Por que uma bateria de 105 Ah rende mais que uma de 170 Ah
A pergunta que mais ouço em visita técnica tem uma resposta que não está no rótulo: capacidade nominal e capacidade real são coisas diferentes, e a diferença aparece justamente na corrente em que o seu equipamento trabalha.
“Como uma bateria de 105 Ah tem mais autonomia que uma de 170 Ah?”
É a pergunta que mais me fazem nas empresas que visito. A resposta curta: porque 170 Ah não é 170 Ah quando o equipamento puxa corrente de verdade. A resposta longa está abaixo, com os números do datasheet do próprio fabricante do chumbo.
Primeiro: o que são os regimes C20, C5, C3
Os regimes de capacidade indicam como a capacidade foi medida. O número depois do “C” é o tempo de descarga, em horas, do ensaio. Quanto menor o tempo, maior a corrente usada no teste, e menor a capacidade que a bateria consegue entregar.
Isso não é detalhe de laboratório. É o efeito Peukert, e ele atinge o chumbo-ácido com muito mais força que o lítio, porque a química e a resistência interna do chumbo perdem eficiência quando a corrente sobe.
O exemplo: Trojan T-875
Peguei uma bateria de referência do mercado, a Trojan T-875, 8 V, chumbo-ácido de ciclo profundo, usada em bancos de carrinho de golfe. Estes números são do datasheet oficial da fabricante:
| Especificação | Valor |
|---|---|
| C100 (ensaio a 1,9 A) | 189 Ah |
| C20 (ensaio a 8,5 A) | 170 Ah |
| C10 (ensaio a 14,7 A) | 147 Ah |
| C5 (ensaio a 29 A) | 145 Ah |
| 56 A por 117 minutos | 109 Ah |
Repare no C20: a corrente de ensaio é de 8,5 A. Nenhum equipamento tracionário trabalha a 8,5 A. É esse o número que vai no rótulo e é por ele que as baterias são comparadas na hora da compra.
Comprar comparando Ah nominal é comparar as duas baterias no único regime em que nenhuma das duas vai trabalhar.
O que acontece quando a corrente sobe
O gráfico abaixo põe as duas lado a lado. Os pontos marcados na curva do chumbo são os valores publicados no datasheet. O trecho tracejado é extrapolação por Peukert, calculada a partir desses mesmos pontos, já que o datasheet não publica nada acima de 56 A.
- Chumbo-ácido · Trojan T-875 (170 Ah C20)
- trecho estimado
- LiFePO4 FullEnergy FE-211 (105 Ah)
Capacidade disponível conforme a corrente de descarga. O chumbo perde 42% da capacidade entre o ensaio de 1,9 A e o de 56 A, os dois no próprio datasheet. O lítio mantém praticamente a capacidade nominal em toda a faixa.
O que isso significa no seu equipamento
Um carro de golfe de quatro passageiros com motor de 5 kW em sistema 48 V puxa cerca de 150 A em regime, com picos de 250 a 300 A em aceleração e rampa. Nessa corrente:
| Especificação | Valor |
|---|---|
| Trojan T-875, nominal (C20) | 170 Ah |
| Trojan T-875, estimado a 150 A | ≈ 87 Ah |
| FullEnergy FE-211, a 150 A | 105 Ah |
Ou seja: antes de qualquer outra consideração, a bateria de 105 Ah já entrega mais ampères-hora reais que a de 170 Ah.
E ainda falta a parte que quase ninguém conta
Capacidade disponível não é capacidade utilizável. Fabricantes de tracionária de chumbo, como a Power Trac, orientam não passar de 80% de profundidade de descarga, sob pena de encurtar a vida do banco. Na prática o operador deixa 20% na bateria.
A LiFePO4 não tem essa restrição no mesmo grau: o mercado trabalha com 100% da capacidade. Vale a ressalva honesta: usar 100% tem custo em ciclos, e ele está na nossa própria especificação de 2.000 ciclos a 100% de descarga contra 4.000 ciclos a 80%.
(87 Ah × 80% de DoD)
(105 Ah × 100%)
28 min → 42 min de operação
É por isso que a conta do rótulo engana: entre os 170 Ah impressos na bateria de chumbo e os 69 Ah que o equipamento realmente usa, existe um abismo que só aparece quando a máquina está trabalhando.
O bônus: 130 kg a menos
Em equipamentos que não dependem de contrapeso, a diferença de massa entra de graça na conta:
| Especificação | Valor |
|---|---|
| Banco de 6 × Trojan T-875 (48 V) | 174 kg |
| FullEnergy FE-211 · 51,2 V 105 Ah | 44 kg |
| Diferença | −130 kg |
Menos massa significa menos consumo por quilômetro rodado, melhor desempenho e menos desgaste de suspensão, freio e transmissão. O equipamento inteiro trabalha mais leve, não só a bateria.
Atenção: em empilhadeiras e alguns rebocadores o peso da bateria faz parte do projeto do equipamento. Nesses casos fornecemos a bateria com contrapeso, mantendo a estabilidade original da máquina.
Conclusão prática
Ao substituir chumbo-ácido por lítio em equipamento tracionário de consumo elevado, existe um ganho de autonomia natural, antes de qualquer melhoria de projeto, que vem apenas das diferenças entre as duas tecnologias. Comparar Ah nominal esconde esse ganho.
Uma ressalva que faço questão de deixar registrada: o trecho acima de 56 A do gráfico é estimativa, não medição. Está em pauta no nosso Energy Lab um ensaio de descarga real dos dois bancos a 150 A. Quando tivermos a curva medida, este artigo é atualizado com ela.
Por que a FullEnergy
- Engenharia própriaDimensionamento a partir da aplicação real, não de catálogo.
- Fabricação nacionalProjeto, montagem e teste em Porto Feliz-SP.
- Energy LabLaboratório próprio para teste, manutenção e recondicionamento de LiFePO4.
- Suporte no BrasilGarantia de 3 anos ou 500 ciclos, o que ocorrer primeiro, atendida pela nossa equipe.
Fontes: especificação oficial Trojan T-875 (8 V, 170 Ah @ C20, 29 kg); recomendação de profundidade de descarga para tracionárias de chumbo publicada pela Power Trac; especificação FullEnergy FE-211. A capacidade do chumbo acima de 56 A é extrapolação por Peukert (n ≈ 1,235) calculada sobre os pontos C20 e 56 A do próprio datasheet.
Quer saber quanto a sua máquina realmente rende?
Mande o modelo do equipamento, a tensão e como ele é usado. A engenharia calcula o dimensionamento e diz o que esperar de autonomia.