est\u00e1 a gravitar em torno da tecnologia EIS, combinando resultados de testes com modela\u00e7\u00e3o complexa.<\/p>\n\n\n\n

Figura 3<\/strong> ilustra os tr\u00eas dom\u00ednios do gr\u00e1fico de Nyquist intitulado migra\u00e7\u00e3o na extremidade de alta frequ\u00eancia, transfer\u00eancia de carga<\/em> na gama m\u00e9dia, e difus\u00e3o <\/em>na escala de baixa frequ\u00eancia.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

O semi-c\u00edrculo de frequ\u00eancia m\u00e9dia representa melhor as carater\u00edsticas da bateria. Baterias maiores requerem frequ\u00eancias mais baixas.
Fonte: Cadex<\/sup><\/p>\n\n\n\n

Ao analisar uma bateria de quilohertz a milihertz, o campo de migra\u00e7\u00e3o revela qualidades resistivas de uma bateria que representa uma vis\u00e3o panor\u00e2mica da paisagem. Encontram-se carater\u00edsticas valiosas na gama de frequ\u00eancias m\u00e9dias denominada Transfer\u00eancia de Carga. Este dom\u00ednio important\u00edssimo forma um semic\u00edrculo que representa a cin\u00e9tica da bateria que fornece refer\u00eancias SoH. A gama baixa, designada por Difus\u00e3o, inclui informa\u00e7\u00f5es adicionais relacionadas com a capacidade, mas requer tempos de ensaio longos. O tamanho da bateria orienta a frequ\u00eancia; quanto maior for a bateria em amperes-hora, menor ser\u00e1 a frequ\u00eancia aplicada.<\/p>\n\n\n\n

Um teste r\u00e1pido deve durar de alguns segundos a n\u00e3o mais de 5 minutos, mas a aplica\u00e7\u00e3o de frequ\u00eancias ultrabaixas prolonga o tempo. Por exemplo, a um milihertz (mHz), um ciclo demora 1.000 segundos, ou 16 minutos, e s\u00e3o necess\u00e1rios v\u00e1rios pontos de dados para completar a an\u00e1lise. As dura\u00e7\u00f5es dos testes podem muitas vezes ser encurtadas com uma simula\u00e7\u00e3o de software inteligente.<\/p>\n\n\n\n

A an\u00e1lise de Nyquist \u00e9 adequada para testar baterias \u00e0 base de l\u00edtio e chumbo. A espetroscopia de imped\u00e2ncia eletroqu\u00edmica multi-modelo, ou Spectro\u2122 da Cadex, \u00e9 a primeira aplica\u00e7\u00e3o baseada em EIS que estima a capacidade da bateria. A capacidade \u00e9 o principal indicador de sa\u00fade; o CCA de uma bateria de arranque refere-se \u00e0 resist\u00eancia interna da bateria que \u00e9 respons\u00e1vel pelo arranque do motor. Numa bateria bem conservada, o CCA mant\u00e9m-se elevado, enquanto a capacidade diminui gradualmente com a utiliza\u00e7\u00e3o. Um \"n\u00e3o arranque\" ocorre quando a capacidade desce abaixo de um n\u00edvel de capacidade necess\u00e1rio para p\u00f4r o motor a funcionar. Para evitar surpresas, uma bateria de arranque deve ser substitu\u00edda quando a capacidade desce para 40 por cento. A vantagem da estimativa de capacidade tamb\u00e9m se torna clara nesta aplica\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

Analisador de pilhas<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

O termo \"parser\" tem sido usado na tecnologia de computadores para descrever o recebimento e a classifica\u00e7\u00e3o de dados instrucionais. A Cadex utiliza este termo para definir a capacidade da bateria, estabelecendo o SoC exato com um algoritmo propriet\u00e1rio (patente pendente) e contando depois os coulombs que \"preenchem\" o espa\u00e7o dispon\u00edvel da bateria. O per\u00edodo de carga deve ser suficientemente longo para obter boas leituras. Os resultados laboratoriais na Cadex mostram uma maior precis\u00e3o da capacidade com o analisador de baterias do que o que \u00e9 t\u00edpico com a contagem de coulomb n\u00e3o calibrada de uma bateria inteligente.<\/p>\n\n\n\n

