As baterias LiPo representaram uma verdadeira revolução no modelismo elétrico.
Aeromodelos, automodelos, barcos de controle remoto, drones e muitos outros equipamentos passaram a contar com baterias relativamente leves, compactas e capazes de fornecer correntes muito elevadas.
No modelismo, essa combinação é extremamente importante.
Queremos armazenar bastante energia, mas normalmente não queremos acrescentar peso desnecessário ao modelo.
Além disso, motores elétricos, principalmente em aplicações de maior potência, podem exigir correntes bastante elevadas.
É justamente nesse cenário que as baterias LiPo se tornaram tão populares. No meu caso, utilizo esse tipo de bateria principalmente nas embarcações que construo.
O que significa LiPo?
LiPo é uma abreviação utilizada para Lithium Polymer, ou polímero de lítio.
São baterias recarregáveis formadas por uma ou mais células.
No modelismo encontramos baterias identificadas, por exemplo, como:
1S
2S
3S
4S
6S
e assim por diante.
Mas o que significa esse S?
O significado de 1S, 2S, 3S…
A letra S indica que as células estão conectadas em série.
Uma bateria:
1S → possui uma célula
2S → possui duas células em série
3S → possui três células em série
4S → possui quatro células em série
Cada célula LiPo possui tensão nominal de aproximadamente:
3,7 V.
Por isso, uma bateria 2S possui tensão nominal de:
3,7 + 3,7 = 7,4 V
E uma bateria 3S:
3,7 + 3,7 + 3,7 = 11,1 V.
Tensão das baterias LiPo
Podemos montar uma pequena referência:
| Bateria | Tensão nominal |
|---|---|
| 1S | 3,7 V |
| 2S | 7,4 V |
| 3S | 11,1 V |
| 4S | 14,8 V |
| 5S | 18,5 V |
| 6S | 22,2 V |
Mas existe um detalhe muito importante:
essa é a tensão nominal.
Uma bateria completamente carregada apresenta tensão superior.
Uma célula LiPo carregada chega aproximadamente a 4,2 V
Por isso, uma bateria 3S identificada como:
11,1 V
pode apresentar aproximadamente:
12,6 V
quando completamente carregada.
Temos:
4,2 × 3 = 12,6 V
Isso explica uma observação que fiz no artigo original: uma bateria LiPo 3S totalmente carregada possui mais de 12 V, apesar de sua identificação nominal ser 11,1 V.
Essa diferença é importante na escolha dos componentes eletrônicos.
Não escolha o ESC olhando apenas para a tensão nominal
Imagine que temos uma bateria:
3S — 11,1 V.
Se o equipamento suporta no máximo 12 V, alguém poderia imaginar que está tudo certo.
Mas a bateria completamente carregada pode chegar a aproximadamente:
12,6 V.
Por isso, quando verificamos se:
ESC;
motor;
BEC;
circuito eletrônico
é compatível com determinada bateria, devemos considerar a especificação do fabricante para a quantidade de células utilizada.
É muito melhor procurar algo como:
compatível com LiPo 2S–3S
do que simplesmente assumir compatibilidade observando apenas a tensão nominal.
O que significa a capacidade em mAh?
Outra informação que aparece em letras grandes nas baterias é algo como:
1000 mAh
2200 mAh
5000 mAh
Essa é a capacidade da bateria.
Por exemplo:
2200 mAh = 2,2 Ah.
De maneira simplificada, uma bateria de maior capacidade pode armazenar mais carga elétrica.
Isso influencia diretamente a autonomia do modelo.
Uma bateria maior sempre proporciona maior autonomia?
Considerando o mesmo consumo, uma bateria de maior capacidade tende a proporcionar maior autonomia.
Mas existe uma contrapartida:
peso.
Uma bateria de 5000 mAh normalmente será maior e mais pesada do que uma de 2200 mAh da mesma tecnologia e tensão.
No modelismo isso é extremamente importante.
Em um barco maior, o peso adicional talvez não seja um grande problema.
Em um pequeno aeromodelo, alguns gramas podem modificar completamente o comportamento de voo.
Por isso, não devemos escolher a bateria pensando apenas:
“quanto mais mAh, melhor.”
Precisamos encontrar um equilíbrio entre:
capacidade;
peso;
dimensões;
corrente;
autonomia.
E o famoso número C?
Outra especificação muito comum nas baterias LiPo é a chamada taxa C.
Podemos encontrar, por exemplo:
10C
20C
30C
50C.
Esse número está relacionado à capacidade de descarga da bateria.
