Tabela SOC LiFePO4

O Problema da Curva Plana

A maioria das químicas tem relação relativamente linear entre tensão e estado de carga. Chumbo-ácido, por exemplo, mostra queda clara de tensão conforme o SOC cai. O LiFePO4 não. A curva de descarga da célula LiFePO4 é quase plana entre 20% e 80% de SOC, em torno de 3,2V por célula.

Esse patamar plano é uma vantagem para entrega de energia — a tensão fica estável numa ampla faixa, e o equipamento vê tensão consistente. Mas cria um desafio relevante para estimar o SOC. Quando a tensão a 30% é essencialmente igual à de 70%, não dá para estimar o SOC só pela tensão.

A tensão só vira um indicador útil nos extremos: acima de 80%, onde a curva inclina rumo ao fim da carga, e abaixo de 20%, onde cai rumo ao corte. Para os 60% centrais, é preciso outra abordagem.

Contagem de Coulombs

Contagem de coulombs é o método que a maioria dos BMS usa para acompanhar o SOC. Mede-se a corrente que entra e sai, integrando no tempo. Partindo de 100%, ao drenar 10A por 5 horas o BMS calcula 50Ah removidos, reduzindo o SOC em 50% numa bateria de 100Ah.

A contagem é precisa no patamar plano, onde a tensão não informa nada. Porém tem limitações próprias. Pequenos erros de medição se acumulam, causando deriva do SOC. A temperatura afeta a capacidade real, e o BMS pode não acompanhar isso perfeitamente. Ciclos periódicos de carga-descarga total recalibram o contador contra os extremos conhecidos de tensão.

Tensão de Repouso vs. sob Carga

Tensão de repouso (tensão de circuito aberto, ou OCV) é medida sem corrente fluindo. É a representação mais fiel do estado eletroquímico. Tensão sob carga é medida fornecendo corrente e é sempre menor pela resistência interna. A diferença segue a lei de Ohm: V_carga = V_OCV − (I × R_interna).

Para uma célula LiFePO4 com 20mΩ de resistência interna sob 50A, a queda é 1,0V — desvio relevante do valor de repouso. Ou seja, uma bateria lendo 13,2V em repouso pode ler 12,2V sob 50A num pack 12V. Estimar o SOC por leitura sob carga dá resultado enganosamente baixo.

Para estimar o SOC pela tensão com confiabilidade, meça após pelo menos 30 minutos em repouso. Para sistemas que precisam do SOC sob carga, confie no contador do BMS em vez da tensão.

Tabela de Referência SOC

Tensões aproximadas de repouso a 25°C. Valores reais variam por fabricante e idade das células.

Boas Práticas

Para a maioria das aplicações, use um BMS com contagem de coulombs como método principal de SOC e a tensão como verificação nos extremos de carga. Calibre o BMS periodicamente carregando totalmente a 100% (o BMS zera o SOC em 100% ao detectar a tensão de fim de carga).

Se você monta um sistema próprio sem BMS sofisticado, dá para estimar o SOC pela tensão — mas só nos extremos. Acima de 80% ou abaixo de 20%, a tensão dá estimativa razoável. No meio, acompanhe ampères-hora manualmente ou aceite que o SOC é desconhecido.

Para aplicações críticas (medicina, telecom, BESS), use os dois métodos em paralelo. O contador do BMS dá o SOC contínuo, enquanto verificações periódicas de tensão em repouso confirmam que não houve deriva.

Erros Comuns