A bateria no sistema de som automotivo é fundamental para ter ótimo desempenho, e por isso entender qual é o melhor modelo para seu projeto é fundamental para que tenha além do maior rendimento, melhor custo-benefício em sua utilização.
Neste post, vamos dar algumas informações sobre os diferentes tipos de baterias que existem no mercado e como cada vai atuar em seu sistema.
Antes de entender quais são as diferenças entre as baterias, precisamos tem algumas informações iniciais, sobre para que ela serve e do que são feitas.
A bateria é um acumulador químico de energia.
E como é que essa energia é acumulada?
A energia elétrica de um carregador/fonte ou etc, é transformada e acumulada em energia química quando se carrega a bateria, que por sua vez, é transformada novamente em energia elétrica quando sai dela (se descarrega alimentando o componente).
E como que ela faz isso?
As baterias trablham a partir de várias placas, que têm essa função de acumular energia.
As placas são separadas em 6 câmaras e ligadas em série para resultar na tensão de trabalho delas (12v nominal e 12,6v circuito aberto).
De maneira resumida e simplificada, podemos dizer que as baterias têm seu funcionamento a partir de dois tipos de placas: as positivas (representadas em vermelho) e as negativas (representadas em azul).
No interior de cada compartimento, há placas positivas com alta capacidade de “sugar elétrons” (as mais comuns são compostas por peróxido de chumbo ou chumbo ativo) e placas negativas com alta capacidade de fornecer elétrons (geralmente compostas por chumbo esponjoso).
Para fazer o processo de carga e descarga, as placas precisam ter algum tipo de contato, porém não podem se tocam, senão então em curto.
Para resolver esse problema, se adiciona então uma placa separadora entre elas, com baixa capacidade de condução de energia, geralmente feitas de poliéster ou similar.
E para fazer esse “contato” entre as placas, se adiciona então uma solução eletrolítica, que é um liquido com ótima capacidade de “transportar” energia.
Esse líquido acrescenta ions na reação química de carga e descarga e tem sua composição de 35% de ácido sulfúrico e 65% de água destilada.
Resumidamente, temos então:
A energia elétrica entra e se acumula na placa positiva e na hora da descarga, há uma reação química e a energia é transportada pela solução eletrolítica até as placas negativas que fornecem a energia ao componente elétrico.
É com essa composição e funcionamento, que temos uma das baterias mais utilizadas no mercado:
A bateria de Chumbo-ácido.
Elas possuem esse nome pois as placas são feitas de chumbo e a solução eletrolítica é composta por ácido sulfúrico.
Vale a pena ressaltar que: existem outros tipos de composição de baterias, como as baterias alcalinas, de lítio e etc.
No modelo de chumbo-ácido, no processo de recarga, a energia elétrica acaba gastando a solução eletrolítica (a água hidrolisa) e transforma ela em gás.
Por isso esse tipo de bateria possui “tampinhas” em cima para ventilação e acréscimo de água durante sua vida útil, e podem ser chamadas também de Bateria Chumbo-ácido Ventiladas (VLA).
A partir deste tipo de tecnologia, podemos ter várias aplicações desse tipo de bateria no nosso cotidiano, como por exemplo:
- Baterias Automotivas: Partida em carros e caminhões;
- Baterias Estacionárias: Aplicação em estações telefonicas, nobreaks e etc;
- Baterias Tracionarias: Empilhadeiras;
- Baterias par motos;
- Baterias náuticas: Barcos, lanchas e etc;
- Outras aplicações: Sistemas de câmeras de segurança, carrinhos de golfe e etc.
E de acordo com a aplicação da bateria, podemos ter modificações na mesma, para melhorar seu desempenho e vida útil.
Para ficar mais fácil de entender essas diferenças, voltadas para nosso objetivo nesse post que é a utilização em sistemas de som automotivo, vamos utilizar duas aplicações mais utilizada para isso: as baterias automotivas e as baterias estacionárias.
E quais são as diferenças entre as baterias automotivas e estacionárias?
A principal diferenças entre essas duas baterias está nas placas, onde:
- Bateria automotiva: placas mais finas e maior quantidade de placas;
- Bateria estacionária: placas mais grossas e menor quantidade de placas.
Essa diferença nas placas resultam em:
- Bateria automotiva: maior capacidade de corrente de pico;
- Bateria estacionária: maior capacidade de ciclagem.
