Entenda como funcionam as baterias para cadeira de rodas motorizadas

As cadeiras de rodas motorizadas funcionam através de um controlador eletrônico que controlam motores alimentados por baterias. Para o usuário conseguir se locomover, é preciso que haja uma carga mínima de bateria, com capacidade que garanta o seu deslocamento completo pelo trajeto desejado. Mas como funciona o trabalho realizado por esse componente?

A bateria é um acumulador elétrico que armazena energia em forma química. Ao converter isso em corrente elétrica, atende as necessidades de energia para o funcionamento dos veículos elétricos.

Logo, a principal função das baterias é armazenar e fornecer energia necessária para o funcionamento do veículo. Elas indicam a capacidade nominal de carga energética em Ampere x Hora (Ah). Quanto maior o valor de Ah da bateria, maior será a capacidade de armazenamento de carga, dando mais autonomia para a cadeira de rodas motorizada.

Nesse texto, vamos explicar como funcionam as baterias e as diferenças dos principais tipos utilizados em veículos elétricos.

Siga a leitura e informe-se!

Como funciona o trabalho realizado pelas baterias?

A partir de reações químicas, as baterias armazenam energia elétrica. Elas são construídas a partir de uma ou mais células eletroquímicas e cada uma constitui-se de dois eletrodos: um positivo e outro negativo.

No eletrodo negativo há excesso de elétrons, e no eletrodo positivo, há a falta desses elétrons. Para ocorrer o processo de transformação de energia da bateria, esses eletrodos são interligados por um cabo através de um circuito eletrônico, e os elétrons do eletrodo negativo, passam para o positivo.

Dessa forma, a energia liberada por esse fluxo de elétrons pode ser utilizada para realizar diversos tipos de trabalho, inclusive, para gerar o movimento do motor.

Conforme o processo acontece, a energia da bateria vai sendo consumida. O sistema só irá parar de produzir energia elétrica, quando o número de elétrons do eletrodo negativo se igualar às lacunas do eletrodo positivo, ocasionando o equilíbrio do sistema. Esse, é o momento em que a bateria se dará por totalmente descarregada.

As baterias trabalham em ciclos de carga e descarga nas cadeiras de rodas motorizadas. Sempre que estão conectadas ao carregador, estão em ciclo de carga e recebem energia da rede elétrica através do carregador. Quando estão desconectadas deste, ficam em ciclo de descarga e perdem carga, mesmo que desconectadas da cadeira de rodas.

Exemplo

O usuário precisa ter em mente que, para se locomover com a cadeira de rodas motorizada, precisa-se de uma certa carga de bateria que garanta sua locomoção completa até o local pretendido. Entenda melhor a relação das baterias em Ampere x Hora (Ah):

Por exemplo, uma bateria de 50 Ah, em teoria, quando completamente carregada, pode fornecer continuamente 5 Amperes por 10 horas. Na prática, o tempo é determinado pelo consumo que varia conforme o regime de uso da cadeira de rodas.

Uma cadeira de rodas motorizada com motorização de 200 W, pneus cheios e usuário de 80 kg, consome no plano cerca de 6 a 8 Amperes. A mudança das condições altera esse consumo de energia, caso os pneus estejam com calibração baixa, por exemplo, o consumo de energia irá aumentar. Quanto maior o consumo, menos tempo de capacidade para a bateria.

Principais tipos de baterias utilizados em veículos elétricos

A característica mais importante das baterias para veículos elétricos é a capacidade de ser recarregada, pois esses equipamentos trabalham com ciclos de carga e descarga.

Todos os tipos de baterias que falamos neste texto são chumbo-ácido, porém, se diferenciam em alguns aspectos e modelos. Essa bateria oferece relação de peso e potência compatível com o tipo de sistema que a cadeira de rodas motorizada necessita, e uma boa relação de custo/benefício.

Em cadeiras de rodas motorizadas, exige-se um fornecimento de corrente constante das baterias para manter o sistema em movimento. Em arrancadas ou freadas bruscas, ocorrem surtos de corrente, que esse tipo de bateria tem capacidade de atender.

Cada célula carregada da bateria chumbo-ácido contém um eletrodo de chumbo (Pb), outro eletrodo de dióxido de chumbo (PbO2) e uma solução líquida de ácido sulfúrico (H2SO4), chamada eletrólito. Em uma célula descarregada, os dois eletrodos se transformam em sulfato de chumbo (PbSO4) e o eletrólito se transforma em água.

Além disso, as baterias para veículos elétricos possuem estrutura construtiva capaz suportar vibrações e impactos causados pelo deslocamento do veículo.

A seguir, você vai aprender um pouco sobre os principais modelos de bateria chumbo-ácido que podem ser utilizadas nesse tipo de equipamento.

