Quais são as diferenças entre os modos de carregamento “equalizar”, “impulsionar” e “carregamento rápido”?
Cada um desses termos descreve a mesma função do carregador, que eleva temporariamente a tensão da bateria acima do nível de flutuação. Existem diferentes usos para a tensão de carga elevada, conforme mostrado abaixo:
Significado geralmente aceito do termo
Equalizar – Recarga periódica da capacidade da bateria e correção das diferenças de capacidade entre as células.
Boost – Pode se referir a “equalizar”, “carregamento rápido” e, às vezes, a ambos.
Carregamento rápido – Recarga mais rápida de uma bateria descarregada.
O que faz a "equalização" do carregamento e por que ela é necessária?
Todas as baterias, mesmo as montadas em blocos unitários, são construídas com células individuais conectadas em série para obter a tensão CC necessária. Como em todos os produtos manufaturados, existe variação na capacidade de cada célula da bateria. À medida que a bateria envelhece, essa variação aumenta. Como a bateria é uma cadeia de células cuja resistência é determinada pelo seu elo mais fraco, é necessário um mecanismo para garantir que todas as células mantenham sua 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 bateria acima da tensão normal de "flutuação". A tensão de carga elevada permite que todas as células, incluindo as mais fracas, aceitem mais corrente do carregador do que aceitariam na tensão de flutuação. Uma consequência da tensão de equalização elevada é que todas as células da bateria ficam sobrecarregadas. Isso é aceitável por curtos períodos, desde que a bateria tenha eletrólito suficiente.
A sobrecarga aumenta consideravelmente a taxa na qual a água no eletrólito da bateria é eletrolisada em gás oxigênio e hidrogênio. Como um nível baixo de eletrólito danificará permanentemente a bateria, é importante limitar quando e por quanto tempo a bateria é carregada na tensão de equalização.
O que é "carregamento rápido"?
Assim como todos os condutores elétricos, as baterias sofrem com a resistência dos metais condutores. A lei de Ohm afirma que a resistência aumenta proporcionalmente à corrente que flui através da bateria (ou de qualquer outro condutor imperfeito). Isso significa que quanto mais amperes de carga tentarmos aplicar à bateria, mais energia será perdida devido ao aquecimento interno.
O "carregamento rápido" aumenta temporariamente a tensão de saída do carregador para compensar a resistência interna da bateria. Isso permite que a bateria continue aceitando a corrente máxima do carregador por mais tempo, em vez de reduzir prematuramente a capacidade de carga, como ocorreria se fosse carregada com a tensão de flutuação normal.
Qual é a tensão de carregamento correta?
Os valores das tensões de flutuação e equalização/reforço/alta taxa são determinados pelo fabricante da bateria e dependem da composição química e da construção da mesma. Desviar-se dos valores recomendados, exceto quando necessário para ajustes de temperatura, resultará em sobrecarga ou subcarga da bateria, o que reduzirá sua vida útil e desempenho.
Como saber quando o carregador deve operar no modo de flutuação ou no modo de equalização?
Independentemente da finalidade pretendida para aumentar a tensão do carregador, é necessário haver uma maneira de iniciar e terminar o carregamento com uma tensão superior à tensão de flutuação.
Os métodos de controle mais comuns são mostrados abaixo.
Método de controle: Interruptor manual
• Vantagem: Simples e barato
• Desvantagem: Alto risco de esquecer que a unidade está operando com tensão de carregamento elevada.
• Comentário: Não recomendado
Método de controle: Temporizador iniciado manualmente
• Vantagem: Simples e encerra a cobrança automaticamente.
• Desvantagem: Requer intervenção do usuário
• Comentário: Não há como saber quando a bateria se beneficiaria de uma carga com voltagem elevada. Não há como saber qual é a configuração de tempo correta.
Método de controle: Temporizador iniciado automaticamente
• Vantagem: Adequado para locais remotos que os usuários não visitam com frequência.