Para entender, precisamos relacionar a taxa C com a capacidade indicada em Ah.
Exemplo com uma bateria de 2200 mAh
Considere uma bateria de:
2200 mAh
Isso equivale a:
2,2 Ah.
Se a bateria for especificada para:
20C
podemos calcular teoricamente:
2,2 A × 20 = 44 A.
Portanto, a especificação corresponde a uma corrente de descarga de:
44 A.
Esse é um dos motivos pelos quais as LiPo se tornaram tão interessantes para o modelismo.
Elas podem fornecer correntes muito elevadas em relação ao seu tamanho e peso.
Um cuidado importante com a interpretação de C
É comum dizer:
“uma bateria de 2200 mAh e 20C fornece 44 A.”
Mas é importante observar que estamos utilizando a classificação de descarga informada pelo fabricante.
Na prática, o comportamento real depende da qualidade da bateria, temperatura, estado de conservação, resistência interna e das condições de utilização.
Portanto, é prudente não projetar um sistema trabalhando permanentemente no limite absoluto da bateria.
Como saber quanta corrente o modelo precisa?
A bateria não determina sozinha a corrente consumida.
É o conjunto elétrico e mecânico que cria a demanda.
Por exemplo:
bateria → ESC → motor → hélice
No aeromodelismo, a hélice utilizada modifica a carga sobre o motor.
No nautimodelismo, a hélice do barco também interfere diretamente.
No automodelismo, transmissão, relação e carga mecânica influenciam o consumo.
Por isso, conhecer apenas a bateria não é suficiente.
O motor não consome sempre a mesma corrente
Imagine um motor especificado para determinada aplicação.
Seu consumo pode variar bastante dependendo da carga.
Sem carga, ele pode consumir relativamente pouco.
Ao colocar uma hélice, a corrente aumenta.
Se colocarmos uma hélice ainda mais exigente, a corrente pode aumentar novamente.
Isso significa que:
motor + hélice + tensão da bateria
precisam ser analisados como um conjunto.
A bateria precisa ser compatível com o ESC
O ESC também possui limites.
Precisamos verificar pelo menos:
quantidade de células LiPo suportada;
corrente máxima;
tipo de motor;
tipo de aplicação.
Imagine um ESC especificado para:
2S–3S
e corrente de:
30 A.
Não devemos simplesmente conectar uma bateria 6S porque o conector fisicamente encaixa.
A tensão seria muito superior àquela para a qual o controlador foi projetado.
O motor também precisa ser compatível
Aumentar o número de células aumenta a tensão.
E aumentar a tensão pode modificar significativamente:
rotação;
corrente;
potência;
aquecimento.
Portanto, trocar uma bateria 2S por uma 3S não é simplesmente uma maneira gratuita de fazer o modelo andar mais rápido.
O motor e o ESC precisam suportar essa alteração.
Por que uma LiPo pode proporcionar tanto desempenho?
Podemos pensar em três características particularmente interessantes para o modelismo:
boa relação entre energia armazenada e peso;
capacidade de fornecer correntes elevadas;
possibilidade de formar packs com diferentes tensões.
Isso permite criar sistemas adequados desde pequenos modelos até aplicações de potência bastante elevada.
Baterias LiPo em barcos RC
Eu utilizo bastante baterias desse tipo nas embarcações que construo. Quando corretamente dimensionadas para a motorização utilizada, elas podem proporcionar uma ótima autonomia.
Em um barco elétrico, precisamos analisar o conjunto:
bateria;
ESC;
motor;
eixo;
hélice.
Se todos estiverem adequadamente dimensionados, podemos obter excelente desempenho.
Autonomia não depende apenas dos mAh
É tentador pensar:
“meu barco possui bateria de 5000 mAh, então navegará durante X minutos.”
Mas precisamos saber o consumo.
Se o conjunto consumir em média:
5 A
teremos uma situação.
Se consumir:
20 A
teremos outra completamente diferente.
Além disso, o consumo varia durante a navegação.
Acelerar em potência máxima exige muito mais da bateria do que navegar tranquilamente em velocidade de cruzeiro.
Uma estimativa simples de autonomia
Podemos fazer uma aproximação.
Imagine uma bateria de:
5000 mAh = 5 Ah
e um consumo médio hipotético de:
10 A.
Teoricamente:
5 Ah ÷ 10 A = 0,5 hora
ou aproximadamente:
30 minutos.
Na prática, não devemos interpretar esse cálculo como uma garantia de autonomia, pois existem perdas, variações de consumo e limites de descarga que precisam ser respeitados.