Líquida

A bateria do tipo líquida, é um tipo de bateria chumbo-ácido que possui capacidade para atender grandes surtos de corrente, como é o caso dos motores de arranque de carros. Esse modelo exige manutenção de água e é necessário observar o nível do líquido e repor com água destilada quando fica abaixo do nível mínimo. É conhecida por estar presente, justamente, nesses veículos, tendo como principal função alimentar o motor de arranque do carro no momento da partida do motor a combustão.

Esse tipo de bateria possui grande densidade de energia e tem como vantagem o baixo custo. Porém, para aplicações que exigem muitos ciclos de carga e descarga, como o caso das cadeiras de rodas motorizadas, não são ideais, pelo fato de serem projetadas para poucos ciclos. Além disso, estão pouco preparadas para descargas profundas, comuns em veículo que requer.

Bateria Selada

Essas são baterias similares as líquidas, porém consideradas sem manutenção, pois não exigem a reposição de água que nas do tipo líquidas é eliminada por evaporação conforme a bateria é utilizada.

Hoje em dia, a maioria dos automóveis são equipados com baterias seladas desenvolvidas, principalmente, para darem partida no motor de arranque e assim ligar o carro.

A água é um dos componentes necessários para a produção de eletricidade. Pensando nisso, a bateria do tipo selada foi projetada para que esse tipo de complicação não aconteça e representa um aperfeiçoamento das baterias de chumbo. Em sua composição, há adição de 0,07% de cálcio aos eletrodos de chumbo, fazendo com que a decomposição da água seja quase zero.

Esse tipo de bateria também gera oxigênio e hidrogênio que se combinam e formam água. Dessa forma, o nível da água permanece o mesmo durante a vida útil do produto, ficando livre de manutenção, o que se torna uma das grandes vantagens do produto.

A diferença dessa bateria se justifica pelo fato da reação química, para produzir eletricidade, consumir uma quantidade insignificante de água, e pela duração do equipamento, que pode chegar até quatro anos se for utilizada adequadamente.

Ponto negativo

A bateria selada não dá acesso ao eletrólito e assim, não possibilita a verificação de água e a reposição do líquido. Em casos de sobrecargas, a água da bateria é consumida completamente e desaparece, deixando a bateria inutilizável.

Outro ponto importante é que apesar de ser chamada de “selada” no mercado, essa bateria vaza caso seja mal utilizada ou armazenada de forma incorreta, pois possuem válvula de alívio de pressão.

Bateria Estacionária

A bateria chumbo-ácido do tipo estacionária é utilizada, somente, em equipamentos que não sofrem deslocamentos, como no-breaks. Esse tipo de bateria não pode ser utilizado em veículos elétricos, porque não possui robustez para aguentar impactos e vibrações geradas pelo deslocamento do veículo.

A bateria estacionária possui prevenção para acúmulo de material em seu fundo para que as placas não entrem em curto circuito e por trabalhar estática e não sofrer com impactos da caixa plástica. Por isso, a estrutura interna não necessita de grande robustez. Essa é a grande característica para aplicação em no-break.

Válvula Regulada – AGM

A bateria AGM válvula regulada é o tipo de bateria chumbo-ácido que possui uma válvula de alívio e trabalha com baixo volume de eletrólito que umedece a fibra de vidro que separa as placas de chumbo. Portanto, não possui líquido livre interno.

Essas baterias não vazam. A válvula foi a solução encontrada para que a bateria pudesse ser fechada e tivesse ao mesmo tempo a capacidade de liberar os gases produzidos nas transformações de energia sempre que a pressão interna crescesse. Ela é acionada automaticamente, sempre que houver aumento de pressão interna da bateria.

Em caso de rompimento da caixa, a bateria válvula regulada libera, no máximo, gotículas de ácido. Isso acontece por ela contar uma quantidade menor de eletrólito, que fica preso à fibra.

Válvula Regulada AGM – Ciclo Profundo

As baterias de ciclo profundo tem as vantagens das baterias de válvula regulada e foram desenvolvidas para sofrerem descargas mais profundas sem perder tanta capacidade,tornando-se de melhor custo-benefício. Dessa forma, conforme forem acontecendo os ciclos de carga e descarga, perdem menos capacidade que as baterias comuns. As placas de chumbo são mais grossa e a manta de fibra que as separa possuem maior densidade.

Esse tipo de bateria é desenhada para descarregar entre 50% e 80%, dependendo da sua construção. Existe uma relação direta entre a profundidade de descarga e número de ciclos que a bateria pode realizar.

Em caso de efetuar-se descargas com profundidade frequentes de 30%, a bateria de ciclo profundo terá realizado, aproximadamente, 1700 ciclos chegando a 60% da sua capacidade. Uma bateria geral terá realizado apenas 1200 ciclos.