Onde:
- Capacidade de pico: capacidade da bateria de ter descargas rápidas (em poucos segundos) quando solicitada. Ex: como na partida de um carro, que demora no máximo 3 segundos;
- Capacidade de ciclagem: capacidade da bateria de ter descargas profundas : Ex: Como na bateria do seu celular, quando está com uma porcentagem de bateria baixa (no vermelho), significa que a bateria do celular teve uma descarga profunda em relação à sua capacidade nominal.
Vale a pena lembrar que as baterias automotivas possuem capacidade de ciclagem de 10% da sua capacidade nominal, já as estacionárias apresentam capacidade de ciclagem de até 80% da sua capacidade.
E caso ocorra uma descarga mais profunda nessas baterias, temos a diminuição da capacidade das mesmas durante sua vida útil e também a diminuição da própria vida útil.
Isso ocorre por causa do processo de sulfatação.
O que é o processo de sulfatação nas baterias?
No processo de descarga das baterias, há uma reação química e é liberado na solução eletrolítica, sulfato de chumbo.
No processo de recarga, ocorre outra reação química, que acaba “devolvendo” essas partículas às placas.
Em uma descarga muito profunda, as partículas de sulfato de chumbo ficam maiores, e no processo de recarga elas podem cristalizar nas placas positivas ou ficar no fundo da solução.
Com isso, temos a diminuição da capacidade das baterias durante a vida útil. Em casos extremos de sulfatação, as baterias podem parar de funcionar.
Outro ponto que interfere na vida útil das baterias, é a temperatura.
Onde, quanto maior for a temperatura de trabalho, menor a vida útil da bateria.
E esse é um ponto que devemos ter cuidado ao comparar baterias automotivas de baterias estacionárias:
- Bateria automotiva: de 2 anos à 3 anos (podendo chegar à até 6 anos em alguns casos);
- Bateria estacionária: de 5 anos à 10 anos (podendo chegar à 15 anos em alguns casos).
As baterias estacionárias trabalham em locais mais controlados em relação à temperatura que me comparação às baterias automotivas, pois estas ficam no cofre do motor que é um local bem quente e também ficam no carro quando exposto ao sol, e esse ponto aliado a vibrações nas quais as mesmas são expostas também, que a estimativa de vida útil dos modelos automotivos acaba tendo um valor menor que em comparação às estacionárias.
Agora que temos essas informações sobre a tecnologia da bateria e suas utilizações, vamos dar alguma informações mais detalhadas e voltadas para o uso delas no sistema de som automotivo.
Bateria Chumbo-Ácido Ventilada no Som Automotivo
- Custo por “amper”: 1 estrela – A tecnologia é simples e a matéria prima é reciclada;
- Qualidade da matéria prima: 1 estrela – De menor pureza, pois o chumbo é reciclado;
- Rapidez de carga: 1 estrela;
- Resistência à altas temperaturas: 3 estrelas – A grande quantidade de líquido no modelo, garantem melhor resfriamento das placas;
- Manutenção: Sim – Além do acréscimo de solução durante a vida útil, as trepidações podem fazer o líquido vazar, sendo necessário a limpeza.Vantagens:
-Relação peso/volume;
-Custo-benefício.
Desvantagens:
-Manutenção;
-Posição de instalação (não pode trabalhar com ela “virada”);
– Diminuição da capacidade durante a vida útil.Modelo Automotivo
– Capacidade de ciclagem: 1 estrela
– Capacidade de pico: 2.5 estrelas
– Resistência à vibração: 2,5 estrelas
– Aplicação ideal para dar partidas em carros.
-Aplicação no som automotivo: SIM
Dicas: Utilize uma fonte automotiva para diminuir as consequências da ciclagem profunda; Se você estiver usando um carregador de corrente constante ou um carregador boost, remova os plugues de ventilação ou manifolds antes de carregar; Verifique periodicamente o nível de água da bateria: se utiliza muito o som, terá que verificar mais vezes. Modelo Estacionário
– Capacidade de ciclagem: 2,5 estrelas
– Capacidade de pico: 1 estrela
– Resistência à vibração: 0 estrela
– Aplicação ideal em estações telefônicas, nobreaks e etc, com menor ou nenhum controle de temperatura.
– Aplicação no som automotivo: Não, pois o recipiente da bateria é transparente para ser mais simples de verificar o nível de água das baterias e acaba se tornando frágil na utilização em carros.