Mas o cálculo ajuda a compreender a relação entre:
capacidade
e
corrente consumida.
O que é o conector de balanceamento?
Ao observar uma bateria LiPo com várias células, normalmente encontramos dois conjuntos de fios.
Um deles é o conector principal de potência.
O outro, normalmente menor e com vários fios, é o:
conector de balanceamento.
Ele permite que um carregador apropriado monitore individualmente as células do pack.
Por que as células precisam ser balanceadas?
Imagine uma bateria 3S.
Ela possui três células.
Idealmente queremos que elas permaneçam com tensões muito próximas.
Mas, com o uso, podem surgir pequenas diferenças.
Por exemplo:
Célula 1 → 4,18 V
Célula 2 → 4,20 V
Célula 3 → 4,15 V
O carregador balanceador monitora individualmente as células e procura manter o conjunto equilibrado durante a carga.
Por que não basta medir a tensão total?
Imagine uma bateria 3S apresentando uma tensão total aparentemente normal.
Ainda assim, uma das células pode estar mais alta e outra mais baixa.
Se medirmos apenas os terminais principais, enxergamos a soma.
Por isso, observar as células individualmente é muito importante.
É justamente para isso que o conector de balanceamento é tão útil.
Utilize carregador específico para LiPo
Uma bateria LiPo não deve ser carregada utilizando qualquer fonte de alimentação.
Utilize um carregador apropriado para baterias LiPo, configurado corretamente para:
tipo de bateria;
quantidade de células;
corrente de carga.
Sempre confira as configurações antes de iniciar.
Uma configuração incorreta pode danificar a bateria e representar risco de incêndio.
Confira o número de células antes de carregar
Antes de apertar o botão de início, compare:
o que está escrito na bateria
com:
o que aparece no carregador.
Se a bateria é:
3S
o carregador precisa reconhecer ou estar configurado corretamente para:
3S.
Não trate essa conferência como um detalhe.
O que significa carregar a 1C?
A taxa C também pode ser utilizada para expressar corrente de carga.
Considere uma bateria de:
2200 mAh = 2,2 Ah.
Uma carga de:
1C
corresponderia a:
2,2 A.
Mas isso não significa que toda bateria deva automaticamente ser carregada a 1C.
A corrente máxima de carga deve respeitar as especificações do fabricante.
Balance Charge é uma opção importante
Em carregadores destinados ao modelismo encontramos frequentemente um modo denominado:
Balance Charge
ou equivalente.
Nesse modo, além dos cabos principais, o conector de balanceamento é utilizado para acompanhar as células individualmente.
Para packs multicélulas, o balanceamento é uma parte importante dos cuidados de utilização.
Nunca carregue uma LiPo sem supervisão
Baterias LiPo exigem cuidados.
Durante a carga, mantenha a bateria em um local adequado, longe de materiais facilmente inflamáveis, e siga as recomendações do fabricante do carregador e da bateria.
Não coloque para carregar e simplesmente saia de casa.
Também não é uma boa ideia deixar uma LiPo carregando enquanto todos estão dormindo.
Observe o estado físico da bateria
Antes de utilizar ou carregar, faça uma inspeção visual.
Procure:
inchaço;
perfurações;
cabos danificados;
conectores quebrados;
sinais de aquecimento anormal;
deformações.
Uma bateria danificada não deve ser tratada como se estivesse em condições normais de uso.
O que é uma LiPo estufada?
Com o tempo, abuso, envelhecimento ou condições inadequadas, algumas baterias podem começar a apresentar inchaço.
É comum ouvirmos a expressão:
LiPo estufada.
Isso é um sinal de degradação.
Não perfure, comprima ou tente “desestufar” fisicamente a bateria.
Uma bateria nesse estado merece tratamento cuidadoso e destinação adequada conforme as orientações locais para baterias de lítio.
Nunca perfure uma bateria LiPo
A estrutura externa das células é relativamente delicada.
Perfurações e danos mecânicos podem causar falhas perigosas.
Por isso, dentro de um modelo, a bateria precisa ficar protegida contra:
parafusos;
arestas;
impactos;
peças móveis.
Em um automodelo ou aeromodelo sujeito a impactos, isso merece ainda mais atenção.
Prenda a bateria corretamente
A bateria não deve ficar solta dentro do modelo.
Ela pode se deslocar durante:
aceleração;
curvas;
pousos;
impactos.
Além de alterar o centro de gravidade, uma bateria solta pode atingir outros componentes ou sofrer danos.