A bateria de ciclo profundo pode ser descarregada abaixo de 20% de carga, porém, para manter um tempo longo da vida útil do produto, o ciclo de descarga médio deve ser mantido em 50%.

Válvula Regulada AGM – Gel

A bateria gel é outro tipo de bateria válvula regulada com eletrólito em forma de gel. Ela possui emissão de gases significativamente reduzida. Apesar da grande eficácia e qualidade, seu custo é mais elevado.

O interior dessa bateria é preenchido com gel de eletrólito e não com ácido na forma líquida, por conta disso, não corre o risco de vazamento. O gel eletrólito é composto por ácido sulfúrico com sílica, em forma de gel imóvel, que não precisa do acompanhamento de água ou outras soluções mais líquidas, como normalmente ocorre em outros tipos de baterias.

A do tipo gel possui maior vida útil, por conta da resistência e da composição química, gerando o aumento da capacidade por hora do produto. A pressão interna é controlada por válvulas.

A bateria de gel não é utilizada para aplicações de arranque automotivo. Isso porque as temperaturas elevadas de funcionamento no interior do compartimento do motor dos veículos com motor térmico, geram um aumento significativo do volume do gel, que pode comprometer o desempenho elétrico e na duração da bateria. Além disso, elas não tem tanta capacidade de fornecimento instantâneo de corrente elétrica necessária para o motor de arranque.

Recarregando a energia da bateria

Quanto maior a taxa de energia retirada da bateria (corrente elétrica), menos tempo a carga vai durar. Um pouco antes da bateria ser totalmente descarregada, a cadeira de rodas motorizada vai se desligar para que a bateria não seja danificada. Sempre que possível, a bateria pode ser colocada para carregar, pois quanto menor o número de descargas profundas ao longo de sua duração, maior será sua vida útil.

Depois de entender como funciona o processo de descarregar a bateria, você deve estar se perguntando: como se dá o trabalho para recarregá-la novamente? Em termos gerais, esse processo é simples, pois deve ser aplicado o trabalho de forma inversa.

A energia elétrica aplicada nesse procedimento, faz com que os elétrons migrem de volta do eletrodo positivo para o negativo, recriando o estado inicial da bateria. Dessa forma, dará por carregada novamente. Porém, para que o maior número de elétrons migre, é necessário que o carregador de baterias siga uma metodologia. Mas esse assunto vai ficar para outro post!

Capacidade de bateria

Conforme o uso da cadeira de rodas motorizada, a bateria acaba “envelhecendo”. Ela perde capacidade de armazenar energia.

Sempre que a bateria é recarregada, alguns elétrons acabam se perdendo e não voltam para o eletrodo negativo. Dessa forma, acaba perdendo capacidade de armazenamento de energia e a vida útil do produto é reduzida.

Além disso, cabe salientar que a bateria tem um consumo interno parasita, caso ela seja armazenada por muito tempo, a energia será consumida. Uma bateria sem ser recarregada por muitos dias também se estraga permanentemente.

É importante explicar que, a bateria perderá totalmente sua capacidade, quando pouquíssimos elétrons passarem a retornar para o eletrodo negativo.

Outro aspecto que influencia na capacidade das baterias, é o seu uso. Quanto maior o fluxo de corrente, mais rápido a carga termina. Ou seja, quanto maior a corrente elétrica (Amperes), mais rápido a energia cessa.

Em cadeiras de rodas motorizadas, vários são os fatores que afetam nesse aspecto. O terreno por qual o indivíduo percorre com o produto, o peso do usuário, potência de motor, a calibragem dos pneus ou o número de acessórios na cadeira, podem afetar o tempo gasto da energia da bateria.

Por exemplo, quanto maior o peso do usuário, maior será a corrente consumida; quanto mais íngreme a subida enfrentada, maior será a carga também.

Além disso, em uma bateria comprometida ou deteriorada, o carregador encerra o ciclo de carga muito mais rápido, pois não consegue repor mais energia na bateria.

Agora que você já sabe como funciona o trabalho realizado por esse componente que está presente nas cadeiras de rodas motorizadas, é só seguir acompanhando nosso blog para conhecer cada parte dos nossos produtos!


7 comentários sobre “Entenda como funcionam as baterias para cadeira de rodas motorizadas”

  1. Olá;Boa noite
    Eu gostaria de saber o valor das baterias,para cadeiras motorizada. Estou fazendo uma pesquisa,preciso de duas baterias novas com o valor do frete tbm. Caso contrario comprarei aqui em Florianópolis mesmo!! Desde ja agradeço e aguardo resposta,obrigada.

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