Qual a diferença entre os carregamentos “equalizar”, “aumentar” e “carga rápida”?
Cada um desses termos descreve a mesma função do carregador, onde o carregador eleva temporariamente a tensão da bateria acima do nível de flutuação. Existem diferentes usos para tensão de carga elevada, conforme mostrado abaixo:
Significado comumente entendido do termo
Equalizar – “Abastecimento” periódico da capacidade da bateria e corrigir diferenças de capacidade da célula
Boost – Pode referir-se a “equalização”, “carga rápida” e, às vezes, ambos
Carga rápida – Recarga mais rápida de uma bateria descarregada
O que a cobrança “equalizada” faz e por que é necessária?
Todas as baterias, mesmo aquelas montadas em blocos unificados, são construídas com células de bateria individuais conectadas em série para obter a tensão CC necessária. Como todos os produtos fabricados, existe variação entre as capacidades de cada célula da bateria. À medida que a bateria envelhece, essa variação aumenta. Como a bateria é uma cadeia de células tão forte quanto o elo mais fraco, é necessário algum esquema para garantir que todas as células permaneçam na capacidade máxima.
Um esquema chamado “equalização” é comumente usado em baterias de chumbo-ácido e níquel-cádmio. A equalização eleva temporariamente a tensão de carga de toda a cadeia de baterias acima da tensão “flutuante” normal. A tensão de carga elevada permite que todas as células, incluindo as fracas, aceitem mais corrente do carregador do que aceitariam com tensão flutuante. Uma consequência da tensão de equalização elevada é que todas as células da bateria ficam sobrecarregadas. Isto é aceitável por curtos períodos, desde que a bateria tenha eletrólito suficiente.
A sobrecarga aumenta muito a taxa na qual a água no eletrólito da bateria é eletrolisada em oxigênio e gás hidrogênio. Como o nível baixo de eletrólito danificará permanentemente a bateria, é importante limitar quando e por quanto tempo a bateria será carregada na tensão de equalização.
O que é “carregamento rápido”?
As baterias, como todos os condutores elétricos, sofrem resistência em seus metais condutores. A lei de Ohm diz que a resistência aumenta proporcionalmente ao fluxo de corrente através da bateria (ou de qualquer outro condutor imperfeito). Isto significa que quanto mais amperes de carga tentarmos aplicar à bateria, mais será perdido devido ao aquecimento interno.
O “carregamento rápido” aumenta temporariamente a tensão de saída do carregador para compensar a resistência interna da bateria. Isto permite que a bateria continue a aceitar a corrente máxima do carregador durante mais tempo – em vez de reduzir a sua aceitação de carga mais cedo, como aconteceria se fosse carregada com uma tensão de flutuação normal.
Qual é a tensão de carregamento correta?
O valor das tensões de flutuação e de equalização/reforço/taxa alta é determinado pelo fabricante da bateria e depende da química e da construção da bateria. Desviar-se dos valores recomendados, exceto quando necessário para ajustar a temperatura, irá sobrecarregar ou subcarregar a bateria – ambos os quais reduzirão a vida útil e o desempenho da bateria.
Como saber quando o carregador deve operar no modo flutuante ou equalizado?
Independentemente da finalidade pretendida de aumentar a tensão do carregador, é necessário que haja uma maneira de iniciar e terminar o carregamento em uma tensão superior à flutuação.
Os métodos de controle mais comuns são mostrados abaixo.
Método de controle: interruptor manual
· Vantagem: Simples, barato
· Desvantagem: Alto risco de esquecer que a unidade está operando com tensão de carga elevada
· Comentário: Não recomendado
Método de controle: temporizador iniciado manualmente
· Vantagem: Simples e encerra automaticamente a cobrança
· Desvantagem: Requer intervenção do usuário
· Comentário: Não há como saber quando a bateria se beneficiaria com uma carga de tensão elevada. Não há como saber qual é a configuração de hora certa
Método de controle: temporizador iniciado automaticamente
· Vantagem: Adequado para sites remotos onde os usuários não visitam com frequência
· Desvantagem: O horário deve ser pré-programado.