• Desvantagem: O tempo precisa ser pré-programado.
Comentário: Não é possível prever o tempo pré-programado correto, pois a profundidade de descarga provavelmente variará.
Método de controle: Iniciação automática com fim determinado pela bateria
• Vantagem: A interrupção da tensão de carga elevada é baseada nas necessidades da bateria, e não em um programa.
• Desvantagem: Corrente contínua elevada pode levar o sistema a permanecer em tensão elevada por muito tempo.
Quando é necessária a compensação da temperatura da bateria? Qual a sua importância?
É sabido que todas as baterias de armazenamento – ventiladas ou VRLA, de chumbo-ácido ou níquel-cádmio – requerem diferentes tensões de carga em diferentes temperaturas. Quando frias, as baterias requerem uma tensão de carga superior à normal para atingirem o seu máximo desempenho. Quando quentes, a tensão de carga deve ser reduzida para evitar a sobrecarga e a consequente perda de eletrólito.
Quando a bateria está localizada em um ambiente bem controlado, a compensação de temperatura agrega pouco valor. Em contrapartida, a compensação de temperatura é absolutamente essencial quando as baterias estão localizadas em gabinetes externos ou outras áreas sujeitas a temperaturas extremas. Esses fatos ilustram a importância da compensação de temperatura:
• Quando uma bateria a 90 graus Fahrenheit é carregada com a voltagem correta para 50 graus Fahrenheit, ela se esgotará completamente em três meses.
• Quando uma bateria de 20 graus Fahrenheit é carregada com a voltagem correta para 50 graus Fahrenheit, ela não carregará e, portanto, não fornecerá o desempenho especificado.
Utilizar um carregador com compensação automática de temperatura pode evitar ambos os problemas.
Estou pensando em desativar a função de compensação de temperatura porque o carregador e a bateria não estão no mesmo local, e estou preocupado com a possibilidade de sobrecarregar a bateria.
A compensação de temperatura só deve ser desativada se for garantido que as baterias estejam sempre à temperatura ambiente (25°C ou 77°F).
A detecção remota de temperatura (RTS, na sigla em inglês) é a maneira correta de fornecer carregamento com compensação de temperatura quando a bateria e o carregador estão em ambientes diferentes. É sempre preferível tanto ao carregamento sem compensação quanto ao carregamento com compensação local. O uso de um sensor conectado diretamente à bateria elimina todas as variáveis da temperatura do carregador e das diferentes temperaturas ambientes. Não há desvantagens em usar o RTS. Comparado com a compensação de temperatura desativada ou com a compensação de temperatura 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 para a bateria.
A EVEREXCEED incluiu uma opção para desativar a compensação de temperatura, principalmente para testes de aceitação do cliente – para demonstrar que a configuração de tensão corresponde à tensão de saída real. Isso pode ser difícil de determinar em um carregador com compensação de temperatura.
A EVEREXCEED projetou seu sistema RTS de forma que, se o sensor remoto for danificado ou desconectado, o carregador retorne à operação sem compensação. Essa alteração é indicada no painel frontal do carregador.
Por que as baterias de níquel-cádmio precisam de uma carga de reforço?
As baterias de níquel-cádmio oferecem a maior confiabilidade entre todas as baterias e são mais resistentes a danos mecânicos e ambientais do que as baterias de chumbo-ácido. No entanto, elas precisam de um carregamento especial para atingir o 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. Isso representa um problema mais sério para aplicações de alta taxa de carga/descarga, como partida de motores, onde mesmo pequenas reduções na capacidade têm um impacto significativo no desempenho.
A maneira mais eficaz de garantir a capacidade total de uma bateria de níquel-cádmio é carregá-la periodicamente com uma tensão elevada. Isso pode ser iniciado manual ou automaticamente, dependendo do carregador. A equalização automática é mais fácil de usar e reduz o risco de esquecer de retornar à tensão de flutuação.
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