Um problema no uso dessa baterias, é que os fabricantes perceberam que os usuários não dão a devida manutenção nelas, e por causa disso que surgiram no mercado os modelos de baterias seladas, que de certo modo, são livres de manutenção.
Bateria Chumbo-Ácido Selada no Som Automotivo
A bateria selada é uma “evolução” da bateria ventilada, e conta com melhorias na tecnologia inundada existente através da adição cálcio, prata ou etc, no processo de fabricação dos eletrodos.
Isso faz com que se reduza bastante a decomposição da água e, então, não é preciso adicionar água destilada à bateria durante o seu tempo de vida útil.
A mais comum no mercado Brasileiro, pode ser identificada por um “visor” que verifica a carga da bateria (existe o modelo EFB, mas é menos utilizado).
Por ser uma evolução do modelos das ventiladas, fabricantes também podem acrescentar ainda mais tecnologias e mudanças para melhorar o desempenho das mesmas.
- Custo por “amper”: 2 estrelas – Tecnologia mais aprimorada que as ventiladas;
- Qualidade da matéria prima: 2 estrelas – De menor pureza, pois o chumbo é reciclado, mas possui o incremento de materiais para diminuir sua manutenção. Por sua alta demanda no mercado, pode-se ter mais melhorias ainda nas tecnologia em baterias de marcas superiores e assim aumentando o desempenho da mesma em vários pontos a seguir;
- Rapidez de carga: 1,5 estrelas – Deve se tomar mais cuidado na recarga deste modelo pois é mais sensível à sobrecargas que o modelo anterior;
- Resistência à altas temperaturas: 3 estrelas – A grande quantidade de líquido no modelo, garantem melhor resfriamento das placas;
- Manutenção: Não, mas trepidações podem fazer o líquido vazar, sendo necessário a limpeza.Vantagens:
-Tecnologia aprimorada;
– Diversos modelos no mercado;
-Sem acréscimo de solução durante a vida útil.
Desvantagens:
– Posição de instalação (não pode trabalhar com ela “virada”);
– Maior sensibilidade na carga. Modelo Automotivo
– Capacidade de ciclagem: 1,5 estrela – tecnologia chumbo-cálcio possui uma potência de partida maior do que a bateria convencional.
– Capacidade de pico: 3 estrelas – aumento da capacidade de ciclagem em relação às baterias padrão com inundação úmida, devido ao projeto aprimorado;
– Resistência à vibração: 3 estrelas
– Aplicação ideal para dar partidas em carros.
-Aplicação no som automotivo: SIM
Dicas: Não utilize um carregador de potência nominal muito alto, ou diminua a tensão de carga. Modelo Estacionário
– Capacidade de ciclagem: 3 estrelas (vide automotiva)
– Capacidade de pico: 2,5 estrela (vide automotiva)
– Resistência à vibração: 2 estrelas
– Aplicação ideal em estações telefônicas, nobreaks e etc, com menor ou nenhum controle de temperatura.
– Aplicação no som automotivo: SIM.
Dicas: Não utilize um carregador de potência nominal muito alto, ou diminua a tensão de carga.
Uma dúvida a partir deste tipo de tecnologia é os dois modelos podem ser utilizados nos sistemas de som automotivo, então:
Qual é melhor, a Bateria Selada Automotiva estacionária ou a Bateria Selada Estacionária para meu som?
A bateria da aplicação automotiva, tem o seu uso voltado em dar a partida no veículo e logo após ser recarregada pelo alternador do carro, ou seja, não aceita muito bem constantes pedidas de energia, como se fosse dar várias partidas com a mesma, o que a leva a ciclagem profundas.
Já a bateria de aplicação estacionária, é voltada para manter equipamentos elétricos que solicitam constantemente a energia, por isso são feitas para ciclagens profundas.
Deste modo, podemos concluir que: Caso você tenha em seu sistema de som automotivo, a capacidade pedida de baterias para alimentar o sistema, a aplicação das baterias estacionárias se aproxima mais da utilização do sistema de som automotivo, pois nele, temos pedidas constantes de energia, onde os sistema pode tocar por várias horas.
Não quer dizer que não podemos utilizar os modelos automotivos no sistema de som, só quer dizer que a aplicação da bateria estacionária irá proporcionar uma melhor vida útil da mesma e consequentemente uma melhor relação de custo-benefício.
