Resistência interna e DCIR: o que o número prevê

A resistência interna de uma célula não é um número só. É a soma de vários mecanismos que respondem em escalas de tempo diferentes: a resistência eletrônica dos coletores de corrente e das abas, a resistência iônica do eletrólito e do separador, e a polarização que se acumula nos eletrodos à medida que a corrente é puxada. Uma medição que termina em milissegundos vê as duas primeiras; uma que mantém corrente por dez segundos vê as três.

ACIR e DCIR não são intercambiáveis

As duas são medições legítimas. O erro é usar o valor de ACIR para prever comportamento CC, o que subestima a queda que o pack vai de fato ver.

O DCIR é derivado do degrau de tensão: aplica-se uma corrente conhecida, mede-se a variação de tensão depois de um tempo definido e divide-se. O tempo importa — um valor de 10 segundos não é comparável com um de 1 segundo, e uma ficha técnica que omite a duração do pulso publicou um número que você não consegue reproduzir.

O que o número custa num pack real

A conta é simples o bastante para fazer no verso de um envelope, e vale fazê-la antes do primeiro protótipo:

• Uma célula com 25 mΩ de DCIR a 8 A perde 200 mV.
• Dez em série perdem 2.0 V — num pack de 36 V, é a diferença entre 3.6 V e 3.4 V por célula sob carga.
• A mesma corrente numa célula de 50 mΩ perde 400 mV por célula, o dobro, para capacidade idêntica.
• Calor é I²R: 8 A por 25 mΩ dissipam 1.6 W por célula. Por 50 mΩ, 3.2 W — o que é um problema térmico, não só de eficiência.

É por isso que duas células com a mesma capacidade podem se comportar de forma completamente diferente no mesmo pack. A de maior impedância chega primeiro ao corte de subtensão, o BMS atua, e o usuário conclui que o pack está vazio quando uma fração relevante da capacidade ainda está lá.

O que move o número em serviço

• Temperatura. Eletrólito frio eleva a resistência de forma acentuada; um pack que vai bem a 25 °C pode perder boa parte da potência utilizável a −10 °C. É a variável de maior peso.
• Estado de carga. A resistência é menor no meio da faixa de carga e sobe nas duas pontas, e por isso os últimos por cento de carga entregam bem menos potência.
• Idade. A impedância sobe com a ciclagem e com o tempo de calendário; um pack no fim da vida pode ter 50% mais resistência do que tinha novo.
• Qualidade da solda e da interconexão. Uma solda ruim acrescenta resistência fora da célula, e isso é invisível na ficha técnica da própria célula.

Quanta dispersão um pack tolera

Células numa string em série conduzem corrente idêntica, então a de maior resistência dissipa mais calor e chega antes ao corte. Os dois efeitos se aceleram: a célula mais quente envelhece mais rápido, sua resistência sobe mais e o desequilíbrio cresce.

A regra prática usada na montagem de packs é agrupar as células por capacidade e impedância medidas antes de montar a string, e manter a dispersão dentro de uma faixa estreita — comumente poucos por cento, mais apertada em packs de alta corrente. O limite exato é decisão de projeto, não norma, mas a direção não é negociável: quanto mais apertado o grupo, mais tempo o pack fica equilibrado.

Medir sem se enganar

1. Use medição a quatro fios. A resistência de contato nas pontas de prova pode superar a da própria célula se você usar garras de dois fios.
2. Fixe o estado de carga e a temperatura antes de medir, e registre os dois. Um valor de resistência sem eles não é reproduzível.
3. Fixe a duração do pulso e a magnitude da corrente. O DCIR depende dos dois.
4. Meça a mesma célula duas vezes para ver a sua própria repetibilidade antes de comparar células.
5. Compare o comparável: um ACIR de um laboratório e um DCIR de outro não são uma comparação.

Da medição ao pack: a etapa de triagem

Medir impedância só se paga se mudar o que entra no pack. Na prática isso significa uma etapa de triagem entre o recebimento e a montagem, com três saídas: células dentro da faixa, que são agrupadas; células fora da faixa, que voltam ao estoque para uso em corrente menor; e células que reprovam numa verificação de sanidade e vão para quarentena.

1. Meça todas as células num estado de carga fixo e com temperatura registrada.
2. Classifique em faixas mais estreitas que o requisito do pack, não iguais a ele — a faixa tem de absorver a repetibilidade da medição e também a variação entre células.
3. Monte strings a partir de uma única faixa e, quando possível, de um único lote.
4. Registre a faixa na etiqueta de série do pack ou no registro de montagem, para que uma falha posterior possa ser rastreada até uma coorte.
5. Re-meça uma amostra de packs prontos para confirmar que a resistência montada é a que os dados das células previam.

A última etapa é a que pega problemas de montagem. Se o pack pronto mede materialmente mais que a soma de suas células, a diferença está nas soldas, no barramento ou na fiação de sensoriamento — e é bem mais barato descobrir nesse ponto do que num produto devolvido.

O que a impedância não diz

Uma célula de baixa impedância não é automaticamente segura, e uma de alta impedância não é automaticamente uma célula condenada. A impedância não diz nada sobre integridade do separador, contaminação ou comportamento sob curto interno. Também não prevê vida útil em ciclos sozinha — uma célula pode manter a impedância e ainda assim perder capacidade.

Trate como um eixo: ela diz quanta tensão a célula deixa de entregar sob carga e quanto calor gera com isso. Os dois importam para o projeto, e nenhum dos dois é uma avaliação de segurança.

Questions this guide does not answer in passing