Utilize uma fixação apropriada para o modelo.
Em barcos, proteja também contra água
No nautimodelismo existe um problema adicional:
água.
A bateria e principalmente seus conectores precisam ser instalados de maneira adequada dentro da embarcação.
Também é importante verificar periodicamente se existe infiltração no casco.
Água e conexões elétricas de alta corrente não formam uma boa combinação.
O que acontece quando descarregamos demais uma LiPo?
Baterias LiPo não devem ser descarregadas excessivamente.
Uma descarga profunda pode danificar as células.
Por isso, muitos ESCs possuem uma função chamada:
Low Voltage Cutoff
ou:
LVC.
Ela procura evitar que a bateria continue sendo descarregada abaixo de um limite inadequado.
O LVC é particularmente importante
Imagine um aeromodelo ou barco.
A tensão começa a cair.
Se continuarmos exigindo potência até esgotar excessivamente a bateria, podemos danificá-la.
Um ESC configurado adequadamente para LiPo pode reduzir ou cortar a potência do motor quando detecta uma condição de baixa tensão.
Mas precisamos conhecer o funcionamento específico do controlador utilizado.
Não espere o motor praticamente parar
Uma prática ruim é continuar utilizando o modelo até perceber:
“agora a bateria acabou de verdade.”
Nas LiPo, queremos evitar uma descarga excessiva.
É melhor encerrar a utilização mantendo uma margem adequada do que tentar extrair os últimos segundos de funcionamento.
Um medidor de LiPo é muito útil
Existem pequenos dispositivos capazes de medir as células através do conector de balanceamento.
Eles podem mostrar:
tensão total;
tensão da célula 1;
tensão da célula 2;
tensão da célula 3
e assim por diante.
São extremamente úteis para verificar rapidamente o estado da bateria antes e depois da utilização.
O armazenamento também merece atenção
Se uma bateria LiPo ficará guardada por algum tempo, não é ideal simplesmente deixá-la indefinidamente totalmente carregada ou profundamente descarregada.
Carregadores apropriados normalmente possuem um modo chamado:
Storage.
Esse modo leva as células para uma tensão adequada de armazenamento, frequentemente em torno de 3,8 V por célula, conforme o carregador e as recomendações aplicáveis.
Por que existe o modo Storage?
Guardar repetidamente uma LiPo totalmente carregada por longos períodos pode acelerar sua degradação.
O modo de armazenamento procura manter a bateria em uma condição mais adequada quando ela não será utilizada imediatamente.
Portanto, se terminou de carregar uma bateria para navegar no final de semana e acabou não utilizando, vale considerar colocá-la posteriormente em condição de armazenamento seguindo as instruções do fabricante.
Evite curto-circuito
Uma LiPo pode fornecer correntes muito elevadas.
Essa característica é excelente para alimentar motores.
Mas também significa que um curto-circuito pode ser extremamente severo.
Nunca deixe os terminais positivo e negativo entrarem em contato.
Também tenha cuidado com:
ferramentas metálicas;
conectores expostos;
soldas;
fios desencapados.
Cuidado ao trocar conectores
É comum no modelismo substituir conectores.
Se for trabalhar nos cabos de uma bateria, existe uma regra fundamental:
nunca corte simultaneamente os dois fios da bateria com uma ferramenta metálica.
Isso pode provocar um curto diretamente entre os terminais.
O trabalho com conectores de baterias exige cuidado, isolamento e procedimento adequado.
A polaridade precisa ser conferida
Conectores diferentes possuem formatos diferentes, mas nunca confie apenas no formato.
Antes de conectar uma bateria a um ESC ou outro equipamento, confirme:
positivo com positivo
e
negativo com negativo.
Inverter a polaridade pode destruir componentes eletrônicos praticamente de forma instantânea.
Não escolha a bateria apenas pelo conector
O fato de uma bateria encaixar fisicamente em um ESC não significa que seja eletricamente compatível.
Precisamos verificar:
tensão;
quantidade de células;
capacidade;
corrente de descarga;
conector;
dimensões;
peso.
O conector é apenas uma parte da escolha.
Como escolher uma LiPo para um modelo RC?
Podemos pensar em uma sequência bastante simples.
Primeiro:
quantas células o motor e o ESC suportam?
Depois:
qual corrente o conjunto pode consumir?
Depois:
qual capacidade precisamos para a autonomia desejada?
E finalmente:
qual bateria cabe fisicamente no modelo sem comprometer peso e equilíbrio?