Um ponto importante a ressaltar é que: caso tenha somente uma bateria no sistema, ou seja, só tenha a bateria do cofre e vai utilizar um sistema de som, não é ideal utilizar o modelo estacionário, pois ela não suporta muito bem as correntes de pico pedidas pelo motor, sendo assim, terá uma menor vida útil da mesma.
Além da bateria Selada, temos também os modelos de baterias reguladas por válvula.
Bateria Chumbo-ácido Selada regulada por Válvula (VRLA)
São baterias fechadas, que possuem uma válvula.
Sob condições normais de operação, elas estão fechadas e recombinam os gases emitidos durante o carregamento para formar água.
Quando a temperatura aumenta, aumentando também a pressão interna da bateria, ela se abre liberando os gases.
Podemos ter dois tipos de baterias que utilizam as válvulas: A baterias de GEL e as Baterias AGM
Primeiro tipo: Bateria Chumbo-Ácido Selada regulada por válvula (VRLA) GEL:
As baterias de gel são chamadas de gel porque usam sílica (ou areia) para transformar o ácido dentro da bateria em um líquido espesso, e juntamente com o trabalho das válvulas, evitam o acréscimo de solução durante toda sua vida útil.
Apesar do seu nome ser bem famoso no mercado brasileiro, pois é fácil de associar uma bateria de água com uma bateria de Gel, onde esta tem uma qualidade superior, as baterias de gel quase não são utilizadas no mundo, aliás no mercado brasileiro, não há nenhum fabricante de baterias em GEL.
O que ocorre na grande maioria das vezes, é que esse tipo de bateria acaba sendo confundida com modelos AGM, que são mais utilizados.
E quais são os motivos para que esse tipo de bateria não seja tão utilizado no mercado?
As baterias de GEL possuem uma grande sensibilidade à alta temperatura e sobrecargas, sendo assim, não são indicadas para se utilizar no cofre do motor, e precisam de carregadores mais específicos no mercado (qualquer sobrecarga pode estragar a bateria).
- Custo por “amper”: 3 estrelas – Custo mais elevado que as seladas;
- Qualidade da matéria prima: 3 estrelas – Possuem placas feitas de materiais mais puros e solução em gel;
- Rapidez de carga: 1 estrela – Deve se tomar mais cuidado na recarga deste modelo pois é o mais sensível à sobrecargas;
- Resistência à altas temperaturas: 1 estrelas- Baixa resistência por causa do GEL;
- Manutenção: Não.Vantagens:
-Excelente vida útil ao ser utilizada corretamente – modelo que chegam até 18 anos de estimativa;
-Sem acréscimo de solução durante a vida útil.
Desvantagens:
– Custo elevado;
– Elevada sensibilidade na carga. Modelo Náutico (não existem modelos automotivos)
– Capacidade de ciclagem: 3,5 estrela – tecnologia apresenta ótima condições de ciclagem por tecnologia em GEL
– Capacidade de pico: 1 estrela – Baixo rendimento em picos
– Resistência à vibração: 3 estrelas
– Aplicação ideal em embarcações
-Aplicação no som automotivo: SIM
Dicas: Carregadores de carga lenta. Modelo Estacionário
– Capacidade de ciclagem: 4 estrelas (vide náutica)
– Capacidade de pico: 0,5 estrela (vide náutica)
– Resistência à vibração: 2 estrelas
– Aplicação ideal em estações telefônicas, nobreaks e etc, com controle de temperatura e carregadores próprios.
– Aplicação no som automotivo: SIM.
Dicas: Carregadores de carga lenta.
Segundo tipo: Bateria Chumbo-Ácido Selada regulada por válvula (VRLA) AGM (Absorbed Glass Mat):
As baterias AGM utilizam tecnologia de lã-vidro absorvente.
Esta esteira de vidro absorvente absorve o ácido da bateria e envolve as placas positivas e negativas.
Isso permite um uso mais eficiente do volume da célula e maior pressão nas placas, garantindo baterias mais compactas, com maior resistência à vibrações, com maior vida útil e sem a necessidade de reservatórios de eletrólito.
Vale a pena lembrar que existem modelos mais simples que os modelos automotivos e estacionários como os modelos de AGM multi-uso (aplicações em câmeras de segurança e etc) e AGM de ciclo profundo (uso em cadeiras de rodas elétricas, carrinho de golfe e etc).