· Comentário: O tempo pré-programado correto não pode ser previsto, uma vez que a profundidade da descarga pode variar
Método de controle: Iniciação automática com fim determinado pela bateria
· Vantagem: A terminação da tensão de carga elevada é baseada nas necessidades da bateria, não em um programa
· Desvantagem: Alta corrente contínua pode induzir o sistema a permanecer em tensão elevada por muito tempo
Quando é necessária a compensação da temperatura da bateria? Quão importante é isso?
É bem sabido que todas as baterias de armazenamento – chumbo-ácido ventiladas ou VRLA ou níquel-cádmio – requerem diferentes tensões de carga em diferentes temperaturas. Quando fria, a bateria requer uma tensão de carga superior à normal para fornecer o máximo desempenho possível. Quando quente, a tensão de carga deve ser reduzida para evitar sobrecarga e consequente perda de eletrólito.
Quando a bateria está localizada em um ambiente bem controlado, a compensação de temperatura agrega pouco valor. Por outro lado, a compensação de temperatura é absolutamente essencial quando as baterias estão localizadas em gabinetes externos ou outras áreas sujeitas a temperaturas extremas. Estes fatos ilustram o valor da compensação de temperatura:
· Quando uma bateria com temperatura de 90 graus F é carregada na voltagem correta para 50 graus F, ela ferve até secar em três meses.
· Quando uma bateria de 20 graus F é carregada na voltagem correta para 50 graus F, ela não será carregada – e, portanto, não fornecerá o desempenho especificado.
Usar um carregador equipado com compensação automática de temperatura pode evitar esses dois problemas.
Estou pensando em desativar o recurso de compensação de temperatura porque o carregador e a bateria não estão no mesmo local e estou preocupado em sobrecarregar a bateria.
A compensação de temperatura só deve ser desativada se for possível garantir que as baterias estejam sempre em temperatura ambiente (25°C ou 77°F).
O sensoriamento remoto de temperatura (RTS) é a maneira correta de fornecer carregamento com compensação de temperatura quando a bateria e o carregador estão em ambientes diferentes. É sempre preferível à cobrança não compensada e à cobrança compensada localmente. O uso de um sensor conectado diretamente à bateria elimina todas as variáveis de temperatura do carregador e diferentes temperaturas ambientes. Não há desvantagem em usar RTS. Comparado com a compensação de temperatura desativada ou no carregador, o RTS aumentará de forma absoluta e positiva o desempenho da bateria ao máximo possível. Independentemente das condições, o RTS faz com que o carregador forneça a voltagem exata necessária à bateria.
EVEREXCEED providenciou para desabilitar a compensação de temperatura principalmente para testes de aceitação do cliente – para demonstrar que a configuração de tensão está de acordo com a tensão de saída real. Isto pode ser difícil de determinar em um carregador com compensação de temperatura.
A EVEREXCEED projetou seu sistema RTS para que se o sensor remoto for danificado ou desconectado, o carregador volte para operação não compensada. Esta alteração está indicada no painel frontal do carregador.
Por que as baterias de níquel-cádmio precisam ser carregadas “reforçadas”?
As baterias de níquel-cádmio oferecem a mais alta confiabilidade de qualquer bateria e são mais resistentes a abusos mecânicos e ambientais do que as baterias de chumbo-ácido. No entanto, eles precisam de carregamento especial para oferecer desempenho máximo.
Se uma bateria de níquel-cádmio for carregada apenas na taxa de flutuação, ela normalmente fornecerá apenas cerca de 70% de sua capacidade nominal. Este é um problema mais sério para aplicações de taxas elevadas, como partida de motores, onde mesmo pequenas reduções na capacidade têm um impacto significativo no desempenho.
A maneira mais eficaz de garantir que a capacidade total esteja disponível em uma bateria de níquel-cádmio é carregá-la periodicamente em uma tensão elevada. Isto pode ser iniciado manualmente ou automaticamente, dependendo do carregador. A equalização automática é mais fácil de usar e reduz o risco de esquecer de voltar à tensão flutuante.