O analisador de baterias utiliza algoritmos avan\u00e7ados de aprendizagem autom\u00e1tica, que ser\u00e3o integrados nos carregadores de baterias modernos para proporcionar um controlo de qualidade das baterias. Esta integra\u00e7\u00e3o promover\u00e1 o carregador num sistema de supervis\u00e3o sem log\u00edstica adicional e com um custo suplementar reduzido. Os carregadores de baterias de diagn\u00f3stico tornam o desempenho das baterias transparente, eliminando a s\u00edndrome da \"caixa negra\", um problema que tem assombrado os utilizadores de baterias durante s\u00e9culos.<\/p>\n\n\n\n

Resumo<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Nenhum teste r\u00e1pido pode avaliar todos os sintomas da bateria. Haver\u00e1 sempre valores an\u00f3malos que desafiam os protocolos de teste. As previs\u00f5es corretas para baterias em servi\u00e7o devem ser de 9 em 10. Os valores an\u00f3malos podem incluir baterias novas e que n\u00e3o foram totalmente formatadas, ou baterias que estiveram armazenadas. O SoC baixo tamb\u00e9m causa erros.<\/p>\n\n\n\n

A capacidade \u00e9 o guardi\u00e3o da sa\u00fade da bateria que se relaciona com o tempo de funcionamento e prev\u00ea o fim da vida \u00fatil. O termo capacidade \u00e9 mal compreendido. Normalmente, uma bateria \u00e9 substitu\u00edda quando a capacidade desce para 80 por cento. Ao escolher os limiares de fim de vida \u00fatil, uma organiza\u00e7\u00e3o deve garantir que a bateria com o desempenho mais baixo pode executar a tarefa atribu\u00edda. A revela\u00e7\u00e3o da estimativa da capacidade atrav\u00e9s de testes r\u00e1pidos ou num carregador ir\u00e1 mudar a forma como as baterias s\u00e3o mantidas. Estes avan\u00e7os acabar\u00e3o por dar in\u00edcio a uma revolu\u00e7\u00e3o industrial nas baterias.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Uma bateria assemelha-se a um organismo vivo que n\u00e3o pode ser medido; apenas estimado por diagn\u00f3sticos semelhantes aos de um m\u00e9dico que examina um doente. A exatid\u00e3o dos testes r\u00e1pidos varia em fun\u00e7\u00e3o dos sintomas. Estes indicadores alteram-se com o estado de carga (SoC), a agita\u00e7\u00e3o ap\u00f3s a carga e a descarga, a temperatura e o tempo de armazenamento. Um teste r\u00e1pido deve ter a capacidade de distinguir entre um [...]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":1253,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"om_disable_all_campaigns":false,"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_monsterinsights_sitenote_active":false,"_monsterinsights_sitenote_note":"","_monsterinsights_sitenote_category":0,"themepark_post_bcolor":"#f5f5f5","themepark_post_width":"1022px","themepark_post_img":"","themepark_post_img_po":"left","themepark_post_img_re":false,"themepark_post_img_cover":false,"themepark_post_img_fixed":false,"themepark_post_hide_title":false,"themepark_post_main_b":"","themepark_post_main_p":100,"themepark_paddingblock":false,"footnotes":""},"categories":[13,2],"tags":[],"class_list":["post-1250","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-battery-knowledge","category-news"],"metadata":{"_edit_lock":["1731054765:1"],"wp_statistics_words_count":["1656"],"om_disable_all_campaigns":[""],"_monsterinsights_skip_tracking":[""],"_monsterinsights_sitenote_active":[""],"themepark_post_img":[""],"themepark_post_img_re":[""],"themepark_post_img_cover":[""],"themepark_post_img_fixed":[""],"themepark_post_hide_title":[""],"themepark_paddingblock":[""],"footnotes":[""],"_edit_last":["1"],"_aioseo_title":[null],"_aioseo_description":[null],"_aioseo_keywords":["a:0:{}"],"_aioseo_og_title":[null],"_aioseo_og_description":[null],"_aioseo_og_article_section":[""],"_aioseo_og_article_tags":["a:0:{}"],"_aioseo_twitter_title":[null],"_aioseo_twitter_description":[null],"catce":["sidebar-widgets4"],"_thumbnail_id":["1253"],"views":["4054"],"rank_math_title":[""],"rank_math_description":[""],"rank_math_canonical_url":[""],"rank_math_facebook_title":[""],"rank_math_facebook_description":[""],"rank_math_facebook_image":[""],"rank_math_twitter_title":[""],"rank_math_twitter_description":[""],"rank_math_twitter_image":[""],"rank_math_twitter_use_facebook":["off"]},"aioseo_notices":[],"aioseo_head":"\n\t\t\n\t\n\t\n\t\n\t\n\t\n\t\n\n\t\t\n\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t