Essas perguntas ajudam muito mais do que simplesmente procurar “a maior bateria possível”.
Exemplo prático
Imagine um conjunto que utiliza:
LiPo 3S
e pode chegar a:
25 A.
Uma bateria de:
2200 mAh / 20C
possui uma classificação teórica de descarga de:
2,2 × 20 = 44 A.
Em princípio, sua classificação de descarga supera os 25 A do exemplo.
Mas ainda precisamos verificar:
peso;
conector;
dimensões;
qualidade da bateria;
autonomia desejada;
especificações reais dos fabricantes.
Escolher uma bateria é sempre analisar o sistema inteiro.
A bateria faz parte da motorização
No modelismo, às vezes falamos de motor como se ele determinasse sozinho o desempenho.
Na realidade, temos um sistema:
Bateria → ESC → Motor → Transmissão/Hélice
Alterar qualquer uma dessas partes pode modificar o comportamento do conjunto.
Trocar a bateria pode alterar:
rotação;
corrente;
potência;
autonomia;
peso.
Por isso, a bateria precisa ser considerada parte do projeto de motorização.
Uma bateria 3S não é simplesmente uma 2S “mais forte”
Ela possui tensão diferente.
Se um sistema foi projetado para 2S, colocar uma 3S pode ultrapassar os limites do motor ou do ESC.
Da mesma maneira, reduzir excessivamente a tensão pode fazer o conjunto apresentar desempenho inadequado.
Sempre verifique as especificações.
Capacidade e taxa C são coisas diferentes
Essa confusão é muito comum.
mAh → capacidade
C → taxa de descarga ou carga, conforme o contexto
Uma bateria pode possuir grande capacidade e uma determinada taxa C.
Outra pode possuir menor capacidade e taxa C maior.
Para saber a corrente associada à classificação de descarga, precisamos considerar as duas informações.
Não confunda Ah com A
Também são grandezas diferentes.
Ah — ampère-hora
está relacionado à capacidade.
A — ampère
é unidade de corrente elétrica.
Quando fazemos:
2,2 Ah × 20C = 44 A
estamos utilizando a capacidade e a taxa C para chegar à corrente correspondente à especificação de descarga.
Essa distinção ajuda bastante a compreender as informações impressas na bateria.
Por que as LiPo mudaram tanto o modelismo?
Antes da popularização das LiPo, conseguir grande capacidade de corrente normalmente significava trabalhar com conjuntos mais pesados.
As LiPo ajudaram a melhorar significativamente a relação entre:
peso;
capacidade;
corrente disponível;
desempenho.
Isso teve enorme impacto principalmente nos modelos elétricos.
Foi por isso que escrevi originalmente que essas baterias representaram uma grande revolução para o hobby.
Elas são excelentes, mas precisam ser respeitadas
Talvez essa seja a principal mensagem.
Uma bateria LiPo é uma excelente fonte de energia para o modelismo.
Mas não deve ser tratada como uma pilha comum.
Precisamos utilizar:
carregador adequado;
configuração correta;
balanceamento;
proteção contra descarga excessiva;
armazenamento adequado;
inspeção periódica.
Compreender esses cuidados faz parte do próprio aprendizado do modelismo elétrico.
Entendendo uma etiqueta de bateria LiPo
Quando você encontrar algo como:
LiPo 3S — 11,1 V — 2200 mAh — 20C
já consegue interpretar:
LiPo → tecnologia da bateria
3S → três células em série
11,1 V → tensão nominal do conjunto
2200 mAh → capacidade de 2,2 Ah
20C → classificação de descarga que, aplicada à capacidade, corresponde teoricamente a 44 A
E completamente carregada, essa bateria 3S poderá apresentar aproximadamente:
12,6 V.
Com essas poucas informações já conseguimos compreender muito melhor como a bateria se relaciona com o restante do sistema RC.
Quer aprender a escolher e utilizar corretamente os componentes do seu modelo RC?
Entender baterias LiPo é fundamental para quem trabalha com modelos elétricos, mas elas são apenas uma parte do sistema.
Para dimensionar corretamente um modelo também precisamos compreender a relação entre:
bateria;
ESC;
BEC;
motor brushed ou brushless;
receptor;
servo;
hélice;
consumo de corrente.
A ideia é que você deixe de simplesmente comprar componentes porque alguém indicou determinada combinação e passe a compreender o que significam tensão, corrente, capacidade, taxa C e número de células, conseguindo escolher, montar e modificar seus próprios sistemas de rádio controle com muito mais segurança e conhecimento.