Baterias de íons de lítio são acumuladores de energia altamente eficientes e complexos. A tecnologia de íons de lítio é atualmente a tecnologia mais eficiente de baterias no mercado. Nenhuma outra tecnologia de bateria atende aos parâmetros solicitados como qualidade, potência, durabilidade e custos que igualmente são necessários para as aplicações automotivas. Através do desenvolvimento da tecnologia de íons de lítio, elevadas autonomias elétricas atualmente já se encontram disponíveis e também, como perspectiva, os tempos de carga podem ser enormemente reduzidos graças à tecnologia de carregamento rápido. Baterias de íons de lítio requerem pouca manutenção, contudo o manuseio de uma bateria de alta voltagem requer uma experiência profissional na área eletrotécnica. Todas as baterias de íons de lítio assim como outros componentes estão sujeitas a um determinado desgaste.
A inteligência do sistema da bateria não está apenas na célula, mas sim no sistema total. Ela é constituída por uma eletrônica de comando, incluindo software, arrefecimento integrado, a carcaça de alta segurança assim como as células feitas sob medida para o veículo.
Envelhecimento de baterias de íons de lítio
As baterias de íons de lítio instaladas pela Mercedes-Benz estão dimensionadas para a utilização durante todo o ciclo de vida do veículo. Como muitos outros componentes, elas também estão sujeitas a um determinado desgaste. No caso das baterias, há o conhecido "envelhecimento".
Em princípio, na tecnologia de íons de lítio podem ser diferenciados dois mecanismos básicos:
Envelhecimento de acordo com o calendário
Envelhecimento cíclico
Um envelhecimento de baterias de íons de lítio é detectado na diminuição da capacidade útil através de toda a sua vida útil.
Para influenciar positivamente os efeitos baseados nesses mecanismos diversos, é importante compreender alguns mecanismos essenciais e manusear correspondentemente as baterias de íons de lítio.
Envelhecimento de baterias de íons de lítio de acordo com o calendário
As baterias de íons de lítio estão submetidas ao efeito natural do assim denominado envelhecimento de acordo com o calendário. O mesmo ocorre tanto na operação do veículo como também em fases de parada das baterias de íons de lítio. O envelhecimento de acordo com o calendário pode ser principalmente influenciado por dois fatores de influência. Os fatores principais de influência são:
a temperatura
O estado da carga (SOC)
A influência da temperatura e do SOC no envelhecimento de baterias de íons de lítio deve ser entendida da seguinte maneira:
Quanto maior for a temperatura, maior será o envelhecimento.
Quanto maior for o SOC, maior ou mais rápido será o envelhecimento ( durante das fases de parada).
Por esse motivo poderá ser dada a seguinte recomendação:
Se as baterias de íons de lítio tiverem que ser armazenadas,
uma temperatura média de 25 °C não deveria ser ultrapassada
um estado da carga menor do que 40 % SOC
… deveria ser ajustado para manter o envelhecimento de acordo com o calendário o mais reduzido possível.
Se as baterias de íons de lítio estiverem instaladas em um veículo em seu armazenamento, ocorrem os mesmos processos e mecanismos do envelhecimento como nas baterias de íons de lítio armazenadas em separado. Referências importantes para o armazenamento apropriado de veículos com baterias de íons de lítio instaladas são encontradas na Informação de Serviço SI47.70-S-0071A para manutenção de baterias de alta voltagem.
Envelhecimento cíclico de baterias de íons de lítio
As baterias de íons de lítio da Mercedes-Benz são desenvolvidas para a utilização em aplicações automotivas e nisto otimizadas para o emprego como apoio para tração e acionamento. Elas se distinguem por uma elevada estabilidade de ciclos (vida útil elevada) e uma elevada densidade de energia ou densidade de potência. Através do Software inteligente as baterias de íons de lítio utilizadas serão operadas em seu limite ótimo de temperatura e capacidade.
Apesar de todas as medidas técnicas possíveis, também na utilização de baterias de íons de lítio ocorre com o tempo uma perda irreversível em capacidade útil. Isso é um processo eletroquímico que não pode ser influenciado, que ocorre em todas as baterias de íons de lítio. Em cada ciclo da utilização de baterias de íons de lítio a capacidade diminui em proporção reduzida. Nisto vale, quanto maior for a diferença SOC de um ciclo, tanto maior será a influência sobre o envelhecimento cíclico.
No envelhecimento cíclico de baterias de íons de lítio trata-se de um processo natural dentro das células de baterias de íons de lítio. Tecnicamente não é possível parar esse processo. Através de medidas abrangentes, foi bem sucedido reduzir o envelhecimento cíclico. Isso tem como consequência de que capacidade e potência de nossas baterias de íons de lítio permanecem em um elevado nível em um período bastante longo.
Uma parte das medidas tomadas por nós para diminuir o envelhecimento pode ser constatado pelos clientes em casos extremos. Como a temperatura tem uma grande influência no envelhecimento das baterias de íons de lítio, para evitar danos nas baterias de íons de lítio, a potência elétrica será diminuída em uma bateria de íons de lítio muito fria ou também muito quente. Assim que as baterias de íons de lítio através de nossa estratégia inteligente de arrefecimento e aquecimento, se encontrarem novamente em seu campo ótimo de temperatura, estará como de costume disponível toda a potência elétrica.
Referências de utilização ou conservação de baterias de íons de lítio
Um envelhecimento das baterias de íons de lítio é mostrado pela diminuição da capacidade útil. Para influenciar positivamente os efeitos baseados nesses mecanismos diversos, durante a fase de utilização podem ser tomadas algumas medidas pelo cliente:
1 Evitar um longo tempo de indisponibilidade com SOC elevado:
Se baterias de íons de lítio permanecerem desligadas por um longo período com SOC elevado o envelhecimento, de acordo com o calendário, se manifestará com mais intensidade do que com o SOC reduzido. Por esse motivo deveriam, se possível, ser evitados longos tempos de indisponibilidade com SOC elevado. Um SOC de aprox. 40 % diminui o envelhecimento de acordo com o calendário das baterias de íons de lítio e será por isso recomendado em um longo tempo de indisponibilidade.
2 Fases de repouso regulares:
As baterias de íons de lítio após o processo de descarga não deveriam ser obrigatoriamente carregadas novamente diretamente. O carregamento das baterias de íons de lítio logo após o descarregamento não permite que elas tenham tempo para entrar no período de repouso. Essa fase de repouso de grande significado para as baterias de íons de lítio. Ela reduz as reações químicas intermediárias na célula e com isso aumenta sua vida útil. Por isso, recomendamos realizar em um intervalo regular o seguinte procedimento:
Desligar o veículo em intervalos regulares (por exemplo, uma vez por semana) por um período longo (por exemplo, durante a noite ou durante o final de semana) com um SOC reduzido (por exemplo, 20 % - 30 %).
Em seguida, após esse período de repouso o veículo poderá ser carregado como de costume.
3 Carregamento de acordo com a necessidade:
Um SOC médio de aprox. 30 % – 70 % diminui o envelhecimento das baterias de íons de lítio. Para que isso possa ser alcançado, recomendamos para uma maior conservação, um carregamento completo das baterias de íons de lítio somente diretamente antes da utilização.
Documentos referenciados
- si4770s0071a Informação de Serviço: manutenção da bateria de alta voltagem