- Custo por “amper”: 3 estrelas – Custo mais elevado que as seladas;
- Qualidade da matéria prima: 4 estrelas – Possuem placas feitas de materiais mais puros em torno de 95% ou mais de pureza do chumbo;
- Rapidez de carga: 3,5 estrelas – Cargas mais rápidas pela tecnologia aprimorada e matéria-prima superior;
- Resistência à altas temperaturas: 2 estrelas- Baixa resistência por causa da pouca quantidade de liquido envolvendo as placas em relação ao modelos comuns;
- Manutenção: Não.Vantagens:
-Menor queda de capacidade durante a vida útil;
– Mais compacta e e resistente à vibrações.
Desvantagens:
– Custo elevado:
– Menor resistência à temperaturas elevadas. Modelo Automotivo
– Capacidade de ciclagem: 3 estrela – tecnologia apresenta ótima condições de ciclagem por tecnologia aprimorada;
– Capacidade de pico: 3,5 estrelas – Mais área de superfície de reação garantindo maior capacidade de partida;
– Resistência à vibração: 3,5 estrelas – Alta pressão interna;
– Aplicação ideal em partidas para veículos com tecnologia start-stop, veículos turbo ou aspirados e etc.
-Aplicação no som automotivo: SIM
Dicas: Manutenção na carga e proteja contra altas temperaturas, recomenda-se o uso de isopor e manta térmica para a manter a temperatura e não afetar na vida útil da bateria. Modelo Estacionário
– Capacidade de ciclagem: 3,5 estrelas (explicação vide automotiva)
– Capacidade de pico: 3 estrela (explicação vide automotiva)
– Resistência à vibração: 3 estrelas
– Aplicação ideal em estações telefônicas, nobreaks e etc, com controle de temperatura e carregadores próprios.
– Aplicação no som automotivo: SIM.
Dicas: Proteja contra altas temperaturas, recomenda-se o uso de isopor e manta térmica para a manter a temperatura e não afetar na vida útil da bateria. o ideal é utilizar em posições nas quais as placas não não fiquem fazendo um peso sobre as outras, pois isso diminui sua vida útil.
Neste caso, a melhor aplicação para som automotivo é o uso do modelo estacionário, assim como explicado no texto nos modelos selados.
Além desses modelos citados de baterias, temos também no mercado as baterias de Chumbo-ácido com tecnologia de células em espirais.
Bateria Chumbo-Ácido Spiral Cell Optima
A principal diferença delas para as outras baterias está nas placas: são em menor número e consequentemente maiores que as placas comuns, pois são montadas em espirais.
Essa forma de fabricação, faz com que o conjunto de placa positiva, manta (utiliza manta para absorver a solução eletrolítica) e placa negativa trabalhem em uma pressão mais elevada, sendo mais resistente às vibrações.
A ligação em série das baterias também é feita de maneira mais eficiente.
Essas características, aliadas à 99,9% de pureza das placas de chumbo, aumenta diversas características da bateria.
- Custo por “amper”: 6 estrelas – Custo mais do mercado
- Qualidade da matéria prima: 4 estrelas – 99,9% de pureza do chumbo;
- Rapidez de carga: 5 estrelas – Cargas mais rápidas pela tecnologia aprimorada e matéria-prima superior;
- Resistência à altas temperaturas: 3 estrelas;
- Manutenção: Não.Vantagens:
-Melhor Tecnologia;
Desvantagens:
– Custo elevado; Modelo RED TOP
– Capacidade de ciclagem: 4 estrelas – tecnologia apresenta ótima condições de ciclagem por tecnologia aprimorada;
– Capacidade de pico: 4 estrelas – Mais área de superfície de reação garantindo maior capacidade de partida;
– Resistência à vibração: 5 estrelas – Alta pressão interna;
– Aplicação ideal em partidas para veículos com tecnologia start-stop, veículos turbo ou aspirados e etc.
-Aplicação no som automotivo: SIM
Dicas: Manutenção na carga. Modelo Yellow TOP
– Capacidade de ciclagem: 5 estrelas (explicação vide red top)
– Capacidade de pico: 4 estrelas (explicação red top)
– Resistência à vibração: 3 estrelas
– Aplicação ideal em projetos de alto desempenho
– Aplicação no som automotivo: SIM.
Dicas: Proteja contra altas temperaturas.
Entusiasta há 14 anos no setor de Som Automotivo e ex-competidor SPL. Participante dos cursos EstudodoÁudio (Renan Lopes) e Curso Avançado de Áudio (MayaSounds).